Texto original: Keith Cooper, Robotic tunneler may explore icy moons, phys.org, Jun 11, 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador
Excavador de túneles robótico puede explorar las lunas heladas
por Keith Cooper, Astrobiology Magazine
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| Europa, la luna de Júpiter, un mundo de hielo y océano. Crédito: NASA/JPL–Caltech/SETI Institute - Crédito: phys.org |
Un "Cryobot" robótico diseñado para hacer un túnel a través de las gruesas [=thick] capas de hielo y penetrar mares subterráneos, es sometido a pruebas en el glaciar de Matanuska en Alaska. Allana el camino hacia un día [que] exploremos los océanos subterráneos de la luna de Júpiter, Europa, u otras lunas heladas de el Sistema Solar exterior.
Europa está de vuelta en el menú para exploración. El presupuesto de la NASA para el año fiscal 2016 incluye alrededor de $30 millones para un adicional [=further] desarrollo del concepto del Europa Clipper, una misión a Europa que buscará posibles signos de habitabilidad de la luna helada. Sin embargo, ser potencialmente habitable no es lo mismo que ser habitado. Para encontrar vida, una misión en última instancia, tiene que aterrizar en la superficie e ir bajo el hielo al océano debajo. Europa Clipper, siempre y cuando sea lanzado en algún momento alrededor del 2025, llevará a cabo el reconocimiento de la superficie por lugares seguros y científicamente interesantes para aterrizar. Crucial, sin embargo, el Clipper no estará llevando un módulo de aterrizaje con el.
"Asumiendo que Europa se encuentre para ser potencialmente habitable, la próxima misión que sigue puede ser capaz de aterrizar y quizás tratar de llegar bajo el hielo", dice Louise Prockter, científico planetario de la Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory y Pre-Project Deputy Scientist para la misión Clipper.
El desafio de llegar debajo del hielo en Europa es uno desalentador, de acuerdo con Prockter. En primer lugar, cualquier Cryobot tendría que hacer un túnel a través de 20 a 30 kilómetros (12.4 a 18.6 millas) de hielo. Incluso las zonas más delgadas pueden todavía ser de varios kilómetros de grosor.
"Un desafío mayor es cómo una sonda de este tipo sería capaz de comunicarse a la superficie una vez que empieza a descender", dice ella. "El Cryobot necesitaría también ser capaz de soportar las presiones significativas debajo del hielo. Todavía estamos muy lejos de tener la tecnología para hacer eso."
Bill Stone reconoce lo contrario. Un explorador experimentado, espeleólogo e ingeniero, así como el fundador de Stone Aerospace - una compañia que diseña robots y vehículos para explorar las fronteras aquí en la Tierra, cada vez más con un ojo hacia el espacio - Stone se dirige de nuevo hacia el glaciar Matanuska este verano con su equipo de exploradores y científicos para continuar probando el más avanzado Cryobot en el mundo. Nombrado VALKIRIA (Very deep Autonomous Laser-powered Kilowatt-class Yo-yoing Robotic Ice Explorer) y financiado por el programa de la NASA Astrobiology Science and Technology for Exploring Planets (ASTEP), este Cryobot utiliza láser y fibra óptica para derretir limpiamente su camino a través del hielo.
"Para cortar una historia larga [en] breve, VALKIRIA funciona", dice Stone.
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| Impresión artística de un Cryobot en forma de torpedo habiendo penetrado a través de la capa de hielo de Europa y lanzando una sonda en el el océano debajo. Crédito: NASA/JPL - Crédito: phys.org |
En 2003, Stone Aerospace recibió fondos de la NASA para DEPTHX, DEep Phreatic THermal eXplorer, un robot autónomo diseñado para explorar cenotes bajo el agua pero con el potencial de un día explorar el océano de Europa. DEPTHX utiliza fibra óptica de vidrio para transmitir datos utilizando diodos láser de cinco vatios, pero Stone dio cuenta de que mucha más potencia láser puede ser transmitida a través de esas fibras, hasta un límite teórico de 4.6 mega-vatios.
"Fue como si una bombilla se fuera [=lightbulb went off]", dice Stone. "Así que escribí una propuesta a la NASA."
