Пожалуйста, не пугайтесь. Это не начало третьей мировой. Просто сотрудники Лаборатории реактивного движения NASA готовят гибких роботов к покорению спутников Юпитера и Сатурна. Больше всего их интересует Европа и Энцелад. Именно там высока вероятность обнаружить воду в жидком состоянии. Причём не просто пар или гидраты, а целые озёра. Откуда же у специалистов NASA такая уверенность?
По современным космологическим представлениям, водород – основной химический элемент в видимой части Вселенной. На его долю приходится более 88,6%. Ещё 11,3% составляет гелий, а доля всех остальных элементов не превышает 0,1%. В этом остатке основная доля приходится на углерод, азот и кислород. Они постоянно образуются в ходе CNO-цикла на Солнце и других звёздах главной последовательности. В ходе эволюции звёзд происходят выбросы плазмы и множество других астрофизических процессов, в ходе которых водород и кислород соединяются, образуя воду в космических объёмах.
Большая часть образовавшейся воды остаётся в звёздной системе, скапливаясь на планетах земного типа и некоторых спутниках. Остальная вода превращается в ледяные ядра комет и отправляется в долгое путешествие по сильно вытянутым орбитам, порой покидая родную звёздную систему.
На планетах с атмосферой вода может существовать в жидком виде на поверхности. Газовая оболочка не даёт ей улететь в космос и сохраняет равновесие пар/жидкость. На спутниках атмосферы практически нет. Например, давление на Европе составляет всего одну триллионную часть земной атмосферы. Однако многие естественные спутники покрыты льдом различного состава, под которым вода гипотетически может существовать в виде подлёдных озёр. Такие озёра уже найдены в Антарктиде, а это значит, что они могут существовать и на спутниках газовых гигантов.
Проверить эту гипотезу с Земли практически невозможно. Ни орбитальные телескопы, ни автоматические межпланетные станции не могут показать, что скрывают под своей ледяной поверхностью многочисленные луны Юпитера и Сатурна. Брюса Уиллиса с буром на каждую из них тоже не отправишь, но, что если бурить не придётся?
Наблюдая за земными ледниками, исследователи пришли к выводу, что они очень динамичны по своей структуре. В них есть участки, подвергаемые большей инсоляции, чем соседние. Поэтому они заметно тают в течение дня и вновь застывают ночью – уже слегка изменив форму. Встречаются геотермальные источники, разные уровни солёности и другие факторы, формирующие неоднородности в толще льда.
Одной из таких структур являются мулены – воронкообразные углубления в леднике. Часто они становятся своеобразным входом в скрытую часть ледяного царства. По мере нарастания глубины во все стороны от воронки тянутся подлёдные ходы, промытые течением. Поскольку физические законы одинаковы везде, есть основания предполагать наличие схожих образований и естественных процессов и за пределами Земли.
К примеру, поверхность Европы (спутника Юпитера) покрыта трещинами и почти не содержит кратеров. Это может быть свидетельством того, что она постоянно обновляется за счёт воды, просачивающейся из-подо льда. В 2005 году на Энцеладе (спутнике Сатурна) был обнаружен водяной шельф и активные геологические процессы. В 2014 году под данным со спутника “Кассини” было сделано предположение, что ледяной панцирь Энцелада скрывает целое озеро.
Искать возможные промоины и трещины в ледниках, а затем исследовать глубины под их поверхностью в NASA планируют с помощью роботизированных подводных аппаратов. Пока это всего лишь прототипы, большая часть которых собрана из серийно выпускаемых модулей. Отдельные части были напечатаны на 3D-принтере и пока не обладают высокой прочностью.
Однако даже в таком полусыром виде эти юркие роботы погружаются в мулены (куда в здравом уме не спустится ни один водолаз) и легко продвигаются через сеть подводных ходов в толще ледяного покрова. Благодаря гибким сочленениям, они не слишком рискуют застрять. Эти роботы работают в экстремальных условиях и выполняют автоматическое картографирование, пока их операторы находятся в безопасности. Сейчас апробация роботов проходит на леднике Матануска (Аляска), и довольно успешно. Первый робот уже погружался на глубину 46 метров (далее вода была слишком мутной) и передавал изображение с панорамных камер. Одновременно он выполнял лазерное сканирование для составления 3D-карты.
Разработчикам сильно помог их опыт конструирования малых спутников серии CubeSat, а также участие в проекте BRUIE, где им также надо было делать “подводные роверы” для погружений под лёд. В будущем они планируют оснастить своих роботов акустическими датчиками, чтобы они могли ориентироваться в мутной воде и экономить на подсветке. Даже если эти роботы не отправятся в космос, им найдётся масса применений на Земле. Изучение глубинных структур позволяет предсказать скорость таяния и направление перемещения ледников, да и полярники будут рады такому подспорью.
Статья подготовлена по материалам публикаций:
Автор статьи: Андрей Васильков
Изображения взяты с: sanvada.com, NASA / JPL-Caltech.
Привет, это редакция канала the Robot. Если тебе понравилась эта статья или тематика нашего канала – нажми лайк и подпишись, чтобы не пропустить новые материалы.
Новости о роботах и ИИ теперь можно читать там, где тебе удобно, присоединяйся!
Наш telegram канал : https://t.me/robotics_channel
Наш сайт: https://the-robot.ru/