Mobiltelefon-méretű robotok keresgélhetik az élet nyomait a Jupiter Europa holdjának, vagy a Szaturnusz Enceladus holdjának vaskos jégpáncélja alatt húzódó óceánokban. A kis robotokat egy keskeny, a jeget megolvasztó szondába tennék, majd víz alatt eresztenék őket szabadon, ahol a szondától messzire úszva fedeznék fel az ismeretlen világot.

Ez az elképzelése Ethan Schaler robotikával foglalkozó gépészmérnöknek (NASA JPL), akinek SWIM (Sensing With Independent Micro-Swimmers) koncepciója nemrég a NASA NIAC innovációs programjának második fázisába léphetett; ezzel pedig 600 000 USD támogatást nyert. A forrásnak köszönhetően a következő 2 év során 3D nyomtatott prototípusokat fognak készíteni és tesztelni.

A projekt egyik legfontosabb innovációja, hogy más óceánok felfedezésére tervezett robotoknál jóval kisebbek, így egyszerre sokat lehetne egyetlen szondában elhelyezni. Ezzel egyben megnövelnék a szonda hatótávolságát és vele az esetleges életformák felfedezésének esélyét, miközben egy távoli óceán potenciális lakhatóságát vizsgálnák.

A SWIM projekt illusztrációja. Több tucat kis robot merülne le egy a jeget megolvasztó szondába helyezve (1-es) az alatta húzódó óceánba, ahol szétszóródva térképeznék fel a környezetüket. Mindeközben egymással és a szondával is kommunikálnának. (Forrás: SWIM / NASA)

A SWIM koncepció egyelőre egyetlen NASA küldetéshez sem tartozik. A tervek szerint az ék alakú, körülbelül 12 cm hosszú és 60 – 75 cm3 térfogatú robotokból mintegy négy tucatnyi férne el a 10 centiméter hosszú, 25 cm átmérőjű szondában. Ezzel a lehetséges hasznos teher mindössze 15%-át használnák fel, tehát bőven marad még más tudományos eszközöknek is férőhely a kriobot szondában.

A SWIM bármilyen ambiciózusnak is tűnik elsőre, egyszerre szeretnék csökkenteni a kutatással járó rizikókat és növelni a megszerezhető adatokat. A szonda, vagy kriobot kábeleken keresztül kommunikálna a felszíni leszállóegységgel, ami pedig a földi irányítóközpont felé továbbítaná az információkat. A kábeles összeköttetés egyben azt jelentené, hogy a kriobot valószínűleg nem igazán mozdulna el az eredeti ponttól, ahol megolvasztotta a jégtakarót. Mi történik akkor, ha annyi év után végre elérjük az óceánt és pont rossz helyen sikerül lefúrni a jégbe? Mi van akkor, ha egyébként vannak életre utaló nyomok az óceánban; csak nem pont arrafelé, ahol landoltunk? Samuel Howell (NASA JPL) kutató szerint azzal, hogy több tucat ilyen kis robottal indulnánk az óceán felfedezésére, jóval nagyobb térfogatot fedhetünk le, mint egyetlen kriobottal.

A NASA PRIME (Probe using Radioisotopes for Icy Moons Exploration) szondájának illusztrációja, ami a jégpáncélt megolvasztva kis robotok tucatjait juttatná le a jeges holdakon található óceánokba. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

A SWIM koncepció bizonyos szempontból a NASA Ingenuity marsi helikopteréhez hasonlít, ami a Perseverance rovert kíséri a vörös bolygón. A drón kiterjeszti a rover számára elérhető területet, a felvételek, amiket készít pedig segítenek kontextusba helyezni mindazt, amit a rover lát. Ha egyetlen helikopter helyett egy tucatot küldtek volna, akkor jóval többet tudnánk a rover környezetéről; tulajdonképpen ez az ötlet a SWIM mögött.

A szonda forró, atomenergiával működő elem segítségével olvasztaná meg a jégpáncélt, a kisugárzott hő miatt viszont a környező víz kémiai összetételét megváltoztató reakciók indulhatnak be. Az úszó robotok ettől az elemtől távol is képesek lennének méréseket végezni, így az eredeti állapotában vizsgálhatják az óceánt. A SWIM robotok ezen kívül a halakhoz vagy madarakhoz is hasonlóan, csapatosan is képesek lennének úszni. Az így készített, átfedő mérésekkel a mérési hibákat csökkentenék, továbbá gradienseket is készítenének, például hogyan változik a hőmérséklet, vagy a sótartalom az óceánban.

Mindegyik robot saját meghajtással, fedélzeti számítógéppel és ultrahangos kommunikációs rendszerrel rendelkezne, továbbá egyszerű szenzorokkal a hőmérséklet, sótartalom, savasság és nyomás mérésére. A biomarkereket kereső kémiai szenzorok fejlesztése szintén a kutatás most induló, második fázisában fog megtörténni. A jövőben több küldetés is célozni fogja a jeges holdakat: az Europa Clipper küldetés tervek szerint 2024-ben fog indulni, számos tudományos eszközével többször fogja megközelíteni a jupiteri holdakat 2030 táján. Távolabbra tekintve is több NASA koncepción dolgoznak, amelyekben valamilyen formában a jeges óceánvilágokat fedeznék fel; ilyen például a SESAME (Scientific Exploration Subsurface Access Mechanism for Europa) program is.

Forrás: NASA JPL