NASA overvejer at sende svømmerobotter til beboelige havverdener i solsystemet

NASA har for nylig annonceret US$600.000 (£495.000) i finansiering til en undersøgelse af muligheden for at sende sværme af miniature svømmerobotter (kendt som uafhængige mikrosvømmere) for at udforske oceaner under de iskolde skaller i vores solsystems mange "havverdener". Men forestil dig ikke metal-humanoider, der svømmer frø-lignende under vandet. De vil formentlig være simple, trekantede kiler.

Pluto er et eksempel på en sandsynlig havverden. Men de verdener med oceaner nærmest overfladen, hvilket gør dem mest tilgængelige, er Europa, en måne af Jupiter, og Enceladus, en måne af Saturn.

Livet inde i havets verdener

Disse oceaner er af interesse for forskere, ikke kun fordi de indeholder så meget flydende vand (Europas hav har sandsynligvis omkring dobbelt så meget vand som hele Jordens oceaner), men fordi kemiske interaktioner mellem sten og havvandet kunne understøtte liv. Faktisk kan miljøet i disse have minde meget om det på Jorden på det tidspunkt, hvor livet begyndte.

Det er miljøer, hvor vand, der er sivet ind i havbundens klippe, bliver varmt og kemisk beriget - vand, der derefter uddrives tilbage i havet. Mikrober kan nære sig denne kemiske energi og kan igen spises af større organismer. Der er faktisk ikke behov for sollys eller atmosfære. Mange varme, stenede strukturer af denne slags, kendt som "hydrotermiske ventilationsåbninger", er blevet dokumenteret på jordens havbunde, siden de blev opdaget i 1977. På disse steder er det lokale fødenet faktisk understøttet af kemosyntese (energi fra kemiske reaktioner) snarere. end fotosyntese (energi fra sollys).

I de fleste af vores solsystems havverdener kommer den energi, der opvarmer deres klippefyldte indre og forhindrer havene i at fryse hele vejen til basen, primært fra tidevand. Dette står i modsætning til den stort set radioaktive opvarmning af Jordens indre. Men kemien i vand-sten-interaktionerne er ens.

Enceladus' hav er allerede blevet prøvet ved at flyve Cassini-rumfartøjet gennem faner af iskrystaller, der bryder ud gennem sprækker i isen. Og der er håb om, at NASA's Europa Clipper-mission kan finde lignende faner at prøve, når den begynder en række tætte Europa-byflugter i 2030. Men at komme ind i havet for at gå på opdagelse ville potentielt være meget mere informativt end blot at snuse til en frysetørret prøve.

I svømningen

Det er her, sansningen med uafhængige mikrosvømmere (Swim)-konceptet kommer. Ideen er at lande på Europa eller Enceladus (hvilket hverken ville være billigt eller nemt) på et sted, hvor isen er relativt tynd (endnu ikke placeret) og bruge en radioaktivt opvarmet sonde til at smelte et 25 cm bredt hul igennem til havet— placeret hundreder eller tusinder af meter under.

Når den først var der, ville den frigive op til omkring fire dusin 12 cm lange, kileformede mikrosvømmere til at gå på opdagelse. Deres udholdenhed ville være meget mindre end for det 3,6 m lange autonome undervandsfartøj, der er berømt ved navn Boaty McBoatface, med en rækkevidde på 2.000 km, der allerede har opnået et krydstogt på mere end 100 km under den antarktiske is.

På dette stadium er Swim blot en af ​​fem "fase 2-studier" i en række "avancerede koncepter", der er finansieret i 2022-runden af ​​NASAs Innovative Advanced Concepts (NIAC)-program. Så der er stadig lange odds mod, at Swim bliver en realitet, og ingen fuldstændig mission er blevet udelukket eller finansieret.

Mikrosvømmerne ville kommunikere med sonden akustisk (gennem lydbølger), og sonden ville sende sine data via kabel til landeren på overfladen. Undersøgelsen vil afprøve prototyper i en testtank med alle delsystemer integreret.

Hver mikrosvømmer kunne udforske måske kun snesevis af meter væk fra sonden, begrænset af deres batteristrøm og rækkevidden af ​​deres akustiske datalink, men ved at fungere som en flok kunne de kortlægge ændringer (i tid eller sted) i temperatur og saltholdighed . De kan endda være i stand til at måle ændringer i vandets uklarhed, hvilket kunne indikere retningen mod den nærmeste hydrotermiske udluftning.

Mikrosvømmernes strømbegrænsninger kan dog betyde, at ingen kunne bære kameraer (disse ville have brug for deres egen lyskilde) eller sensorer, der specifikt kunne opsnuse organiske molekyler. Men på nuværende tidspunkt er intet udelukket.

Jeg tror dog, at det er et langt skud at finde tegn på hydrotermiske udluftninger. Havbunden ville trods alt være mange kilometer under mikrosvømmerens frigivelsespunkt. Men for at være retfærdig er det ikke udtrykkeligt foreslået i Swim-forslaget at udpege åbninger. For at lokalisere og undersøge selve ventilationsåbningerne har vi sandsynligvis brug for Boaty McBoatface i rummet. Når det er sagt, så ville Swim være en god start. + Udforsk yderligere

Sværm af små svømmerobotter kunne lede efter liv i fjerne verdener

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.