Aquatic Rover ขับเคลื่อนใต้น้ำแข็งในแอนตาร์กติกา

รถแลนด์โรเวอร์บางส่วนนั้นไม่ได้รับการออกแบบมาให้เดินไปรอบ ๆ บนพื้นผิวของโลกอื่นเช่นดาวอังคาร รถแลนด์โรเวอร์อย่างน้อยหนึ่งตัวเป็นสัตว์น้ำ การพัฒนาที่จำเป็นหากเรากำลังจะไปสำรวจเอนเซลาดัสยูโรปาและโลกน้ำอื่น ๆ ของระบบสุริยะ รถแลนด์โรเวอร์นี้เรียกว่า Buoyant Rover สำหรับ Under-Ice Exploration หรือ BRUIE

นี่ไม่ใช่ยานพาหนะประเภทว่ายน้ำ เป็นรถล้อที่ออกแบบมาเพื่อขับคว่ำแผ่นน้ำแข็ง BRUIE ลอยตัวซึ่งทำให้มันกดกับเพดานน้ำแข็ง

ปัจจุบัน BRUIE อยู่ในทวีปแอนตาร์กติกที่สถานีวิจัยเคซี่ย์ของออสเตรเลีย ในช่วงเดือนหน้าผู้ประกอบการจะดำเนินการผ่านการทดสอบความอดทนในการคาดการณ์ภารกิจในอนาคตสู่โลกมหาสมุทรที่เย็นฉ่ำซึ่งอาจเป็นยูโรปา การทดสอบจะมุ่งเน้นไปที่ส่วนต่อประสานที่ซึ่งแผ่นน้ำแข็งตรงกับน้ำ

พื้นที่อินเทอร์เฟซน้ำน้ำแข็งมีความสำคัญเนื่องจากบนโลกอย่างยูโรปาพวกเขาสามารถมีเคมีแบบไดนามิกได้ส่วนหนึ่งเป็นเพราะสิ่งสกปรกที่ละลายในน้ำถูกปฏิเสธจากด้านหน้าน้ำแข็งที่ล้ำหน้า บนโลกที่มีชีวิตเช่นเดียวกับโลกก็มีรูปแบบของชีวิตที่เข้มข้นขึ้นในส่วนต่อประสานประเภทนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถเรียนรู้มากมายจากภูมิประเทศใต้น้ำแข็งรวมถึงรูปแบบของน้ำแข็ง และน้ำแข็งสามารถทำหน้าที่เป็นกับดักสำหรับก๊าซไม่ว่าจากกระบวนการทางชีวภาพหรือทางธรณีวิทยา

“ เราพบว่าชีวิตมักอาศัยอยู่ที่ส่วนต่อประสานทั้งด้านล่างทะเลและส่วนต่อประสานน้ำน้ำแข็งที่ด้านบน”

Andy Klesh หัวหน้าฝ่ายขายของ BRUIE

Kevin Hand เป็นนักวิทยาศาสตร์นำของ JPL ในโครงการ BRUIE มือและคนอื่น ๆ ในชุมชนวิทยาศาสตร์คิดว่ามหาสมุทรบนดวงจันทร์ในระบบสุริยะของเรา - ยูโรปาเอนเซลาดัสและอื่น ๆ - น่าจะเป็นที่ที่ดีที่สุดในการมองหาชีวิต หุ่นยนต์ใต้น้ำจะต้องมีบทบาทในการสำรวจพวกมัน

“ เปลือกน้ำแข็งที่ครอบคลุมมหาสมุทรที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นหน้าต่างสู่มหาสมุทรด้านล่างและเคมีของน้ำแข็งสามารถช่วยชีวิตชีวิตภายในมหาสมุทรเหล่านั้น ที่นี่บนโลกน้ำแข็งที่ปกคลุมมหาสมุทรขั้วโลกของเราทำหน้าที่คล้ายกันและทีมงานของเราให้ความสนใจเป็นพิเศษในสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อน้ำเข้ากับน้ำแข็ง "มือกล่าว

แต่พื้นที่ส่วนต่อประสานอาจยากต่อการสำรวจ Submersibles ไม่สามารถใช้งานได้จริง

“ เราพบว่าชีวิตมักอาศัยอยู่ที่ส่วนต่อประสานทั้งด้านล่างทะเลและส่วนต่อประสานน้ำน้ำแข็งที่ด้านบน นักดำน้ำส่วนใหญ่มีเวลาที่ท้าทายในการตรวจสอบบริเวณนี้เนื่องจากกระแสน้ำในมหาสมุทรอาจทำให้พวกเขาชนกันหรือพวกเขาจะสิ้นเปลืองพลังงานมากเกินไปในการรักษาตำแหน่ง” Andy Klesh หัวหน้าวิศวกรกล่าว “ อย่างไรก็ตาม BRUIE ใช้ทุ่นลอยน้ำเพื่อยึดกับน้ำแข็งและไม่สามารถทนกระแสได้ นอกจากนี้มันสามารถปิดเครื่องได้อย่างปลอดภัยเปิดเมื่อจำเป็นต้องทำการวัดเท่านั้นเพื่อให้สามารถใช้เวลาหลายเดือนในการสังเกตสภาพแวดล้อมใต้น้ำแข็ง "

