La garra robótica es una de las nuevas herramientas innovadoras desarrolladas en el LRD para estudiar los mundos de los océanos helados, como Europa.
¿Te gustaría probar suerte en la pesca en hielo en el satélite de Jupiter Europa? No hay garantía de que capte algo, pero un nuevo conjunto de prototipos robóticos proporcionará una ayuda insustituible.
Desde 2015, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (LRD) de la NASA en Pasadena (California) ha estado desarrollando nuevas tecnologías para su uso en misiones futuras en planetas oceánicos. La lista incluye: una sonda subterránea (capaz de romper hielo y recoger muestras), brazos robóticos (girando para llegar a objetos distantes) y un lanzador (para muestras aún más distantes).
Todas estas tecnologías se han desarrollado dentro de los límites del estudio de la movilidad y la detección de los mundos oceánicos. Cada prototipo se centra en la extracción de muestras de la superficie o debajo de la superficie de la luna helada.
"En el futuro, queremos responder si hay vida en los satélites de los planetas exteriores: Europa, Encelado y Titán", dijo Tom Kvik, quien dirige el Programa de Tecnologías Espaciales de los Aviones. - "Es importante identificar los sistemas específicos que debemos construir ahora, para que en 10-15 años estén listos para su uso en una nave espacial".
Los sistemas tendrán que sumergirse en condiciones extremas. La temperatura puede bajar a -100 ° C. Las ruedas del rover se deslizarán sobre el hielo, asemejándose a la arena, y la superficie de Europa también está sazonada generosamente con radiación. "Nos esperan muchos problemas, por lo que debemos cumplir con estrictos requisitos de protección planetaria", dijo Hari Nayar, quien encabeza el grupo de robótica. “El último sueño es sumergirse profundamente en los océanos subterráneos. Pero esto requiere nuevas tecnologías que aún no están disponibles ".
Brian Wilcox (ingeniero de diseño de LRD) pudo desarrollar un prototipo basado en "sondas de fusión" utilizadas en la Tierra. Desde finales de la década de 1960, se han utilizado para derretir la nieve y el hielo para estudiar áreas subsuperficiales.
El único problema es que usan el calor ineficientemente. La corteza de Europa puede tener un espesor de 10 a 20 km, por lo que si la sonda no aprende a controlar su energía, se congelará antes de alcanzar la meta.
A Wilcox se le ocurrió una nueva idea: una cápsula aislada al vacío (que recuerda el principio de un termo). En lugar de irradiar calor, retendrá la energía con una pieza de plutonio térmico cuando la sonda se sumerja en hielo.
La hoja de sierra giratoria en la parte inferior de la sonda gira lentamente y corta a través del hielo. Al mismo tiempo, recogerá trozos de hielo en el cuerpo de la sonda, donde se derrite con plutonio y se bombea hacia atrás detrás del aparato. La eliminación del hielo garantiza que la sonda no encuentre obstáculos. El agua con hielo también se puede enviar a través de una bobina de tubo de aluminio y drenar a la superficie. Las muestras de agua pueden ser revisadas para bio-señales. "Creemos que las placas que fluyen hielo se encuentran en la corteza congelada de Europa", dice Wilcox. “Estas corrientes arrojan material del océano de abajo. Cuando la sonda hace un túnel, esta agua puede contener señales biológicas ”.
Para garantizar la ausencia de microbios terrestres, la sonda se calienta hasta 482 ° C durante un vuelo en una nave espacial. Esto debería destruir cualquier organismo residual y descomponer moléculas orgánicas complejas que pueden afectar los resultados científicos.
Alcance más largo
Los investigadores también analizaron la posibilidad de utilizar brazos robóticos, que son necesarios para obtener muestras. En Marte, los aterrizajes de la NASA nunca fueron más allá de 2-2,5 metros de la base. Para una mayor distancia, necesitas crear un brazo más largo.
Una de las ideas es una palanca de tiro plegable. El brazo desplegado puede alcanzar casi 10 metros. Para objetivos más distantes, se desarrolló un lanzador con proyectiles, capaz de disparar a una distancia de hasta 50 metros.
Las manos y el lanzador se pueden utilizar junto con la incautación de hielo. A la garra se puede colocar un taladro de diamante. Si los científicos quieren obtener muestras intactas, entonces necesita perforar hasta 20 cm de superficie de hielo. Esta capa debe proteger las moléculas complejas de la radiación de Júpiter.
Después de desplegar una flecha o un lanzador para un proyectil, la garra se puede arreglar, utilizando pines calientes que se derriten en el hielo y fortalecen el agarre. Esto asegura que el taladro pueda penetrar y recoger muestras.
Ruedas para un crio-rover
En julio, la NASA celebrará el legado de rovers de 20 años que viajan por el desierto marciano. Pero para un viaje al satélite helado se necesita una modernización.
Encelado tiene grietas que arrojan gases y chorros de hielo. Se convertirían en los principales objetivos científicos, pero es probable que el material que los rodea sea diferente del hielo terrestre. Las pruebas han demostrado que el hielo granulado en condiciones criogénicas y de vacío se parece a las dunas de arena, con granos sueltos que succionan las ruedas. Los investigadores de LRD recurrieron a proyectos que anteriormente se usaban para moverse a través de la superficie de la luna. Probaron ruedas comerciales ligeras montadas en un arnés que se usó en varias misiones.
en perspectiva
Los prototipos y experimentos son solo puntos de partida. Con el estudio de las estructuras oceánicas, los científicos considerarán si estas invenciones se pueden mejorar al máximo. En última instancia, la investigación puede conducir al surgimiento de tecnologías capaces de dirigirse hacia un sistema solar externo.
