De robotachtige klauw is een van de nieuwe innovatieve gereedschappen die in de LRD zijn ontwikkeld om de ijzelwerelden, zoals Europa, te bestuderen.
Wil je je geluk beproeven in ijsvissen op de satelliet van Jupiter Europe? Er is geen garantie dat je iets zult vangen, maar een nieuwe set robotachtige prototypen zal onvervangbare hulp bieden.
Sinds 2015 ontwikkelt het Jet Propulsion Laboratory (LRD) van NASA in Pasadena (Californië) nieuwe technologieën voor gebruik in toekomstige missies op oceanische planeten. De lijst bevat: een ondergrondse sonde (die door ijs kan breken en monsters kan verzamelen), robotarmen (omdraaien om objecten op afstand te bereiken) en een draagraket (voor nog meer verwijderde monsters).
Al deze technologieën werden ontwikkeld binnen de grenzen van de studie van mobiliteit en waarneming van de oceanische werelden. Elk prototype richt zich op de extractie van monsters van het oppervlak of onder het oppervlak van de ijzige maan.
"In de toekomst willen we antwoorden of er leven is op de satellieten van de buitenste planeten: Europa, Enceladus en Titan", zei Tom Kvik, hoofd van het Aircraft Space Technologies-programma. - "Het is belangrijk om de specifieke systemen te identificeren die we nu moeten bouwen, zodat ze over 10-15 jaar klaar zijn voor gebruik op een ruimtevaartuig."
Systemen zullen in extreme omstandigheden moeten duiken. De temperatuur kan dalen tot -100 ° C. De wielen van de rover glijden over het ijs, lijken op zand, en het oppervlak van Europa is ook royaal gekruid met straling. "Er wachten ons veel problemen, dus we moeten voldoen aan strenge planetaire beschermingsvereisten", zegt Hari Nayar, hoofd van de robotica-groep. "De ultieme droom is om diep in de ondergrondse oceanen te duiken. Maar dit vereist nieuwe technologieën die nog niet beschikbaar zijn. "
Brian Wilcox (ontwerpingenieur van de LRD) was in staat om een prototype te ontwikkelen op basis van "smeltsondes" die op aarde worden gebruikt. Sinds het einde van de jaren zestig zijn ze gebruikt om sneeuw en ijs te smelten om ondergrondse gebieden te bestuderen.
Het enige probleem is dat ze warmte inefficiënt gebruiken. De schors van Europa kan 10-20 km dik zijn, dus als de sonde niet leert zijn energie te beheersen, zal deze bevriezen voordat hij het doel bereikt.
Wilcox bedacht een nieuw idee: een vacuümgeïsoleerde capsule (die doet denken aan het principe van een thermosfles). In plaats van warmte uit te stralen, zal het de energie vasthouden met een stuk thermisch plutonium wanneer de sonde in ijs wordt ondergedompeld.
Het roterende zaagblad aan de onderkant van de sonde draait langzaam en snijdt door het ijs. Daarbij verzamelt hij ijskafjes terug in het lichaam van de sonde, waar het wordt gesmolten door plutonium en achter het apparaat wordt gepompt. Het verwijderen van het ijs zorgt ervoor dat de sonde geen obstakels tegenkomt. IJswater kan ook door een spiraal van aluminium buis worden gestuurd en naar het oppervlak worden afgevoerd. Watermonsters kunnen worden gecontroleerd op bioresignalen. "Wij geloven dat ijsstroomplaten zich bevinden in de bevroren aardkorst van Europa", zegt Wilcox. "Deze stromen spuwen materiaal uit de oceaan beneden. Omdat de sonde een tunnel maakt, kan dit water biosignalen bevatten ".
Om de afwezigheid van terrestrische microben te garanderen, warmt de sonde op tot 482 ° C tijdens een vlucht op een ruimtevaartuig. Dit zou alle resterende organismen moeten vernietigen en complexe organische moleculen ontbinden die de wetenschappelijke resultaten kunnen beïnvloeden.
Langer bereik
Onderzoekers keken ook naar de mogelijkheid om robotarmen te gebruiken, die nodig zijn voor het verkrijgen van monsters. Op Mars zijn de NASA-landingen nooit verder dan 2-2,5 meter van de basis gekomen. Voor grotere afstanden moet je een langere arm maken.
Een van de ideeën is een inklaphendel. De ingezette arm kan bijna 10 meter bereiken. Voor meer verre doelen werd een draagraket met projectielen ontwikkeld die op een afstand van maximaal 50 meter kunnen schieten.
De handen en de draagraket kunnen worden gebruikt in combinatie met de inbeslagneming van ijs. Aan de klauw kan een diamantboor worden bevestigd. Als wetenschappers intacte monsters willen krijgen, moet je tot 20 cm ijsoppervlak ponsen. Deze laag moet complexe moleculen beschermen tegen de straling van Jupiter.
Na het inzetten van een pijl of draagraket voor een projectiel, kan de klauw worden gefixeerd, met behulp van verwarmde pinnen die in het ijs smelten en de grip versterken. Dit zorgt ervoor dat de boor kan doordringen en monsters kan verzamelen.
Wielen voor een cryo-rover
In juli viert NASA de 20-jarige erfenis van rovers die door de Martiaanse woestijn reizen. Maar voor een reis naar de ijzige satelliet is modernisering nodig.
Enceladus heeft scheuren die gas- en ijsstralen spuiten. Ze zouden de belangrijkste wetenschappelijke doelstellingen worden, maar het materiaal om hen heen zal waarschijnlijk verschillen van terrestrische ijs. Tests hebben aangetoond dat gegranuleerd ijs in cryogene en vacuümomstandigheden lijkt op zandduinen, waarbij losse korrels in de wielen zuigen. LRD-onderzoekers wendden zich tot projecten die eerder werden gebruikt om over het oppervlak van de maan te bewegen. Ze testten licht commerciële wielen gemonteerd op een harnas dat werd gebruikt in een aantal missies.
in perspectief
Prototypen en experimenten zijn slechts startpunten. Met de studie van oceaanstructuren zullen wetenschappers overwegen of deze uitvindingen maximaal kunnen worden verbeterd. Uiteindelijk kan onderzoek leiden tot de opkomst van technologieën die in staat zijn om naar een extern zonnestelsel te gaan.
