Могут ли слои льда на Европе скрыть историю прошлой жизни? Изображение предоставлено NASA / JPL. Нажмите, чтобы увеличить.
Была ли когда-то жизнь на Марсе? Есть ли жизнь в европейском океане? Это два вопроса, которые очень интересны людям во всем мире, но ни у кого нет реалистичного предложения ответить на них в течение следующих двадцати лет? до настоящего времени.
Джордж Мейс возглавляет команду, которая недавно получила награду NIAC Phase 1 *, чтобы разработать идею именно такого плана.
«Углубленное изучение марсианских полярных шапок», - говорит Мейз и др. **, повторяя мнение, распространенное среди ученых-планетологов, дало бы прекрасную возможность найти «свидетельство биологической активности Марса в прошлом, включая микрофоссили, бактерии и биохимические вещества». остатки «.
«Используя практичный, компактный, легкий и мощный источник тепла, небольшие роботизированные устройства могут растопить свой путь через ледяную шапку, собирая данные, подобные описанным выше, и передавая их в реальном времени обратно на Землю. Ученые, отслеживающие результаты на Земле, могут затем контролировать путь роботизированных подразделений, направляя их на исследование особенно перспективных регионов внутри ледяного покрова ».
И то, что сработало бы для полярных ледяных шапок Марса, сработало бы и для Европы, Ганимеда и Каллисто, у всех из которых могут быть первобытные океаны под толстыми ледяными корками; океаны, в которых могут плавать чужеродные рыбы, чей конечный источник энергии - прокариотоподобные клеточные формы жизни с любопытным сходством с некоторыми археями, найденными здесь на Земле.
Миссия по поиску признаков древней жизни в марсианской ледяной шапке будет включать посадку космического корабля на эту ледяную шапку и развертывание нескольких MICE (Martian Ice Cap Explorers), которые являются ядерными плавильными установками плюс пакет инструментов, предназначенный для поиска признаки древней жизни. MICE затем растопил бы их путь через ледяную шапку, замерзнув за ними водой, в поисковой схеме, которая могла бы простираться на многие километры, как по горизонтали, так и по вертикали. Каждый зонд связывался со своими ближайшими соседями (и кораблем) с помощью мощных радиостанций, которые могли легко проникать до километра льда. Сетевой протокол обеспечил бы хорошие данные и устойчивость, а также позволил бы почти в реальном времени управлять и контролировать ученых на Земле.
Секретный ингредиент? Вода! Растопленный лед будет использоваться для приготовления горячей воды и водорода; горячая вода будет использоваться в качестве направленных струй для таяния льда, а затем будет циркулировать обратно через заполненную водой полость во льду, перемещая зонд в направлении струи. Вода также будет щитом для приборов, ослабляя излучение от реактора в миллион, миллиард или более раз, что бы ни понадобилось. Водород, полученный электролизом, даст зонду необходимую плавучесть. Наконец, вода будет основным теплоносителем для ядерного реактора и паром рабочей жидкости для генератора.
Все завернуто в реактор, электростанцию, водоструйный пакет 100 кг или меньше!
Красота концепции Maise et al. Заключается в том, что она использует надежные, проверенные технологии; реакторы будут использовать высоконадежные керамические топливные стержни из оксида циркония и урана и автономную систему управления, основанную на стабильных промышленных образцах. По размеру вся секция реактора / блока питания / горячей воды блока MICE будет иметь диаметр не более 50 см и длину 1,2 м. «Запуск и остановка реактора будут выполняться с помощью управляющих стержней в соответствии с указаниями автономной системы управления. Это ничем не отличается от любого другого ядерного реактора ». Каждый блок также будет иметь резервные, автономные отказоустойчивые сейфы; в случае чего-то катастрофического, реактор отключился бы достаточно быстро, чтобы предотвратить повреждение.
Но как насчет поиска признаков древней жизни? Модульный дизайн является ключом к подходу Мейз и др .; пакет приборов, прикрепленный к реактору / блоку питания / горячей воды жесткой трубкой длиной 2 м, будет содержать несколько различных инструментов, струи горячей воды и блок радиосвязи. Модульность позволяет рассмотреть широкий спектр возможных инструментов, при этом окончательный выбор будет сделан ближе к запуску. Поскольку талая вода циркулирует через пакет инструментов, сбор образцов происходит очень просто. Как и на Земле, глаза, скорее всего, дадут лучшие признаки древней марсианской жизни, поэтому основным инструментом является микроскоп. Дополнением является анализатор «лаборатория на кристалле», способный обнаруживать широкий спектр «биосигнатур», в том числе наличие нуклеиновых кислот. Возможно, самое захватывающее, потому что оно может раскрыть современную жизнь на Марсе, подобно протеобактериям и актиномицетам, обнаруженным в 1999 году на 3,6 км антарктического льда, - это «инструмент обнаружения жизни на основе камеры роста», «чрезвычайно чувствительный инструмент обнаружения жизни [инструмент] с минимальными допущениями ».
Кроме того, инструменты, предназначенные для изучения гляциологии, палеоклиматов, геологии и геофизики, могут быть созданы и добавлены к каждому зонду MICE или только к отдельным зондам.
Сколько мышей? Миссия марсианской полярной ледяной шапки может иметь от одного до десятков MICE; основное ограничение - общая масса и размеры космического корабля. С сегодняшними ракетами, миссия с двенадцатью MICE должна быть возможной; с запланированными ракетами, такими как те, которые основаны на технологии MITEE (MIniature реактор EnginE), верхний предел, вероятно, будет около 60.
Как насчет Европы? Самая большая разница между миссией полярной ледяной шапки Европы и Марса заключается в адаптации MICE к плаванию, когда они преодолеют 10 км или около того льда, который покрывает океан Европы. О, и, возможно, гораздо больше шансов найти жизнь сегодня, чем просто следы вчерашней жизни.
Итог: MICE находят жизнь на Марсе (дата 31 июня 2015 г.)!
* Multi-MICE: сеть интерактивных ядерных криозондов для исследования ледяных щитов на Марсе и Европе: http://www.niac.usra.edu/files/studies/abstracts/1059Maise.pdf
** J. Пауэлл, Дж. Пауэлл, Дж. Мейз и Дж. Паниагуа, Плюс Ультра Технологии, Шорехэм, Нью-Йорк, AIAA-2004-6049. Конференция и выставка Space 2004, Сан-Диего, Калифорния, 28-30 сентября 2004 г.
