Robotkloen är ett av de nya innovativa verktygen som utvecklats i LRD för att studera de isiga oceanvärlden, som Europa.
Vill du prova lyckan i isfiske på satelliten i Jupiter Europe? Det finns ingen garanti för att du kommer att fånga något, men en ny uppsättning robot prototyper kommer att ge oersättlig hjälp.
Sedan 2015 har NASAs Jet Propulsion Laboratory (LRD) i Pasadena (Kalifornien) utvecklat ny teknik för användning i framtida uppdrag på oceaniska planeter. Listan innehåller: en underjordisk sond (kan bryta igenom is och samla prover), robotarmar (vändning för att komma till avlägsna föremål) och en launcher (för ännu mer avlägsna prover).
Alla dessa tekniker har utvecklats inom gränserna för studien av rörlighet och känsla av oceaniska världar. Varje prototyp fokuserar på utvinning av prover från ytan eller under ytan av den isiga månen.
"I framtiden vill vi svara på om det finns liv på satelliterna på yttre planeter: Europa, Enceladus och Titan", säger Tom Kvik, som är chef för rymdteknikprogrammet Aircraft. - "Det är viktigt att identifiera de specifika system som vi behöver bygga nu, så att de på 10-15 år kommer att vara redo att användas på rymdfarkoster."
System kommer att behöva springa i extrema förhållanden. Temperaturen kan sjunka till -100 ° C. Roverens hjul glider på isen, liknar sand, och Europas yta är också generöst kryddat med strålning. "Det finns mycket problem att vänta på oss, så vi måste uppfylla stränga krav på planetskyddet", säger Hari Nayar, som är chef för robotgruppen. "Den ultimata drömmen är att dyka djupt in i de underjordiska oceanerna. Men det här kräver ny teknik som ännu inte är tillgänglig. "
Brian Wilcox (designingenjör av LRD) kunde utveckla en prototyp baserad på "smältprober" som används på jorden. Sedan slutet av 1960-talet har de använts för att smälta snö och is för att studera underytor.
Det enda problemet är att de använder värme ineffektivt. Europas bark kan vara 10-20 km tjock, så om sonden inte lär sig att styra sin energi kommer den att frysa innan den når målet.
Wilcox kom med en ny idé: en vakuumisolerad kapsel (som principen om en termos). I stället för att utstråla värmen kommer den att hålla energin med en bit termisk plutonium när sonden är nedsänkt i is.
Det roterande sågbladet på undersidan av sonden vrider långsamt och skär genom isen. Därmed samlar han isspån tillbaka i sondens kropp, där den smälts av plutonium och pumpas ut bakom apparaten. Avlägsnande av isen säkerställer att sonden inte stöter på hinder. Isvatten kan också skickas genom en spole av aluminiumrör och dräneras till ytan. Vattenprover kan kontrolleras för biosignaler. "Vi tror att isflödande plattor ligger i Europas frusna jordskorpa," säger Wilcox. "Dessa strömmar spårar material från havet nedan. Eftersom sonden gör en tunnel kan detta vatten innehålla biosignaler ".
För att säkerställa avsaknaden av terrestriska mikrober värms sonden upp till 482 ° C under ett flyg på en rymdfarkost. Detta bör förstöra alla resterande organismer och sönderdela komplexa organiska molekyler som kan påverka vetenskapliga resultat.
Längre räckvidd
Forskare tittade också på möjligheten att använda robotarmar, vilka är nödvändiga för att erhålla prover. På Mars gick NASA-landningar aldrig längre än 2-2,5 meter från basen. För större avstånd måste du skapa en längre arm.
En av idéerna är en vikningsskottspak. Den utplacerade armen kan nå nästan 10 meter. För mer avlägsna mål utvecklades en launcher med projektiler som kan skjuta på avstånd på upp till 50 meter.
Händer och startaren kan användas i samband med beslag på is. Till klonen kan fästas en diamantborr. Om forskare vill få intakta prov måste du stansa upp till 20 cm isytan. Detta skikt måste skydda komplexa molekyler från Jupiters strålning.
Efter utplacering av en pil eller startare för en projektil kan kloen fixeras med hjälp av uppvärmda stift som smälter i isen och förstärker greppet. Detta säkerställer att borren kan penetrera och samla prover.
Hjul för en cryo-rover
I juli kommer NASA att fira den 20-åriga arv från rovers som reser genom den marsiska öknen. Men för en resa till den isiga satelliten behöver modernisering.
Enceladus har sprickor som spyder gas och isstrålar. De skulle bli de viktigaste vetenskapliga målen, men materialet kring dem kommer sannolikt att skilja sig från markis. Test har visat att granulerad is i kryogen- och vakuumbetingelser liknar sanddyner, med lösa korn suger i hjul. LRD-forskare vände sig till projekt som tidigare brukade röra sig över månens yta. De testade lätta kommersiella hjul monterade på en sele som användes i ett antal uppdrag.
I perspektiv
Prototyper och experiment är bara utgångspunkter. Med undersökningen av havsstrukturer kommer forskare att överväga om dessa uppfinningar kan förbättras till det maximala. I slutändan kan forskning leda till framväxten av teknik som kan leda till ett externt solsystem.