Diseños de cryobot previos llevan a su fuente de poder dentro de ellos, por lo que la cantidad de energía que podrían generar fue severamente limitada por su tamaño y masa. Sin embargo, VALKIRIA tiene la ventaja de ser capaz de dejar su fuente de poder en la superficie y transmitir la energía abajo vía un láser de una fibra óptica de sólo micrones de ancho. Actualmente, VALKRYIE trabaja con un láser de 5 kilovatios, pero el poder necesario en Europa sería de entre 250 kilovatios y un megavatio, estima Stone.
El Cryobot utiliza la energía del láser para calentar el agua con la que derretir el hielo en frente de ella, mientras que el agua se re-congela detrás de él alrededor de la fibra, permitiendo que las comunicaciónes y el flujo de energía se mantengan. En 2014 VALKIRIA descendió hasta una profundidad de 31 metros en el glaciar Matanuska, pero este no es definitivamente el límite de sus posibilidades, dice Stone.
"Hemos estado haciendo un test de 5 kilovatios sólo a causa de limitaciones presupuestarias", dice. "Puedo construir, hoy, un Cryobot impulsado por láser de 250 kilovatios. Costaría más dinero pero podríamos ilustrarlo en la Antártida y mostrar que podemos ir a través de kilómetros de hielo."
VALKIRIA sólo sería una parte de la arquitectura de la misión. Una vez que rompa a través del fondo de la corteza de hielo, hay la tarea de explorar el océano. Stone Aerospace también tiene esto cubierto con DEPTHX y su más reciente vehículo subacuático autónomo, ARTEMIS (Autonomous Rover/airborne-radar Transects of the Environment Beneath the McMurdo Ice Shelf), que es un prototipo para una nave madre subacuática que podría desplegar más pequeñas sondas 'marsupiales' explorar tales áreas de interés como las fuentes hidrotermales. ARTEMIS es el vehículo primario en un proyecto NASA/ASTEP llamado SIMPLE: Sub-ice Investigation of Marine and Planetary-analog Ecosystems.
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| Dr Bill Stone con VALKYRIE. Crédito: Stone Aerospace Crédito: phys.org |
El océano subterráneo no es la única región de interés en Europa. En 2013 el Hubble Space Telescope encontró evidencia de que géiseres de vapor de agua están en erupción desde el polo sur de Europa, similar a las erupciones de vapor de agua que emanan de la luna de Saturno Encelado.
"Estos penachos aún no han sido confirmados, pero si estan entonces sería un destino fantástico para algún tipo de experimento in situ", dice Prockter. "A pesar de que podría ser arriesgado aterrizaje al lado de una fuente [=vent] activa."
Stone acuerda en que caer sobre o incluso en una fuente [=vent] es riesgoso, pero la versatilidad de VALKIRIA viene al rescate.
"La idea es aterrizar a cierta distancia segura, y luego usar el Cryobot para hacer el equivalente de perforación direccional", dice. "Si has llegado a Texas, donde están perforando por petroleo [=oil], ellos pueden recoger el petroleo lateralmente desde kilómetros de distancia, y queremos hacer lo mismo con el Cryobot y dirigirlo fuera de la línea de descenso vertical y maniobrar encima y detectar las fuentes de los géiseres".
En el mientras tanto, Stone y su equipo continúan afinando sus prototipos. La meta de este año para VALKIRIA es incorporar un citómetro de proteína fluorescente [=protein fluorescent cytometer], que es un instrumento de detección de vida que busca por retrodispersión ultravioleta para detectar la presencia de microbios depositados en el hielo del glaciar Matanuska. Mientras tanto, ARTEMIS se dirigirá a la Plataforma de Hielo Antartica de Ross, en Octubre de 2015 para mapear la lado inferior de la plataforma de hielo en un mar bajo el agua salobre para proporcionar datos para calibrar el radar de penetración en el hielo de Europa Clipper.
Tal vez, un día en un futuro no muy lejano, VALKYRIE, DEPTHX y ARTEMIS lo haran de verdad en el hielo y el agua de Europa.
Explorar más: SUrface Dust Mass Analyzer (SUDA) seleccionado para la misión Europa
Fuente: Astrobio.net
Nota Traducción castellana de Andrés Salvador (sujeta a revisión). Las notas entre corchetes son del traductor.
Fuente Keith Cooper, Robotic tunneler may explore icy moons, phys.org, Jun 11, 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador