NASA приступило к разработке миниатюрных роботов, которые смогут исследовать водяные глубины океанов на спутниках Юпитера, таких как Европа, в поисках признаков, которые могут указывать на наличие жизни.

По мнению учёных, спутники Юпитера содержат намного больше жидкой воды, чем все океаны Земли вместе взятые. Кроме того, Европа демонстрирует признаки современной геологической активности, которая может нагревать моря, перемешивать важные питательные вещества и способствовать развитию жизни.

План NASA предполагает отправку роботов внутри ядерного стержня, который будет плавить 16-километровый ледяной покров, создавая тоннель, через который роботизированная команда сможет достичь жидкого океана под ним.

Прототип робота, предназначенного для исследования подповерхностных океанов ледяных лун, в бассейне Калтеха в сентябре 2024 года.
Источник: NASA

Доктор Итан Шалер, главный исследователь концепции миссии в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, сказал: «Жизнь на Земле требует воды, и есть сильные доказательства того, что ледяные спутники в Солнечной системе имеют подповерхностные океаны под своими замёрзшими оболочками. Мы думаем, что Европа имеет огромный солёный океан, и, вероятно, имеет другие ключевые ингредиенты для жизни, включая источник энергии и соответствующие химические соединения».

Доктор Шалер считает, что стая небольших пловцов-роботов сможет исследовать намного больший объём океанской воды и проводить множество измерений по сравнению с обычными зондами и роверами.

Проект, получивший название Swim (Sensing with Independent Micro-swimmers), был награждён грантом в размере $725 000 от NASA. Тестирование прототипа в настоящее время проводится в бассейне в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, и результаты оказались «обнадёживающими».

Первоначальные пловцы-роботы, изготовленные из 3D-пластика, показали хорошую манёвренность и способность самостоятельно поддерживать курс. В настоящее время роботы имеют длину около 42 см и вес около 2,3 кг, но инженеры хотят уменьшить их размеры в три раза, чтобы они были размером примерно с мобильный телефон.

Модель робота (справа) рядом с водонепроницаемой капсулой.
Источник: NASA

Роботы будут использовать систему подводной связи, аналогичную сонару, для передачи данных обратно на криобот, который будет передавать данные через ледяной покров на посадочный модуль на поверхности спутника, который, в свою очередь, будет общаться с Землёй.

По расчётам экспертов, около четырёх десятков роботов смогут поместиться в секцию термостержня диаметром 25 см, а компьютерные симуляции показали, что они смогут исследовать около трёх миллионов кубических футов за время работы от батареи, составляющее два часа.

Доктор Шалер добавил: «Концепция основана на криоботе, который предназначен для доступа к подповерхностному океану путём плавления или бурения через ледяную оболочку, но имеет ограниченную подвижность после достижения и закрепления на границе океана и льда. Роботы будут храниться внутри обтекаемого корпуса во время спуска через лёд, и будут развернуты индивидуально или как стая из криобота непосредственно в подповерхностный океан».

Роботы будут оснащены чипом, который будет измерять температуру, давление, кислотность или щёлочность, проводимость и химический состав. Аналогичные зонды в настоящее время широко используются для исследования ледников и ледяных шапок на Земле, но ледяные оболочки таких объектов как Европа и Энцелад, холоднее и толще.

Доктор Шалер добавил: «Существует много проблем с реализацией концепции такого типа. Миниатюризация, локализация и подводная связь — всё это сложно. Подводные роботы в целом очень сложны, и вдвойне сложнее, когда нужно доставить их на космическом зонде с Земли на спутник Юпитера на расстояние более 600 миллионов километров. На Европе роботы будут плавать в солёном океане под высоким давлением. Эти факторы будут учтены в окончательном дизайне, если проект будет продолжен».

Два прототипа и меньшая нефункционирующая модель, которая представляет собой окончательный предполагаемый размер робота.
Источник: NASA

Команда ожидает получения дополнительных данных от миссии NASA Europa Clipper, запущенной в октябре и в настоящее время находящейся в пути к спутнику Юпитера. Космический аппарат прибудет в 2030 году, а в следующем году начнёт серию из 49 пролётов, чтобы собрать данные, которые покажут, имеют ли ледяной спутник и его внутренний океан условия, необходимые для существования жизни.

Космический аппарат Европейского космического агентства Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) также был запущен в прошлом году и должен прибыть в 2034 году. Если миссии обнаружат подходящие условия для жизни, то роботы-пловцы получат зелёный свет.