Кто сказал, что нельзя планировать, опережая свое время? Именно так подумали и инженеры, начав превентивное конструирование «подводной лодки», которую NASA когда-нибудь отправит в ледяной углеводородный океан Титана – естественного спутника Сатурна.
Луну Сатурна Титан исследователи планет считают одной из наиболее перспективных целей в нашей Солнечной системе. Наряду с ледяными вулканами и голубыми кислотными облаками, это космическое тело имеет пространные бассейны углеводородных вод на поверхности, а также расположенные под ними океаны, отгороженные от поверхности ледяным панцирем толщиной до 100 километров. Перспективная цель для того, чтобы, как надеются оптимисты, лет через 20 испробовать там космический погружной зонд. Но до этого следовало обязательно смоделировать условия, которые существуют на месте будущей работы, чтобы провести полные испытания зонда Титана. Вдохновленные такой целью, инженеры Вашингтонского государственного университета опубликовали в научном журнале Fluid Phase Equilibria первые наработки по этой теме. В своей статье исследователи описывают созданную ими лабораторную модель Титана, а также первичные наработки в отношении дизайна будущей подводной лодки, которая смогла бы работать в условиях спутника Сатурна.
В лаборатории исследователей для этого использовалась заполненная экстремально охлажденной азотно-углеводородной смесью испытательная камера с давлением в четыре бара, имитирующая условия моря Титана. Для моделирования зонда ученые под руководством Яна Ричардсона использовали помещенный в камеру трехсантиметровый в длину нагреваемый цилиндр, который отдавал примерно столько тепла, сколько мог бы выделять погружной зонд в агрессивных водах спутника Сатурна. Сам руководитель исследования охарактеризовал это так: «Сумасшедший эксперимент, я никогда даже не думал, что когда-нибудь буду заниматься чем-либо подобным». Подогрев для функционирования инструментария зонда при ожидаемых окружающих температурах около минус 184 градусов Цельсия – это обязательное условие. Но отходящее в результате подогрева тепло, как показали ученые, может представлять собой проблему. Дело в том, что при нагреве среда моря Титана производит наполненные газом и поднимающиеся вверх пузыри, которые постоянно будут сбивать погружного робота с курса. Это усложняет и без того очень непростую навигацию, особыми проблемами которой представляются смены между различными слоями с разным содержанием метана и этана.
В конце концов, инженерам все же удалось добиться оптимального управления и контроля. Они разработали пригодный для таких условий эндоскоп с подключенной камерой, с помощью которой исследователи могли видеть холодное окружение эксперимента. Им удалось с помощью камеры получить, наряду с прочим, снимки этано-метановых осадков, то есть дождя и снега из углеводорода. Кроме того, они заметили, что даже небольшие изменения в соотношениях компонентов смесей морей Титана вызывают значительные различия. Так, например, явно присутствующая в реальности в морях Титана минимальная примесь азота ведет к тому, что тамошняя вода может замерзать лишь при температурах около минус 198 градусов Цельсия. Но столь низкие температуры на повестке дня не стоят. «Не думаю, что нам нужно рассчитывать на встречу с айсбергами», - говорит Ричардсон. С другой же стороны, именно азот выделяется при увеличении температуры наиболее быстро, создавая при этом помехи в виде газовых пузырей, то делает продвижение по подводным просторам Плутона более сложным, чем это представлялось изначально.
Еще больше о космосе на kosmos-x.net.ru
