Nicht alle Rover sind darauf ausgelegt, auf der Oberfläche anderer Welten wie dem Mars herumzulaufen. Zumindest ein Rover ist aquatisch; eine notwendige Entwicklung, wenn wir Enceladus, Europa und die anderen Wasserwelten des Sonnensystems erkunden wollen. Dieser Rover wird als Buoyant Rover for Under-Ice Exploration oder BRUIE bezeichnet.
Dies ist kein schwimmendes U-Boot-Fahrzeug. Es ist ein Radfahrzeug, das so konstruiert ist, dass es auf Eisplatten verkehrt herum fährt. BRUIE ist schwimmfähig, wodurch es gegen die Eisdecke gedrückt wird.
BRUIE befindet sich derzeit in der Antarktis an der australischen Casey Research Station. Im nächsten Monat werden die Betreiber es auf Herz und Nieren prüfen und seine Ausdauer im Vorgriff auf eine künftige Mission in einer eisigen Ozeanwelt, wahrscheinlich Europa, testen. Die Tests konzentrieren sich auf Grenzflächenbereiche, in denen die Eisdecke auf Wasser trifft.
Eis-Wasser-Grenzflächenbereiche sind wichtig, weil sie auf Welten wie Europa eine sehr dynamische Chemie aufweisen können, teilweise weil gelöste Verunreinigungen von einer fortschreitenden Eisfront abgestoßen werden. Auf lebenden Welten wie der Erde gibt es auch höhere Konzentrationen von Lebensformen in diesen Arten von Schnittstellen. Wissenschaftler können auch viel aus der Topographie der Unterseite des Eises lernen, einschließlich der Entstehung des Eises. Und das Eis kann als Falle für Gase dienen, entweder aus biologischen oder geologischen Prozessen.
"Wir haben festgestellt, dass das Leben oft an Grenzflächen lebt, sowohl am Meeresboden als auch an der Eiswasser-Grenzfläche oben."
Andy Klesh, BRUIE Leitender Ingenieur.
Kevin Hand ist der leitende JPL-Wissenschaftler des BRUIE-Projekts. Hand und viele andere in der wissenschaftlichen Gemeinschaft glauben, dass Mondmeere in unserem Sonnensystem - Europa, Enceladus und andere - wahrscheinlich der beste Ort sind, um nach Leben zu suchen. Tauchroboter müssen eine Rolle bei ihrer Erforschung spielen.
„Die Eisschalen, die diese fernen Ozeane bedecken, dienen als Fenster in die Ozeane darunter, und die Chemie des Eises könnte dazu beitragen, das Leben in diesen Ozeanen zu ernähren. Hier auf der Erde spielt das Eis, das unsere Polarmeere bedeckt, eine ähnliche Rolle, und unser Team ist besonders daran interessiert, was passiert, wenn das Wasser auf das Eis trifft “, sagte Hand.
Es kann jedoch schwierig sein, den Schnittstellenbereich zu erkunden. Tauchboote sind nicht praktisch.
"Wir haben festgestellt, dass das Leben oft an Grenzflächen lebt, sowohl am Meeresboden als auch an der Eiswasser-Grenzfläche oben. Die meisten Tauchboote haben es schwer, dieses Gebiet zu untersuchen, da Meeresströmungen dazu führen können, dass sie abstürzen, oder sie würden zu viel Energie verschwenden, um ihre Position aufrechtzuerhalten “, sagte der leitende Ingenieur Andy Klesh. „BRUIE nutzt jedoch den Auftrieb, um im Eis verankert zu bleiben, und ist für die meisten Strömungen undurchlässig. Darüber hinaus kann es sicher ausgeschaltet werden und sich nur dann einschalten, wenn eine Messung erforderlich ist, sodass es Monate damit verbringen kann, die Umgebung unter dem Eis zu beobachten. “
BRUIE ist einen Meter lang und mit zwei Rädern ausgestattet. Es rollt auf der Unterseite des Eises entlang und verfügt über Kameras, Lichter und Kommunikationsgeräte. Es kann auch einige wissenschaftliche Instrumente enthalten, die später beigefügt werden, wenn die ersten Tests gut verlaufen. Während früherer Tests in der Arktis verbrachte der Rover einige Zeit ohne Kabel und kommunizierte über das Eis mit einer Basisstation und schließlich mit JPL. Aber während der Antarktis-Tests wird es angebunden.
Dan Berisford ist Maschinenbauingenieur und arbeitet an diesem Projekt. In einer Pressemitteilung sagte Berisford: „BRUIE wird mehrere wissenschaftliche Instrumente zur Messung lebensbezogener Parameter wie gelösten Sauerstoff, Salzgehalt des Wassers, Druck und Temperatur mitführen“, sagte Berisford, der die wissenschaftlichen Instrumente anbringen wird, wenn frühe Tests gut verlaufen. „
Wir wissen nicht, wie das Leben auf Europa oder Enceladus aussehen wird, wenn es dort ist. Wir werden auch nicht unbedingt wissen, wie wir seine Anwesenheit erkennen können. Aber die Suche muss irgendwo beginnen. „Sobald wir dort angekommen sind“, fügte Berisford hinzu, „wissen wir nur wirklich, wie man ein Leben ähnlich dem auf der Erde entdeckt. Es ist also möglich, dass sehr unterschiedliche Mikroben schwer zu erkennen sind. "
Wissenschaftler haben andere Konzepte zur Erforschung der eisigen Ozeanmonde entwickelt. Ein Hindernis für Fahrzeuge wie BRUIE ist die Dicke des Eises. Auf Europa ist der Ozean unter einer massiven Eisdecke begraben, die bis zu 30 km dick sein kann. Während der Antarktis-Tests bohrt das Team nur Löcher in das Eis und setzt BRUIE ein.
Ein vorläufiges Konzept für die Erkundung des Ozeans unter der Eisdecke Europas ist ein atomgetriebener Tunnelroboter. Es ist das Ergebnis einer Konzeptstudie, bei der das Ziel darin besteht, über die Herausforderung der Erforschung Europas nachzudenken. Wärme aus der Kernenergie würde das Eis schmelzen und das Fahrzeug würde sich durch das Loch treiben.
Einmal durch, könnte ein anderer Fahrzeugtyp zur Erkundung geschickt werden. Während die Konzeptbilder des Künstlers ein schwimmendes Tauchboot zeigen, könnte ein auf BRUIE basierendes Fahrzeug realistischer sein.
Das Ziel dieser Antarktis-Tests ist es, BRUIE dazu zu bringen, monatelang unter dem Eis zu überleben. Das Team wird auch die Fähigkeit des Fahrzeugs weiterentwickeln, ohne Haltegurt zu arbeiten und in größeren Tiefen zu erkunden.
Während es keinen Zeitplan für eine Mission nach Europa gibt, die den Ozean tatsächlich erkunden würde, gibt es die bevorstehende Europa Clipper-Mission. Die NASA bringt den Clipper Mitte der 2020er Jahre auf den Markt. Es wird einen detaillierten Blick auf Europa werfen und uns hoffentlich helfen zu verstehen, ob es das Leben unterstützen kann und ob der nächste Schritt, um danach zu suchen, ein Fahrzeug wie BRUIE ist.
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