Inte alla rover är utformade för att vandra runt på ytan av andra världar som Mars. En rover är åtminstone akvatisk; en nödvändig utveckling om vi ska utforska Enceladus, Europa och solsystemets andra vattniga världar. Denna rover kallas Buoyant Rover for Under-Ice Exploration, eller BRUIE.
Detta är inte ett fordon med simning, ubåt. Det är ett fordon med hjul som är utformat för att köra upp och ner på islakor. BRUIE är flytande, vilket håller den pressad mot istaket.
BRUIE finns för närvarande i Antarktis på Australiens Casey Research Station. Under nästa månad kommer operatörerna att genomföra det genom att testa sin uthållighet i väntan på ett framtida uppdrag till en isig havsvärld, troligen Europa. Testningen kommer att fokusera på gränssnittsområden, där isarken möter vatten.
Is-vattengränssnittsområden är viktiga eftersom de på världar som Europa kan ha mycket dynamisk kemi, delvis för att upplösta föroreningar avvisas från en framstegande isfront. På levande världar som Jorden finns det också högre koncentrationer av livsformer i dessa typer av gränssnitt. Forskare kan också lära sig mycket från topografin på undersidan av isen, inklusive hur isen bildas. Och isen kan fungera som en fälla för gaser, antingen från biologiska eller geologiska processer.
"Vi har funnit att livet ofta lever i gränssnitt, både havsbotten och isvattengränssnittet upptill."
Andy Klesh, BRUIE Lead Engineer.
Kevin Hand är JPL: s ledare i BRUIE-projektet. Hand, och många andra i det vetenskapliga samfundet, tror att månens hav i vårt solsystem - Europa, Enceladus och andra - troligen är det bästa stället att leta efter liv. Sänkbara robotar måste spela en roll för att utforska dem.
”Skallarna som täcker dessa avlägsna hav tjänar som ett fönster i haven nedanför, och isens kemi kan hjälpa till att livnära livet i dessa hav. Här på jorden tjänar isen som täcker våra polära hav en liknande roll, och vårt team är särskilt intresserade av vad som händer där vattnet möter isen, säger Hand.
Men gränssnittsområdet kan vara svårt att utforska. Nedsänkbara saker är inte praktiska.
”Vi har funnit att livet ofta lever i gränssnitt, både havsbotten och isvattengränssnittet upptill. De flesta undervattensbilar har en utmanande tid på att undersöka detta område, eftersom havsströmmar kan få dem att krascha, eller de slösar bort för mycket kraft för att upprätthålla sin position, ”säger ledningsingenjör Andy Klesh. ”BRUIE använder dock flytkraft för att förbli förankrat mot isen och är ogenomträngligt för de flesta strömmar. Dessutom kan den säkert stängas av och slås på endast när den behöver göra en mätning, så att den kan spendera månader på att observera underis-miljön. ”
BRUIE är en meter lång (3 fot) och utrustad med två hjul. Den rullar längs isens undersida och har kameror och lampor och kommunikationsutrustning på sig. Det kan också innehålla vissa vetenskapliga instrument som kommer att bifogas senare, om den första testningen går bra. Under tidigare tester i Arktis tillbringade rover lite tid obundet och kommunicerade genom isen till en basstation och så småningom till JPL. Men under de antarktiska testerna kommer det att knytas.
Dan Berisford är en maskiningenjör som arbetar med detta projekt. I ett pressmeddelande sade Berisford: "BRUIE kommer att ha flera vetenskapliga instrument för att mäta parametrar relaterade till liv, såsom upplöst syre, vattensalthalt, tryck och temperatur," sade Berisford, som kommer att fästa vetenskapliga instrument om tidiga test går bra. ”
Vi vet inte hur livet på Europa eller Enceladus kommer att se ut om det är där. Vi vet inte nödvändigtvis hur vi kan upptäcka dess närvaro heller. Men sökningen måste starta någonstans. "När vi väl har kommit dit", tillade Berisford, "vet vi bara riktigt hur vi kan upptäcka liv som liknar det på jorden. Så det är möjligt att mycket olika mikrober kan vara svåra att känna igen. "
Forskare har utvecklat andra koncept för att utforska de iskalla havsmånerna. Ett hinder mot fordon som BRUIE är isens tjocklek. På Europa begravs havet under ett massivt islager som kan vara upp till 30 km (19 mil) tjockt. Under Antarktis-testningen kommer teamet bara att borra hål i isen och sätta in BRUIE.
Ett preliminärt koncept för att utforska havet under Europas isark är en kärnkraftsdriven tunnelrobot. Det är resultatet av en konceptstudie, där målet är att börja tänka på utmaningen att utforska Europa. Värme från kärnkraft skulle smälta isen och fordonet skulle driva sig genom hålet.
När någon gång var igenom kunde någon annan typ av fordon skickas ut för att utforska. Medan konstnärens konceptbilder visar ett simningsbänk, kan ett fordon baserat på BRUIE vara mer realistiskt.
Målet med denna Antarktis-testning är att få BRUIE att överleva under isen i månader i taget. Teamet kommer också att vidareutveckla fordonets förmåga att arbeta utan koppling och utforska på större djup.
Det finns ingen tidslinje för ett uppdrag till Europa som faktiskt skulle utforska havet, men det är det kommande Europa Clipper-uppdraget. NASA lanserar Clipper i mitten av 2020-talet. Det kommer att ta en detaljerad titt på Europa och förhoppningsvis hjälpa oss att förstå om det kan stödja livet, och om nästa steg för att leta efter det är ett fordon som BRUIE.
Mer:
- Pressmeddelande: Aquatic Rover går för en körning under isen
- Forskningsdokument: Buoyant Rover for Under-Ice Exploration
- Space Magazine Video: Exploring The Icy Moons of Jupiter. NASAs Europa Clipper och ESAs JUICE
