ชั้นน้ำแข็งบนยูโรปาสามารถซ่อนประวัติศาสตร์ของชีวิตในอดีตได้หรือไม่? เครดิตรูปภาพ: NASA / JPL คลิกเพื่อดูภาพขยาย
เคยมีชีวิตบนดาวอังคารบ้างหรือเปล่า? มีชีวิตในมหาสมุทรยุโรปหรือไม่? นี่เป็นคำถามสองข้อที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับผู้คนทั่วโลก แต่ไม่มีใครมีข้อเสนอที่เป็นจริงสำหรับการตอบคำถามเหล่านี้ในอีกยี่สิบปีข้างหน้า? จนถึงตอนนี้.
George Maise เป็นหัวหน้าทีมที่เพิ่งได้รับรางวัล NIAC ระยะที่ 1 * เพื่อพัฒนาความคิดให้เป็นแผนดังกล่าว
“ การสำรวจเชิงลึกของแคปขั้วดาวอังคาร” Maise et al. ** ซึ่งสะท้อนมุมมองร่วมกันในหมู่นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จะให้โอกาสที่ยอดเยี่ยมในการค้นหา“ หลักฐานของกิจกรรมทางชีวภาพของดาวอังคารในอดีตรวมถึงไมโครฟิลล์แบคทีเรียและชีวเคมี ตกค้าง.”
“ การใช้แหล่งความร้อนที่มีขนาดกะทัดรัดน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพอุปกรณ์หุ่นยนต์ขนาดเล็กสามารถละลายทางของมันผ่านทางน้ำแข็งปกคลุมรวบรวมข้อมูลตามที่อธิบายไว้ข้างต้นและส่งสัญญาณในเวลาจริงกลับสู่โลก นักวิทยาศาสตร์ที่ติดตามผลบนโลกสามารถควบคุมเส้นทางของหน่วยหุ่นยนต์ที่สั่งให้พวกเขาสำรวจบริเวณที่มีแนวโน้มโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแผ่นน้ำแข็ง "
และสิ่งที่จะใช้ได้กับหมวกน้ำแข็งขั้วโลกบนดาวอังคารก็จะใช้ได้กับ Europa, Ganymede และ Callisto ซึ่งทั้งหมดนี้อาจมีมหาสมุทรยุคดึกดำบรรพ์ภายใต้เปลือกน้ำแข็งหนา มหาสมุทรซึ่งอาจว่ายน้ำปลาต่างดาวที่มีแหล่งพลังงานขั้นสูงสุดเป็นรูปแบบเซลล์ที่มีลักษณะคล้าย prokaryote ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับอาร์เคียที่พบที่นี่บนโลก
ภารกิจในการค้นหาสัญญาณของสิ่งมีชีวิตโบราณในน้ำแข็งบนดาวอังคารนั้นจะเกี่ยวข้องกับการลงยานอวกาศบนน้ำแข็งนั้นและใช้ MICE (Martian Ice Cap Explorers) หลายตัวซึ่งเป็นเครื่องหลอมละลายพลังงานนิวเคลียร์พร้อมอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อค้นหา สัญญาณของชีวิตโบราณ MICE จะละลายทางของพวกเขาผ่านทางน้ำแข็งโดยมีน้ำแข็งเยือกแข็งอยู่ข้างหลังในรูปแบบการค้นหาที่สามารถขยายออกไปได้หลายกิโลเมตรทั้งแนวนอนและแนวตั้ง การสอบสวนแต่ละครั้งจะสื่อสารกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด (และมารดา) ผ่านทางวิทยุที่มีกำลังสูงซึ่งสามารถเจาะทะลุน้ำแข็งได้ไกลถึงกิโลเมตร โพรโทคอลเครือข่ายจะอนุญาตสำหรับ datarates และ resilience ที่ดีและอนุญาตให้ใกล้สั่งเวลาจริงและควบคุมจากนักวิทยาศาสตร์กลับมาบนโลก
ส่วนผสมลับ? น้ำ! น้ำแข็งที่ละลายจะถูกนำมาใช้ทำน้ำร้อนและไฮโดรเจน น้ำร้อนจะถูกนำมาใช้เป็นไอพ่นทิศทางเพื่อละลายน้ำแข็งแล้วไหลเวียนกลับเข้าไปในโพรงที่เต็มไปด้วยน้ำในน้ำแข็งเคลื่อนโพรบไปในทิศทางของเจ็ท น้ำก็จะเป็นเกราะป้องกันสำหรับเครื่องมือลดทอนการแผ่รังสีจากเครื่องปฏิกรณ์ด้วยปัจจัยหนึ่งล้านล้านหรือมากกว่านั้นไม่ว่าอะไรก็ตามที่จำเป็น ไฮโดรเจนที่ผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิสจะให้การลอยตัวตามความต้องการ ในที่สุดน้ำจะกลายเป็นสารหล่อเย็นหลักสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และไอน้ำทำงานสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ทั้งหมดห่อหุ้มด้วยเครื่องปฏิกรณ์โรงไฟฟ้าบรรจุน้ำ 100 กิโลกรัมหรือน้อยกว่า!
