Robotspelunkers tager en dukkert

NASA har ændret videnskabens perspektiv, bygge satellitter til at studere jordens overflade. Dybt under denne overflade, hvor det er sværere for satellitter at se, er en anden historie - men robotteknologi kan ændre det.

NASA -robotikere undersøger moulins, steder, hvor vand er slået igennem tusindvis af is for at danne et vandfald gennem en gletscher.De håber at matche disse vandige labyrinter til funktioner, der kan undersøges via satellit, såsom åbninger i gletsjerens overflade. I juli sidste år, to forskere fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, rejste med fly til Alaskas Matanuska-gletsjer. der, de testede robotiske kortlægningsteknikker, mens de udforskede disse iskolde labyrinter.

Moulins er for små og farlige for mennesker at komme ind i, så den bedste måde at udforske dem på er med nedsænkede robotter. NASA har tidligere været interesseret i disse oversvømmede strukturer, fordi de tjener som en gletsjers "VVS, "bærer smeltevand gennem isen og kontrollerer, hvor hurtigt en gletsjer bevæger sig.

I en fjern fremtid, forståelse af isformationer som moulins kan hjælpe med udforskning af det dybe rum. De kunne give indgange til iskolde verdener som Jupiters måne Europa.

"For at komme under overfladen af ​​Europa eller [Saturns måne] Enceladus, vi skal finde den hurtigste vej ind, " sagde Andy Klesh fra JPL, en af ​​de forskere, der vovede sig ud til Matanuska-gletsjeren. "Kan vi kortlægge og navigere i disse subglaciale søer med robotter? Er der tilgængelige passager skjult lige under overfladen? Dette første indtog til Alaska testede teknologien for at begynde at besvare disse spørgsmål."

Alaska eventyr

Klesh fik selskab af John Leichty, en anden JPL-robotiker, og en guide ved navn Keeton Kroon. De fløj i et to-personers fly og backpackede til deres feltpladser i løbet af seks dage.

Markstedet var lige så fjernt, som det var visuelt betagende, sagde Klesh. De var helt alene, bortset fra et par bjørne, de stødte på, og et fly, der flyver forbi. På et tidspunkt stødte de på et "ishegn" - et sæt 7 fod høje issøjler, der inkluderede et hjerteformet hul. En af dem fotograferede det; den næste dag, de gik forbi og formen var fuldstændig smeltet væk.

"Terrænet ændrer sig dagligt, "Sagde Klesh." På grund af den måde, hvorpå alt smelter derude, du er den første – og måske den sidste – til at se det."

Ved hver moulin, strømme af blåt vand tømt i bassiner på overfladen. Dette flydende vand er varmere end isen, smelter ind i det og udskærer forskellige formationer. Noget af det smelter helt ind i gletscheren, at skabe et netværk af undersøiske passager.

Robotter og gør-det-selv-sonder

Holdet sænkede en nedsænket robot ned i disse moulins, som faldt til 150 fod (46 meter) på et tidspunkt. Klesh sagde, at de kunne være kommet længere ned, men vandet blev for grumset til at blive ved. Undervandskameraer optog deres passage; i fremtiden, de planlægger at bruge akustiske sensorer til at kortlægge omgivelserne, når det bliver for snavset til at se.

Kameraer og laserscanninger gjorde det muligt for dem at lave 3D-kort over disse gletsjerhuler.

"Idéen er at identificere og kortlægge disse undervandskanaler, " sagde Leichty. "Vi vil gerne vide, om de er korreleret til overfladefunktioner, som vi kan identificere ved hjælp af satellit- eller overheadbilleder."

At forstå forholdet mellem verdenerne over og under vil lade videnskabsmænd gætte, hvor de skal sænke sonder for at samle den bedste videnskab.

Klesh og Leictys nylige ekspedition var afhængig af en dykfartøj af kommerciel kvalitet og en "hjemmelavet" glacialsonde. Sidstnævnte blev bygget ved hjælp af hyldevare og 3-D-printede dele. De lavede alle deres egne ledninger og programmering.

CubeSat know-how

De sagde, at deres erfaring med CubeSats - lille, modulære rumfartøjer, der er stærkt afhængige af kommercielle dele - hjalp dem med at skabe denne sonde. Både Klesh og Leichty er involveret i en anden iskold, undervandsprojekt kaldet BRUIE, eller Bouyant Rover til Under-Ice Exploration. BRUIE er tidligere blevet testet under Alaskan -is, og forberedte dem på udfordringerne ved at arbejde på Matanuska-gletsjeren. Professionelt tip:medbring små håndplukkere for at flise is, der fryser i din robots bolte og forhindrer dig i at stramme dem.

"Vi kombinerer vores erfaring med BRUIE og CubeSats og bringer det ind i et nyt udforskningsområde, " sagde Klesh. "CubeSats er afhængige af miniaturisering af elektronik for at udforske billige platforme. Det giver os mulighed for at udforske områder, der ellers ville være for risikable eller dyre at få adgang til."

Denne prøvekørsel af moulin -kortlægning var bare en start. Klesh og Leichty er robotister, så deres fokus er at udvikle den rigtige teknologi. De ønsker at samarbejde med forskere om en mere detaljeret udforskning af moulins næste sommer.