BRUIE มีความยาวหนึ่งเมตร (3 ฟุต) และมีล้อสองล้อ มันหมุนไปตามด้านล่างของน้ำแข็งและมีกล้องและไฟและอุปกรณ์สื่อสารในนั้น นอกจากนี้ยังสามารถพกพาเครื่องมือวิทยาศาสตร์ซึ่งจะถูกแนบมาในภายหลังหากการทดสอบเริ่มต้นเป็นไปด้วยดี ในระหว่างการทดสอบก่อนหน้านี้ในแถบอาร์กติกรถแลนด์โรเวอร์ใช้เวลาไม่ จำกัด การสื่อสารผ่านน้ำแข็งไปยังสถานีฐานและในที่สุดก็ถึง JPL แต่ในระหว่างการทดสอบแอนตาร์กติกมันจะถูกล่ามไว้

Dan Berisford เป็นวิศวกรเครื่องกลที่ทำงานในโครงการนี้ ในการแถลงข่าว Berisford กล่าวว่า“ BRUIE จะมีเครื่องมือวิทยาศาสตร์หลายอย่างเพื่อวัดค่าพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับชีวิตเช่นออกซิเจนที่ละลายในน้ำความเค็มของน้ำความดันและอุณหภูมิ “

เราไม่รู้ว่าชีวิตใน Europa หรือ Enceladus จะเป็นอย่างไรถ้าอยู่ที่นั่น เราไม่จำเป็นต้องรู้วิธีตรวจสอบสถานะของมันเช่นกัน แต่การค้นหาจะต้องเริ่มต้นที่ไหนสักแห่ง “ เมื่อเราไปถึงที่นั่น” เบริสฟอร์ดกล่าวเสริม“ เรารู้วิธีการตรวจจับชีวิตที่คล้ายกับสิ่งนั้นบนโลกจริงๆ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันมากอาจเป็นเรื่องยากที่จะจดจำ”

นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาแนวคิดอื่น ๆ สำหรับการสำรวจดวงจันทร์มหาสมุทรน้ำแข็ง สิ่งหนึ่งที่ยานพาหนะต้องเผชิญกับอุปสรรคอย่าง BRUIE คือความหนาของน้ำแข็ง บนยูโรปามหาสมุทรถูกฝังอยู่ใต้แผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่มีความหนาถึง 30 กม. (19 ไมล์) ในระหว่างการทดสอบแอนตาร์กติกทีมจะทำการเจาะรูบนน้ำแข็งและใส่ BRUIE

แนวคิดเบื้องต้นหนึ่งสำหรับการสำรวจมหาสมุทรภายใต้แผ่นน้ำแข็งของ Europa คือหุ่นยนต์ขุดอุโมงค์พลังงานนิวเคลียร์ มันเป็นผลมาจากการศึกษาแนวคิดซึ่งเป้าหมายคือการเริ่มคิดเกี่ยวกับความท้าทายในการสำรวจยูโรปา ความร้อนจากพลังงานนิวเคลียร์จะละลายน้ำแข็งและยานพาหนะจะขับเคลื่อนตัวเองผ่านรู

เมื่อผ่านไปแล้วสามารถส่งยานพาหนะประเภทอื่นไปสำรวจได้ ในขณะที่ภาพคอนเซ็ปต์ของศิลปินแสดงว่ายน้ำใต้น้ำยานพาหนะที่ใช้ BRUIE อาจสมจริงมากขึ้น

เป้าหมายของการทดสอบแอนตาร์กติกนี้คือการทำให้ BRUIE สามารถอยู่รอดภายใต้น้ำแข็งได้ครั้งละหลายเดือน ทีมจะพัฒนาความสามารถของยานพาหนะต่อไปในการทำงานโดยไม่มีการโยงและการสำรวจในระดับที่ลึกยิ่งขึ้น

แม้ว่าจะไม่มีกำหนดเวลาสำหรับภารกิจในยูโรปาที่จะทำการสำรวจมหาสมุทร แต่ก็มีภารกิจ Europa Clipper ที่กำลังจะมาถึง NASA เปิดตัว Clipper ในช่วงกลางปี ​​2020 มันจะดูรายละเอียดที่ Europa และหวังว่าจะช่วยให้เราเข้าใจว่าสามารถช่วยชีวิตได้หรือไม่และหากขั้นตอนต่อไปเพื่อค้นหาว่าเป็นยานพาหนะเช่น BRUIE

มากกว่า:

• ข่าวประชาสัมพันธ์: Aquatic Rover ไปสำหรับไดรฟ์ภายใต้น้ำแข็ง
• รายงานการวิจัย: Buoyant Rover สำหรับการสำรวจใต้น้ำแข็ง
• วิดีโอของนิตยสาร Space: สำรวจ The Icy Moons of Jupiter Europa Clipper ของ NASA และ JUICE's ESA