A NASA está testando instrumentos robóticos de gelo

A NASA está testando instrumentos robóticos de gelo

A garra robótica é uma das novas ferramentas inovadoras desenvolvidas no LRD para estudar os oceanos gelados, como a Europa.

Você gostaria de tentar a sua sorte na pesca no gelo no satélite Jupiter Europe? Não há garantia de que você vai pegar alguma coisa, mas um novo conjunto de protótipos robóticos fornecerá ajuda insubstituível.

Desde 2015, o Laboratório de Propulsão a Jato (LRD) da NASA em Pasadena (Califórnia) vem desenvolvendo novas tecnologias para uso em futuras missões em planetas oceânicos. A lista inclui: uma sonda subterrânea (capaz de quebrar gelo e coletar amostras), braços robóticos (girando para alcançar objetos distantes) e um lançador (para amostras ainda mais distantes).

Todas essas tecnologias foram desenvolvidas dentro dos limites do estudo da mobilidade e da percepção dos mundos oceânicos. Cada protótipo se concentra na extração de amostras da superfície ou abaixo da superfície da lua gelada.

"No futuro, queremos responder se há vida nos satélites dos planetas exteriores: Europa, Enceladus e Titan", disse Tom Kvik, que dirige o Aircraft Space Technologies Program. - “É importante identificar os sistemas específicos que precisamos construir agora, para que daqui a 10 a 15 anos eles estejam prontos para uso em uma espaçonave.”

Os sistemas terão que mergulhar em condições extremas. A temperatura pode cair para -100 ° C. As rodas do robô deslizarão sobre o gelo, lembrando a areia, e a superfície da Europa também será generosamente temperada com radiação. "Há muitos problemas esperando por nós, então temos que atender a rígidos requisitos de proteção planetária", disse Hari Nayar, que lidera o grupo de robótica. “O maior sonho é mergulhar profundamente nos oceanos subterrâneos. Mas isso requer novas tecnologias que ainda não estão disponíveis ”.

Brian Wilcox (engenheiro de design do LRD) foi capaz de desenvolver um protótipo baseado em “sondas de fusão” usadas na Terra. Desde o final dos anos 1960, eles têm sido usados ​​para derreter neve e gelo, a fim de estudar áreas de subsuperfície.

O único problema é que eles usam calor ineficientemente. A casca da Europa pode ter de 10 a 20 km de espessura, portanto, se a sonda não aprender a controlar sua energia, ela irá congelar antes de atingir a meta.

Wilcox surgiu com uma nova ideia: uma cápsula isolada a vácuo (como o princípio de uma garrafa térmica). Em vez de irradiar calor, ele manterá a energia com um pedaço de plutônio térmico quando a sonda estiver imersa em gelo.

A lâmina de serra rotativa na parte inferior da sonda gira lentamente e corta o gelo. Ao fazer isso, ele irá coletar aparas de gelo de volta no corpo da sonda, onde é derretido por plutônio e bombeado para fora do aparelho. Remover o gelo garante que a sonda não encontre obstáculos. A água gelada também pode ser enviada através de uma bobina de tubo de alumínio e drenar para a superfície. Amostras de água podem ser verificadas quanto a bio-sinais. "Acreditamos que as placas de fluxo de gelo estão localizadas na crosta congelada da Europa", diz Wilcox. “Esses riachos expelem material do oceano abaixo. Como a sonda faz um túnel, esta água pode conter sinais biológicos ”.

Para garantir a ausência de micróbios terrestres, a sonda aquece até 482 ° C enquanto voa em uma espaçonave. Isso deve destruir quaisquer organismos residuais e decompor moléculas orgânicas complexas que podem afetar os resultados científicos.

Alcance mais longo

Os pesquisadores também analisaram a possibilidade de usar braços robóticos, necessários para obter amostras. Em Marte, os desembarques da NASA nunca foram além de 2 a 2,5 metros da base. Para maior distância, você precisa criar um braço mais longo.

Uma das ideias é uma alavanca de tiro dobrável. O braço implantado pode chegar a quase 10 metros e, para alvos mais distantes, foi desenvolvido um lançador com projéteis, capaz de disparar a uma distância de até 50 metros.

As mãos e o lançador podem ser usados ​​em conjunto com a captura de gelo. Para a garra pode anexar uma broca de diamante. Se os cientistas quiserem obter amostras intactas, você precisa perfurar até 20 cm de superfície de gelo. Essa camada deve proteger moléculas complexas da radiação de Júpiter.

Após a implantação de uma flecha ou lançador para um projétil, a garra pode ser consertada, usando pinos aquecidos que derretem no gelo e reforçam a aderência. Isso garante que a broca possa penetrar e coletar amostras.

Rodas para um crio-rover

Em julho, a NASA vai comemorar o legado de 20 anos de veículos viajando pelo deserto de Marte. Mas para uma viagem ao satélite gelado precisa de modernização.

Enceladus tem rachaduras que lançam jatos de gás e gelo. Eles se tornariam os principais objetivos científicos, mas o material ao redor deles provavelmente seria diferente do gelo terrestre. Testes mostraram que o gelo granulado em condições criogênicas e de vácuo se assemelha a dunas de areia, com grãos soltos sugando nas rodas. Pesquisadores LRD se voltaram para projetos que antes eram usados ​​para atravessar a superfície da lua. Eles testaram rodas comerciais leves montadas em um arnês que foi usado em várias missões.

na perspectiva

Protótipos e experimentos são apenas pontos de partida. Com o estudo das estruturas oceânicas, os cientistas considerarão se essas invenções podem ser melhoradas ao máximo. Em última análise, a pesquisa pode levar ao surgimento de tecnologias capazes de se dirigir a um sistema solar externo.

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