Kipróbálták a Jupiter jeges holdjára tervezett robotot

Minden jel arra mutat, hogy az Europa nevű Jupiter-hold jégpáncélja alatt folyékony vízóceán van, amiben akár élet is lehet - talán a földi mélytengeri füstölgők élővilágához hasonlóan. A NASA a jövőben robotszondát indít ennek kutatására. A szonda egyik földi tesztegységét a napokban próbálták ki sikerrel.

Az asztrobiológiai kutatásokhoz, azaz a Földön kívüli élet lehetőségének vizsgálatához használt berendezések fejlesztése kiemelt terület az űrkutatásban. Nemrég egy olyan robot tesztpéldányát vizsgálták, amely hamarosan az Antarktisz jéggel fedett tavait fogja kutatni - végül pedig akár a Jupiter Europa holdjának felszín alatti óceánjába is eljuthat.

Mint arról korábbi cikkünkben beszámoltunk, a fejlesztés célja egy olyan robot kialakítása, amely önállóan képes a víz alatt tájékozódni, környezetét felmérni, és ott vizsgálatokat végezni. Ennek első változata a DEPTHX szonda volt, amely a Zacaton nevű mexikói víz alatti barlangot tanulmányozta. A rendszert azóta továbbfejlesztették, így született meg az ENDURANCE: napjaink legmodernebb, a víz alatti térségeket emberi segítség nélkül felderítő robotja.

A szondát az ASTEP (Astrobiology Science and Technology for Exploring the Planets) program keretében fejlesztik, amelynek célja a Földön kívüli élet keresését végző technológia és módszerek fejlesztése. Az ilyen robotok kialakításának egyik fontos szempontja, hogy a berendezés felszíni összekötő kábel, illetve bármilyen külső segítség nélkül is tökéletesen üzemeljen.

Önálló robot az ismeretlen felderítésére

Az ENDURANCE elnevezés a Environmentally Non-Disturbing Under-ice Robotic Antarctic Explorer kifejezésből született mozaikszó, amely a környezetét csak minimálisan megbolygató, jég alatti felfedező robotot jelent. A szonda maximális hossza 1,4 méter, tömege közel 80 kg, maximális sebessége 1 méter másodpercenként - de ennél sokkal lassabban fog haladni, hogy a vizet minél kevésbé kavarja fel.

A környezetét szonárral fogja feltérképezni, így képes az akadályokat elkerülni, és az érdekes célpontokat megközelíteni. A részletes közeli vizsgálatok mellett mintát is vehet a célobjektumból, amelyet miniatűr érzékelőivel közelről vizsgálhat.

Az Endurance korábbi (balra) és újabb (jobbra) változata (ASTEP, UIC)

Az Endurance szondát februárban vetették be élesben az amerikai Wisconsin Egyetem közelében lévő Mendota-tóban, amelynek vize közel -8,5 Celsius-fokos. A próbának már a kezdetén váratlan esemény történt: a szonda számítástechnikai rendszere ugyanis meghibásodott, emiatt egy nap késéssel, február 13-án kezdődött a kísérlet.

Az ENDURANCE jövőbeli változata

Később sikerült megoldani a problémát, de az üzemelés közben a helyzetváltoztató propellereknél is gond adódott. Emellett a mélységet vizsgáló szonárberendezés sem üzemelt tökéletesen, a feltételezések alapján egy frissen elhelyezett elektromos átalakító zavaró hatása miatt. Mindezek ellenére a szondát sikerrel kipróbálták, bár a kísérlet jelenleg még nem tudományos eredményeket, mindössze mérnöki tapasztalatokat hozott. Egyelőre előre programozott utasításokat követett a szerkezet, és egy optikai kábellel csatlakozott a felszínen várakozó kutatók számítógépéhez.

A kísérlet során nyert adatokat idén októberben és jövőre fogják felhasználni, amikor az Antarktisz 10-12 méter vastag jéggel borított nyugati Bonney tavában is tesztelik a robotot. A szonda a tervek alapján itt nyolc órán keresztül fog vizsgálódni, a lehető legkisebb mértékben megzavarva a környezetét.

Működése végén, energiájának kimerülése vagy a számítógépeinek elromlása esetén automatikus üzemmódban felemelkedik, majd a jégborításnak ütközve megáll. Ezután egy indukciós eszközzel olyan mágneses teret generál, amelynek erővonalait meghatározva, közel 1 kilométer vastag jégpáncélon keresztül is megállapítható a helye, majd onnan fúrással kiemelhető.

Működés az Europa Jupiter-holdon

Az Endurance az Europára tervezett komplex szondának csak egyik eleme. Ez a kis tengeralattjáró ugyanis csak a jégpáncélon áthatolt főegységből, az ún. kriorobotból bújik majd elő. A kriorobot hosszúkás, szivar alakú testének külső felületét belső energiaforrása tartja melegen, ennek segítségével olvasztja meg a vele érintkező jeget.

A szondát így folyamatosan egy vékony vízréteg övezi, és saját tömege révén lassan süllyed lefelé. Útja mentén visszafagy a jég, robot belsejéből pedig egy hosszú vezeték tekeredik ki a süllyedés során - ezen keresztül tartja a kapcsolatot a külvilággal. Ereszkedése közben folyamatosan figyeli környezetét, majd a jég alján lévő, feltételezett óceánba jutva kibocsátja magából az Endurance-hoz hasonló mini-tengeralattjárót, amely már az óceánt deríti fel.

A kriorobot egyik földi tesztpéldánya (NASA)

Bár az Europa térségében az erős sugárzások révén a felszínen vagy a hold körüli pályán nem sokáig maradna üzemképes egy ilyen szonda, a jég alá a sugárzás nem hatol be, így a berendezés tetszőleges ideig működhet. Az Endurance segítségével jelenleg a kutatási módszereket vizsgálják és a technológiát fejlesztik - maga a berendezés ugyanis jelenleg még túl nagy és nehéz ahhoz, hogy a Jupiterig eljuttassák, illetve ott a jégen átolvassza magát egy még terjedelmesebb szonda belsejében.

Fantáziarajz az Europa jégpáncélja alá jutott kriorobotról (a háttérben), és a belőle kiengedett tengeralattjáróról (NASA)

A hároméves, összesen 2,3 millió dollár költségű program végére kialakított berendezés képes lesz a biztonságos mozgáshoz, kutatáshoz, mintavételhez szükséges összes feladatot emberi segítség nélkül elvégezni. Az idén ősszel az Antarktiszon végzendő tesztet jövőre egy harmadik kísérlet követi majd, amelynek célpontja a leghíresebb jég alatti tó, a Vosztok lesz.

Az animáció az Europa mellett 1997. február 20-án elhaladt Galileo-űrszonda felvételei alapján mutatja az égitest jeges felszínét. A felszín repedései és jégtáblákhoz hasonló alakzatai alapján a jég alatt mozgó közeg, valószínűleg folyékony víz van (NASA)