Космическое агентство рассматривает идею отправки роботов для плавания под ледяной корой Европы и Энцелада.
Недавно НАСА объявило о выделении 600 000 долларов США на исследование возможности отправки роя миниатюрных плавающих роботов (известных как IMS – Independent Micro-Swimmers, что можно перевести как “независимые микропловцы”) для изучения океанов под ледяными оболочками многочисленных “океанических миров” нашей Солнечной системы. Но не стоит представлять себе металлических гуманоидов, плавающих под водой по-лягушачьи. Скорее всего, это будут простые маленькие треугольнички.
Содержание
Плутон – один из примеров вероятного океанического мира. Но миры с океанами, расположенными ближе всего к поверхности, что делает их наиболее доступными, – это Европа, луна Юпитера, и Энцелад, луна Сатурна.
Жизнь внутри океанических миров
Эти океаны представляют интерес для ученых не только потому, что в них содержится много жидкой воды (в океане Европы, вероятно, в два раза больше воды, чем во всем Мировом океане Земли), но и потому, что химическое взаимодействие между горными породами и океанической водой может поддерживать жизнь. Тем более среда в этих далеких океанах может быть очень похожа на ту, что была на Земле в момент зарождения жизни.
Это среда, в которой вода, просочившаяся в породу океанского дна, становится горячей и химически обогащенной – вода, которая затем выбрасывается обратно в океан. Микробы могут питаться этой химической энергией и, в свою очередь, могут быть съедены более крупными организмами. Ни солнечный свет, ни атмосфера фактически не нужны. Множество теплых скалистых структур такого рода, известных как “гидротермальные источники”, были обнаружены на морском дне Земли с тех пор, как они были впервые открыты в 1977 году. В этих местах местная пищевая цепочка действительно поддерживается хемосинтезом (энергия химических реакций), а не фотосинтезом (энергия солнечного света).
В большинстве океанических миров нашей Солнечной системы энергия, которая нагревает их скалистые ландшафты и не дает океанам замерзнуть до самого основания, поступает в основном за счет приливов и отливов. Хотя, это и отличается от радиоактивного нагрева земных недр, но химия взаимодействия воды и породы схожа.
Пробы океана Энцелада уже были взяты с помощью космического аппарата “Кассини” через шлейфы ледяных кристаллов, которые бьют через трещины в ледяной корке высоко на орбиту. Также есть надежда, что миссия “Nasa Europa Clipper” сможет найти подобные шлейфы для отбора проб, когда начнет серию близких пролетов над Европой в 2030 году. Однако непосредственное погружение в инопланетный океан для исследования может оказаться гораздо более информативным, чем простое “обнюхивание” высушенного образца.
В плавании
Именно здесь и возникает концепция зондирования с помощью независимых микропловцов. Идея заключается в том, чтобы высадиться на Европу или Энцелад (что будет не дешево и не просто) в месте, где лед относительно тонкий (пока не установлено), и с помощью радиоактивно нагретого зонда проплавить отверстие шириной 25 см до жидкой воды океана, расположенной на глубине сотен или тысяч метров.
Попав туда, зонд выпустит до четырех десятков клиновидных микропловцов длиной 12 см, которые отправятся на поиски. Их выносливость, естественно, будет гораздо меньше, чем у автономного подводного аппарата длиной 3,6 м, получившего известность под названием “Boaty McBoatface”, с радиусом действия 2 000 км, который уже совершил круиз длиной более 100 км под антарктическими льдами.
На данном этапе программа IMS является лишь одним из пяти “исследований фазы 2” ряда “передовых концепций”, финансируемых в рамках программы “Nasa Innovative Advanced Concepts” (NIAC) в 2022 году. Таким образом, шансы на то, что IMS станет реальностью, все еще велики.
Микропловцы будут общаться с зондом акустически (с помощью звуковых волн), а зонд будет передавать свои данные по кабелю на наземный аппарат на поверхности.
Каждый микропловец сможет исследовать на расстоянии десятков метров от зонда, ограниченный только зарядом батареи и дальностью акустического канала связи. Но, действуя как рой, они смогут отслеживать изменения (во времени или в пространстве) температуры и солености. Возможно, они даже смогут измерить изменения в мутности воды, что может указать направление к ближайшему гидротермальному источнику.
Небольшая мощность этих микропловцов может означать, что ни один из них не сможет нести камеры (для них нужен собственный источник света) или датчики, которые могли бы специально выискивать органические молекулы. Но на данном этапе ничего не исключено.
Однако, исследователи считают, найти признаки гидротермальных источников – маловероятно. В конце концов, дно океана будет находиться на много километров ниже от роботов. Чтобы найти и исследовать сами жерла источников, нам, вероятно, понадобится космический батискаф “Боти МакБоутфейс”. Тем не менее, микропловцы были бы хорошим началом.
Читайте также: “Что-то неизвестное притянуло космический зонд”. Радиосигналы приоткрыли темные тайны Сатурна и Юпитера.