Hi-Tech

Ученые предлагают создать ядерный бур для поиска жизни на спутнике Юпитера

Покрытая толстым слоем льда луна газового гиганта уже долгое время манит ученых со всего света. Ученые из Иллинойского университета представили концепт атомного туннельного бура для исследования мира Европы – спутника Юпитера. Сложность же исследования Европы как раз и заключается в этой самой ледяной поверхности, которая хоть и защищает от космической радиации глубинный мир, но в то же время создает непреодолимый барьер для исследователей – не позволяет взглянуть на то, что же на самом деле под ней находится. Многие исследователи уверены, что под ледяной шапкой спутника скрывается огромный океан, в котором может существовать жизнь.

Одним из таких ученых является Эндрю Домбард из Иллинойского университета. По мнению ученых, пробиться сквозь ледяную скорлупу Европы и исследовать ее подледный мир помогли бы специализированные зонды, оснащенные соответствующим оборудованием и научными инструментами. Его научная группа, работающая с NASA, представила на последнем собрании Американского геофизического союза концепт «туннельбота» с ядерной установкой, который, по их мнению, мог бы помочь выяснить, есть ли жизнь на луне Юпитера.

Мы думаем, что это возможно», — комментирует Домбард. «Каждый раз, когда предлагаешь что-то новое, тебе всегда задают один и тот же вопрос: вы действительно сможете это сделать?

Зачем эта станция – будет сказано чуть ниже. Следует сразу отметить, что представленный концепт создан с учетом того, что к моменту, когда «туннельбот» будет готов к своему запуску, на Европе уже будет находиться возведенная или отправленная туда автоматическая станция, рассчитанная как минимум на трехлетний срок эксплуатации. Но если забежать вперед, то следует сказать, что в планах NASA такой станции пока нет.

Более того, даже если в расчет принять ранее озвученный концепт посадочного модуля Europa Lander, то помочь в описываемой сегодня миссии он не сможет. На данный момент единственной известной запланированной миссией NASA к Европе является отправка орбитального зонда к ледяному спутнику. Согласно ранее озвученным расчетам, NASA надеется, что модуль Europa Lander в лучшем случае сможет проработать на поверхности Европы в течение трех недель.

Одним из них, например, является решение задачи по сбору образцов твердого льда во время погружения для его дальнейшего анализа. Даже если отбросить вопрос станции, при проектировании концепта ученым пришлось учесть и решить множество критических аспектов.

Было бы намного проще производить погружение, если бы в ледяных слоях содержалась талая вода, однако в более реальном представлении такого окружения мы, скорее всего, там не увидим», — говорит Домбард. «Мы хотели получить возможность производить сбор и анализ твердого льда при погружении зонда под поверхность.

В этом случае можно было бы произвести анализ газов, которые могут в нем содержаться. В идеале, говорят специалисты, им бы хотелось полностью контролировать процесс растопки льда при погружении.

Предполагаемые углы спуска туннельного зонда сквозь толстую ледяную корку Европы

Например, никто не знает насколько толстым на самом деле является ее ледяная корка. Еще одной проблемой, ограничивающей простор креативности при разработке концепта зонда стали наши в целом скудные знания о Европе. Может речь идет о 2 километрах льда, а может и от 30-ти. Другими словами, ученые на данный момент точно не знают, какой запас хода должен быть у туннельного бота. В ходе разработки концепта Домбард и его команда взяла в расчет предполагаемое приблизительное значение в 20 километров ледяного слоя.

По мнению Домбарда и его коллег, такой метод может оказаться неэффективным, поскольку толстый слой льда может ослабить или даже заблокировать сигнал для передачи. Ученые также подумали и о способе передачи собираемых данных на Землю, который традиционно подразумевает использование радиоволн. Для решения вопроса ученые разработали систему ретрансляторов, которые предположительно будут спускаться вместе с зондом под лед с помощью оптоволоконного кабеля и располагаться на расстоянии в 5 километров друг от друга.

В обоих случаях речь идет не только о спуске, но и попутном сборе научных данных. В ходе работы над концептом исследовательского зонда Домбард с командой рассмотрели два различных дизайна конструкции аппарата.

Схема зонда для исследования Европы, работающего на топливных элементах

В таком виде будет не только проще конструкция самого аппарата, но и его доставка на спутник. В рамках первого варианта предполагается использование зонда с тепловыми элементами, работающими на радиоактивном плутонии. В этом случае общая площадь направленного нагрева будет заметно меньше. В то же время у этого варианта имеется недостаток: система растопки льда будет обладать низким КПД и производить меньше тепла. При данной схеме диаметр зонда не должен будет превышать 25 сантиметров, что в свою очередь накладывает ограничение на размеры используемого научного оборудования для исследования подледного океана.

В первую очередь вам необходимо пересмотреть конструкцию самой микроволновки», — объясняет Домбард. «Попытка засунуть микроволновку в трубу представляется довольно сложной задачей.

Схема зонда для исследования Европы, работающего на базе ядерного реактора

Он позволит решить описываемые выше сложности, но в то же время будет обладать и своими недостатками. Второй вариант аппарата подразумевает использование ядерного реактора. Домбард с коллегами предлагают для защиты и охлаждения оборудования использовать талую воду, которая будет по ходу движения зонда закачиваться в специальной камере длиной порядка 5 метров. Например, работающий на базе реактора аппарат сможет вырабатывать существенно больше тепла (позволяя сделать зонд более широким), но в то же время, возникают сложности защиты реакторного топлива от воздействия внешнего космического излучения.

Пожалуй, наиболее важным вопросом, требующим решения, является вопрос реального финансирования проекта. Все это, конечно же, пока лишь наброски. Пока таких денег нет. Подобная миссия может обойтись NASA во многие миллиарды долларов.

Обсудить данный концепт и поделиться своим мнением вы можете в нашем Telegram-чате. Насколько реальным вам кажется проект атомного бура для исследования подледного мира Европы?

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть