NASA prueba robot para taladrar hielo...

Una garra robótica, una de varias herramientas innovadoras desarrolladas en JPL para explorar helados, mundos de océano como Europa. Imagen crédito: NASA/JPL-Caltech

¿Quieres ir de pesca en el hielo en la luna de Júpiter Europa? No hay ninguna promesa a coger cualquier cosa, pero podría ayudar un nuevo conjunto de prototipos robóticos.

Desde 2015, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, ha desarrollado nuevas tecnologías para su uso en futuras misiones a mundos de mar. Incluye una sonda subterránea que podría entrar en madrigueras a través de millas de hielo, toma de muestras en el camino; el brazos robóticos que se despliegan para alcanzar objetos lejanos; y un lanzador de proyectil para las muestras aún más distantes.

Todas estas tecnologías fueron desarrolladas como parte del océano mundos movilidad y detección de estudio, un proyecto de investigación financiado por la dirección de misiones de tecnología espacial de la NASA en Washington. Cada prototipo se centra en la obtención de muestras de la superficie, o bajo la superficie, de una Luna helada.

"En el futuro, queremos responder a la pregunta de si hay vida en las lunas de los planetas del exterior--en Europa, Encélado y Titán," dijo Tom Cwik, quien dirige el programa de tecnología espacial de JPL. "Estamos trabajando con la sede de la NASA para identificar los sistemas específicos que necesitamos construir ahora, para que en 10 o 15 años, podría ser para una nave espacial".

Esos sistemas enfrentarían a una variedad de entornos. Las temperaturas pueden llegar a cientos de grados bajo cero. Ruedas Rover podrían cruzar de hielo que se comporta como arena. En Europa, las superficies están bañadas en radiación.

"Sistemas robóticos se enfrentan temperaturas criogénicas y terreno accidentado y tienen que cumplir requisitos estrictos de protección planetaria," dijo Hari Nayar, quien lidera el grupo de robótica que supervisó la investigación. "Uno de los lugares más interesantes que podemos ir es profundamente en los océanos sub superficiales, pero hacerlo así requiere nuevas tecnologías que no existen todavía".

Un agujero en el hielo

Brian Wilcox, becario Ingeniería en JPL, diseñó un prototipo inspirado por supuesto "melt sondas" utilizado aquí en la Tierra. Desde la década de 1960, estas puntas de prueba se han utilizado para derretir a través de la nieve y el hielo para explorar regiones sub superficiales.

El problema es que use calor ineficientemente. La Corteza de Europa podría ser profunda 6,2 millas o puede ser profundos 12,4 millas (10 a 20 kilómetros); una sonda que no gestiona su energía se enfría hasta que queda congelada en el hielo. Wilcox innovó una idea diferente: una cápsula aislada por un vacío, del mismo modo que un termo está aislado. En lugar de radiación de calor hacia el exterior, conservarían energía a partir de un trozo de plutonio de la fuente de calor como la punta de prueba se hunde en el hielo.

Una hoja de sierra rota en la parte inferior de la sonda lentamente gira y corta a través del hielo.

Como lo hace, lanzaría trocitos de hielo nuevo en el cuerpo de la sonda, que son derretidos por el plutonio y bombeados hacia fuera detrás de él.

Quitar las virutas del hielo se garantizarían las brocas de punta de prueba constantemente a través del hielo sin obstrucciones. El agua de hielo también podría ser muestreada y enviada a través de un carrete de tubería de aluminio a un lander en la superficie. Una vez allí, las muestras de agua podrían comprobarse bio signatures.

"Creemos que hay flujos de hielo de glaciar-como profundo de la corteza helada de Europa", dijo Wilcox. "Esos flujos Batan el material desde el océano por debajo. Como este sondeo túneles en la corteza, podría ser muestreo de aguas que puedan contener bio signatures, si existe alguno."

Para asegurar que no hay microbios de Tierra enganchado en un paseo, la sonda calor en sí mismo a más de 900 grados Fahrenheit (482 grados centígrados) durante su travesía en una nave espacial. Que mata cualquier organismo residual y se descomponen las moléculas orgánicas complejas que podrían afectar los resultados de la ciencia.

Un mayor alcance

Los investigadores también analizaron el uso de brazos robóticos, que son esenciales para llegar a las muestras de landers o rovers. En Marte, landers de la NASA nunca han extendido más allá de 6,5 a 8 pies (2 a 2.5 metros) desde su base. Para un alcance más largo, usted necesita construir un brazo más largo.

Un brazo plegable fue una idea que burbujeó para arriba en el JPL. Desplegado, que el brazo puede extender casi 33 pies (10 metros). Los científicos no saben que las muestras serán seductoras una vez que aterriza un lander, para alcanzar una mayor

Para los objetivos que están incluso más lejos, que un lanzador de proyectil fue desarrollado pueden disparar un mecanismo de muestreo hasta 164 pies (50 metros).

El brazo y el lanzador podrían utilizarse en conjunto con una garra de sujeción de hielo. Esta garra podría algún día tener un taladro de perforación unido a él; Si los científicos quieren muestras prístinas, necesitará una perforación a través de hasta ocho pulgadas (cerca de 20 centímetros) de hielo superficial de Europa, que se piensa para proteger moléculas complejas de radiación de Júpiter.

Después de la implementación de un brazo o un lanzador de proyectil, la garra podía anclarse con dientes calientes que derriten el hielo y garantizar su adherencia. Asegura que una broca  es capaz de penetrar y recoger una muestra..

Ruedas para un crio-rover

En julio, la NASA va a marcar un legado de 20 años de conducción a través desierto Marciano, harkening de nuevo al 04 de julio de 1997 aterrizaje de Mars Pathfinder, con su rover Sojourner Rover.

Pero construir a un rover para una luna de heladas sería necesario un replanteamiento.

Lugares como la luna de Saturno Enceladus tienen fisuras que soplan chorros de gas y material helado desde abajo de la superficie. Serían objetivos principales de la ciencia, pero el material a su alrededor corre el riesgo de ser diferente que el hielo en la Tierra.

En cambio, las pruebas han encontrado que hielo granular en condiciones criogénicas y vacío se comporta más como dunas de arena, con granos sueltos que las ruedas pueden hundirse en. Los investigadores JPL recurrieron a diseños primero propuestos para arrastrarse a través de la superficie lunar. Probaron ligeras ruedas comerciales fijadas a un sistema de suspensión de eje de balancín bogey que se ha utilizado en un número de misiones de la LJP.

Los próximos pasos

Cada uno de estos prototipos y experimentos con ellos eran sólo puntos de partida. Con el océano mundos de estudio completo, los investigadores ahora considerará si estos inventos pueden ser más refinado. Una segunda fase de desarrollo está siendo considerada por la NASA. Esos esfuerzos podrían producir las tecnologías que podrían volar en futuras misiones al sistema solar exterior.

Esta investigación fue financiada por juego de cambio de programa de la dirección la misión de la NASA espacio tecnología de desarrollo investiga ideas y enfoques que podrían solucionar problemas tecnológicos significativos y revolucionar el espacio con futuros esfuerzos.

Caltech manages JPL for NASA.

Andrew Good
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-393-2433
andrew.c.good@jpl.nasa.gov

Traducción: El Quelonio Volador