[Перевод] Путь робота к ледяному спутнику другой планеты начинается в глубинах Антарктики
Учёные НАСА в ноябре 2019 закончили полевые испытания плавучего вездехода, который, как они надеются, однажды сможет отправиться на Европу — спутник Юпитера с замёрзшим океаном
Прототип плавучего вездехода НАСА на испытаниях в озере близ Уткиагвика, Аляска
Стоя рядом с большим аккуратным отверстием во льду под каменно-серым полуденным летним небом Антарктики, шесть пингвинов Адели наблюдают за тем, как шестеро мужчин работают со своими инструментами. Эта пропасть подо льдом, возможно, и могла бы являться притягательным приглашением в глубины, богатые крилем. Однако ни один из членов разведывательной группы в смокингах не ныряет в этот квадрат со стороной в два метра. Слишком высок риск встречи с морским леопардом.
Однако нырнув в неё, пингвины увидели бы не тюленя, а робота.
В ноябре учёные и инженеры из Лаборатории реактивного движения НАСА успешно провели полевые испытания BRUIE — «плавучего вездехода для подлёдных исследований» [Buoyant Rover for Under-Ice Exploration] — подо льдом восточной Антарктики. Вездеход с удаленным управлением специально сделали для того, чтобы он мог ползти по нижней части морского льда и шельфовых ледников. Долгосрочной целью испытаний на Земле является организация когда-нибудь в будущем поисков признаков жизни под толстой замёрзшей оболочкой, покрывающей спутник-океан Юпитера, Европу. Под её льдами скрывается в три раза больше жидкой воды, чем во всех океанах Земли.
Пройдёт ещё много лет до того, как космический аппарат с Земли сядет на Европу, которую тщательнее всего изучили во время работы миссии «Галилео» в середине 1990-х. Следующий роботизированный зонд, предназначенный для посещения этого мира — это Europa Clipper, который планируют запустить не ранее 2025 года. Прибыв на место через несколько лет, этот корабль облетит Юпитер и пролетит мимо Европы десятки раз, чтобы изучить её с разных углов и составить подробную карту поверхности. Европа считается одним из главных кандидатов в Солнечной системе на наличие внеземной жизни в каком-либо виде.
Будущее любого спускаемого аппарата, посещающего юпитерианскую луну, не определено. Но это не останавливает инженеров и учёных НАСА от разработки технологий для помощи осуществления такой миссии.
Снимок Европы, сделанный космическим кораблём «Вояджер-2» 9 июля 1979 года
«Доставить такое транспортное средство, как плавучий вездеход, и другие подводные зонды в океаны Европы — это долгосрочная цель, которую мы надеемся когда-нибудь осуществить, — сказал Кевин Питер Хэнд, научный руководитель проекта из Лаборатории реактивного движения. — Он появится на планете после Clipper и спускаемого на поверхность аппарата. Эти предварительные миссии подготовят почву для того, чтобы пройти через лёд и достичь океана».
BRUIE находится в разработке с 2017 года. Он похож на гибрид изобретательности жюльверновского толка и самой простой машины из возможных: это просто одна ось с двумя колёсами размером с большую пиццу.
Как следует из названия, BRUIE имеет положительную плавучесть. Море прижимает его к льду снизу, и он ползёт там, пока его сенсоры собирают различные данные. Во время полевых испытаний в Антарктике подо льдом залива О«Брайена недалеко от антарктической станции «Кейси», австралийской базы в восточной части континента, вездеход успешно перенёс три очень холодных трёхчасовых испытания.
Во время четвёртого, важнейшего испытания, его поместили под лёд на 42 часа 30 минут. Энди Клеш, главный инженер проекта, управлял вездеходом с ноутбука. И хотя вездеходом можно управлять по спутниковой связи, во время этой миссии инженер проекта Дэн Берисфолд, осторожно стравливал за ним тонкий жёлтый трос.
Погружённый в воду вездеход полз медленно, но верно. Находящаяся на борту камера передавала на ноутбук потоковое видео, и показывала ещё более чуждые виды Антарктики, чем можно встретить на её поверхности. Кроме любопытных пингвинов, континент выглядит пустым и по большей части безжизненным вплоть до горизонта. Однако в нескольких метрах под поверхностью вездеход обнаружил обширные коричневые сети морских водорослей, цепляющихся за лёд. Рыбы подплывали к ним и откусывали по кусочку. Пузырьки кислорода скапливались в результате работы фотосинтеза.
На Европе всё самое интересное спрятано подо льдом. Если спутник Юпитера дождётся, наконец, вездехода, способного проникнуть под его поверхность, будет логично, если он сможет ползти по нижней стороне ледяной оболочки. Радиационная химия и геофизика поверхности Европы может обеспечить механизм подачи кислорода для предполагаемой жизни в её глубинах.
Для изучения подобной жизни подводному вездеходу нужно быть очень аккуратным. «Если двигатели обычного подводного устройства с дистанционным управлением могли бы сметать нежные водоросли с нижней части льда при приближении к ним, то BRUIE просто аккуратно пробирается под ними на цыпочках», — сказал Дэниел Артур, технолог, работающий с Калтехом и Западно-Австралийским университетом.
Вездеход анализирует место соприкосновения льда и океана пассивно и способен преодолевать большие дистанции, потребляя очень мало энергии — особенно по сравнению с дронами, сделанными по типу подводной лодки. «На Европе будет недостаточно энергии, — сказал Артур, — и мы не хотим, чтобы гребной винт испортил первую встречу человечества с внеземной жизнью».
В месте соприкосновения льда и океана Земли происходит взаимодействие физики, химии и биологии, сказала Алисон Мюррей, специалист по Антарктике из Института исследования пустынь в Неваде. На нашей планете эта зона богата микроорганизмами. «Мы хотим понять обитаемость таких пограничных зон и разнообразие живущих там организмов, — сказала Мюррей. — В обоих случаях мы можем лучше разобраться в том, может ли эта пограничная зона в тёмных водах Европы поддерживать существование жизни».
Доктор Хэнд надеется, что работа над подобными устройствами поможет продвигать исследование криосферы Земли — те места, где встречаются океан и лёд. «Надеюсь, что изучение океана Европы сможет стать мотивацией для инженеров к созданию подобных устройств, способных работать и на планете Земля», — сказал он.
BRUIE перед полевыми испытаниями в Антарктике