ความงามของแนวคิดของ Maise และคณะคือการใช้เทคโนโลยีที่แข็งแกร่งและได้รับการพิสูจน์แล้ว เครื่องปฏิกรณ์จะใช้แท่งเชื้อเพลิงเซรามิกเซอร์โคเนียม - ยูเรเนียมออกไซด์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงและระบบควบคุมอัตโนมัติตามการออกแบบอุตสาหกรรมที่มั่นคง ขนาดของเครื่องปฏิกรณ์ / พลังงาน / น้ำร้อนทั้งหมดของหน่วย MICE จะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางไม่เกิน 50 ซม. และยาว 1.2 ม. “ การเริ่มและหยุดของเครื่องปฏิกรณ์จะดำเนินการด้วยแท่งควบคุมตามที่กำหนดโดยระบบควบคุมอัตโนมัติ นี่ไม่ต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อื่น ๆ ” แต่ละหน่วยจะมีตู้เซฟที่ล้มเหลวซ้ำซ้อนและเป็นอิสระ ในกรณีที่เกิดภัยพิบัติเครื่องปฏิกรณ์จะปิดตัวเองเร็วพอที่จะป้องกันความเสียหาย
แต่สิ่งที่เกี่ยวกับการมองหาสัญญาณของชีวิตโบราณ? การออกแบบแบบแยกส่วนเป็นกุญแจสำคัญในแนวทางของ Maise และคณะ ชุดเครื่องมือ - ที่แนบมากับเครื่องปฏิกรณ์ / พลังงาน / น้ำร้อนโดยหลอดแข็งยาว 2 ม. - ประกอบด้วยเครื่องมือที่แตกต่างกันหลายอย่าง, หัวฉีดน้ำร้อนและหน่วยสื่อสารทางวิทยุ Modularity อนุญาตให้มีการพิจารณาเครื่องมือที่เป็นไปได้หลากหลายด้วยการเลือกขั้นสุดท้ายที่ใกล้เคียงกับการเปิดตัว ขณะที่น้ำละลายไหลเวียนผ่านชุดอุปกรณ์การเก็บตัวอย่างจึงตรงไปตรงมามาก ดวงตาจะให้สิ่งบ่งชี้ที่ดีที่สุดเกี่ยวกับชีวิตของดาวอังคารโบราณดังนั้นเครื่องดนตรีชั้นนำคือกล้องจุลทรรศน์ การประกอบที่เป็นตัววิเคราะห์ 'lab-on-a-chip' ซึ่งสามารถตรวจจับ "ชีวประวัติ" ที่หลากหลายรวมถึงการมีกรดนิวคลีอิก บางทีน่าตื่นเต้นที่สุดเพราะมันอาจเปิดเผยชีวิตร่วมสมัยบนดาวอังคารคล้ายกับ proteobacteria และ actinomycetes ที่พบในปี 1999 ภายใต้ 3.6 กม. ของน้ำแข็งแอนตาร์กติกเป็น 'เครื่องมือตรวจจับสิ่งมีชีวิตบนพื้นฐานการเติบโตของห้อง' ซึ่งเป็น ด้วยสมมติฐานน้อยที่สุด”
นอกจากนี้เครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อศึกษา glaciology, paleoclimates, geology และ geophysics สามารถสร้างขึ้นและเพิ่มเข้าไปใน MICE probe แต่ละอันหรือโพรบที่เลือกเท่านั้น
ไมซ์มีกี่เรื่อง ภารกิจหมวกน้ำแข็งขั้วโลกดาวอังคารอาจมีตั้งแต่หนึ่งถึงสิบของ MICE; ข้อ จำกัด หลักคือมวลรวมและขนาดของยานอวกาศ ด้วยจรวดของวันนี้ควรมีภารกิจที่มีสิบสองไมซ์ ด้วยจรวดที่วางแผนไว้เช่นที่ใช้เทคโนโลยี MITEE (MIniature reacTor EnginE) ขีด จำกัด สูงสุดน่าจะประมาณ 60
แล้วยูโรปาล่ะ ความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่ที่สุดระหว่างภารกิจขั้วโลกเหนือน้ำแข็งของยุโรปและดาวอังคารจะปรับไมซ์ให้เป็นว่ายน้ำทันทีที่พวกมันทะลุผ่านน้ำแข็งยาว 10 กม. หรือที่ปกคลุมมหาสมุทรยุโรป โอ้และอาจเป็นโอกาสที่ยิ่งใหญ่กว่าในการค้นหาชีวิตในวันนี้มากกว่าร่องรอยของชีวิตเมื่อวาน
บรรทัดล่าง: MICE ค้นหาชีวิตบนดาวอังคาร (วันที่ 31 มิถุนายน 2558)!
* Multi-MICE: เครือข่ายของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบอินเทอร์แอกทีฟเพื่อสำรวจแผ่นน้ำแข็งบนดาวอังคารและยูโรปา: http://www.niac.usra.edu/files/studies/abstracts/1059Maise.pdf
** J Powell, J. Powell, G. Maise และ J. Paniagua, Plus Plus Technologies, Shoreham, NY, AIAA-2004-6049 การประชุมและจัดแสดงอวกาศ 2004 ซานดิเอโกแคลิฟอร์เนีย 28-30 ก.ย. 2547
