Проект минисубмарины для изучения океанов Европы - спутника Юпитера
Возможно, одним из первых «посетителей» Европы – ледяного спутника Юпитера – станет миниатюрная субмарина, величиной всего с две банки из-под газировки. Такой аппарат, скорее всего, окажется оптимальным с точки зрения цены и производительности – для поиска следов жизни в океанах подо льдом Европы.
Первым идея такой подводной лодки пришла ученым из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния и Уппсальского университета (Швеция). Преимуществ у аппарата такого размера два: во-первых, это дешевизна (ведь каждый килограмм груза, отправляемый в космос, стоит десятки тысяч долларов). Во-вторых, для него будет несложно пробурить скважину во льду.
Сейчас проект подводного аппарата в одиночку разрабатывает шведский инженер Йонас Йонссон (Jonas Jonsson), в настоящее время работающий в фирме Stinger Ghaffarian Technologies Inc. (при насовском Исследовательском центре Эймса). Подводная установка для исследования Европы стала темой докторской диссертации Йонссона.
Впервые о возможном присутствии жизни на Европе заговорили после того, как Вояджер-2 в 1979 году прислал первые подробные снимки спутника. Гладкость ледяной поверхности Европы заставила ученых предположить наличие огромного подповерхностного океана, в глубинах которого могут скрываться микроорганизмы.
Недавнее открытие бактерий, живущих в условиях вечной мерзлоты, делает перспективы обнаружения жизни на ледяной Европе не столь уж фантастическими. Но живые организмы могут существовать только глубоко подо льдом, покрывающим Европу (его толщина составляет 1,5 – 3 км) – из-за чудовищной радиации, излучаемой магнитосферой Юпитера.
По мнению Йонссона, субмарину DADU (Deeper Access, Deeper Understanding – более глубокое проникновение, более глубокое понимание) сначала надо будет испытать в аналогичных водных средах на Земле. «Погружение в подледное озеро Восток, которое, как полагают, было изолировано от земной поверхности несколько миллионов лет, безусловно, станет “Святым Граалем” – и решающим экспериментом, который докажет или опровергнет возможность миссий по изучению подповерхностных океанов на таких ледяных спутниках, как Европа или Энцелад», - рассказывает Йонссон.
Для навигации по подводному миру DADU будет оснащен восемью двигателями малой тяги. Волоконно-оптический трос соединит подлодку с посадочным модулем. С его же помощью литий-ионные батареи судна будут подзаряжаться, а наземные операторы будут управлять подлодкой на расстоянии. Бортовое ПО позволит DADU автоматически уклоняться от препятствий или оставаться на определенной глубине.
Шведские ученые разработали ряд специализированных инструментов и датчиков для будущей подлодки. Камера переднего обзора с небольшим лазером будет записывать видео в высоком разрешении. Лазер также поможет оценить расстояние, размер и форму имеющихся под водой объектов.
Но сложнее всего было ужать все приборы до минимального размера. Датчик по измерению проводимости, температуры и глубины, например, - меньше ногтя. Гидролокатор уместится в спичечном коробке. Приёмопередатчик, посылающий звуковые импульсы и принимающий отраженные сигналы, работает на пьезоэлектрическом материале.
Сейчас Йонссон разрабатывает прибор для взятия образцов бактериальной жизни – микрожидкостное устройство, по размеру меньше пальца, оснащенное специальным фильтром-«ловушкой».
Первые прототипы подводного аппарата DADU были напечатаны из пластмассы на 3D-принтерах. Но настоящая подлодка должна быть изготовлена из титанового сплава, чтобы перенести высокое давление и другие тяжелые условия среды океанов Европы.
Следующий этап проекта – отладка всей системы инструментов. Всю электронику необходимо объединить в бесперебойно работающую систему, и только затем подвергнуть реальным испытаниям – погрузить в ледяные воды. Сначала – на Земле.
«Мне кажется, что для сооружения такой подлодки не требуется никаких новых технологий. Для всех технологических барьеров уже имеются решения, нужно только их доработать и оптимизировать», - заявил Йонссон.
Очень нелегко будет попасть под лёд. Потребуется что-то вроде мощного туннельного экскаватора, чтобы пробурить 10-30 километров льда, не говоря уж о тросе длиной во много километров.
Пока серьезных планов послать на Европу посадочный модуль нет. Но Европейское космическое агентство в 2030 году планирует отправить к спутникам Юпитера автоматическую межпланетную станцию JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer, исследователь ледяных лун Юпитера), специально для поиска и изучения подповерхностных океанов.
По материалам Astrobiology Magazine.
Артём Космарский nauka21vek.ru