Америка планирует покорить Европу армией роботов

06.11.2017

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?

Инженер JPL NASA Энди Клеш опускает робота в мулен.
Инженер JPL NASA Энди Клеш опускает робота в мулен.

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.

Сотрудники JPL NASA выполняют апробацию роботизированного картографирования на леднике      Матануска.
Сотрудники JPL NASA выполняют апробацию роботизированного картографирования на леднике Матануска.

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/