Наиболее перспективными местами для поиска жизни в Солнечной системе являются океанские спутники Европа и Энцелад. Но вся эта теплая, соленая, потенциально жизнеобеспечивающая вода находится под толстыми слоями льда: толщиной до 30 км на Европе и до 40 км на Энцеладе.
Основным препятствием для исследования всей этой воды являются толстые ледяные преграды. Предположим, что космический корабль может быть спроектирован и построен так, чтобы растопить весь этот лед, что тогда?
Подводные лодки могут выполнять настоящие исследования, и они не обязательно должны быть большими.
Европейские исследователи, участвующие в совместном проекте TRIPLE-nanoAUV 2, создают и испытывают плавильные зонды с крошечными подводными лодками внутри них. Аббревиатура ТРИПЛ означает – Ттехнологии для рапид яCE ппроникающие и подледные лаке Эразведка. Его координирует MARUM, Центр наук о морской среде при Бременском университете, Германия.
Земля имеет почти идеальное место для испытаний и исследования этих подводных лодок. Континентальные ледяные щиты Антарктиды имеют толщину до 4 км, а подо льдом находятся подледные озера. Ученые полагают, что вода течет взад и вперед среди этой системы взаимосвязанных озер. В Антарктиде насчитывается около 400 таких погребенных озер, и некоторые из них, возможно, были изолированы от внешнего мира более 30 миллионов лет. Они могут стать последним оплотом форм жизни, которых нет больше нигде на Земле.
«Новая автономная система уникальна и должна позволить в будущем изучать глобальный океан жидкой воды под ледяными поверхностями спутника Юпитера Европы и спутника Сатурна Энцелада».
Профессор Ральф Бахмайер, MARUM, руководитель проекта TRIPLE-nanoAUV 2
Если эти озера действительно содержат неизведанные экосистемы, то не существует лучшего аналога испытательным машинам, которые могут растопить лед, а затем развернуть подводные зонды. Тестирование и исследование этих озер потребует такой же осторожности, как исследование Европы или Энцелада, поскольку они также могут содержать жизнь.
Но они не будут готовы по-настоящему испытать свои небольшие подводные лодки в Антарктиде до весны 2026 года. И их первым испытательным полигоном не станут подледные озера. Вместо этого они начнут с полевых испытаний под шельфовым ледником Экстрём возле станции Ноймайер III, где толщина льда составляет всего от 100 до 200 метров.
Команда TRIPLE испытает как свой небольшой автономный подводный аппарат (АНПА), так и систему запуска и восстановления (LRS). LRS похожа на материнский корабль. Он не только запустит и восстановит АНПА, но также будет действовать как станция загрузки данных и станция подзарядки. Поскольку АНПА должен быть небольшим, чтобы путешествовать сквозь лед внутри тающего зонда, его длина составляет всего около 50 см, а диаметр — 10 см. У него не будет постоянного заряда батареи, и его необходимо будет перезарядить, чтобы продлить время исследования.
Зонд плавления, на котором установлен АНПА, называется TRIPLE-IceCraft и уже разработан и испытан. Его длина составляет около четырех метров, диаметр — 20 сантиметров, а вес — почти 300 килограммов. И верхняя, и нижняя головка нагреваются для растапливания льда, а боковые части также подогреваются для предотвращения повторного замерзания талой воды.
Профессор Ральф Бахмайер из MARUM является руководителем проекта TRIPLE-nanoAUV 2. «Такие нанотранспортные средства могут помочь улучшить общее понимание морских экосистем», — сказал Бахмейер. «Новая автономная система уникальна и должна позволить в будущем изучать глобальный океан жидкой воды под ледяными поверхностями спутника Юпитера Европы и спутника Сатурна Энцелада. Миниатюризация является основной задачей в его разработке, поскольку общий размер определяется зондом. Кроме того, все компоненты должны выдерживать высокое давление под водой».
Себастьян Меккель — ведущий инженер проекта. «Цель состоит в том, чтобы накопить опыт в рамках инициатив DLR Explorer, который можно было бы использовать в возможной международной космической миссии», — сказал он. «В ходе первых полевых испытаний плавильный зонд с нано-АНПА, интегрированным в качестве полезной нагрузки, будет развернут во льду толщиной 100 метров. Кроме того, нано-АПА недостаточно активен по сравнению с более крупными автономными транспортными средствами, а это означает, что он имеет ограниченную маневренность. Это требует чрезвычайно высокой надежности и тесной координации между сотрудниками TRIPLE-GNC и TRIPLE-LifeDetect».
TRIPLE-GNC (Управление наведением и навигацией и TRIPLE-LifeDetect — это другие части сотрудничества TRIPLE. TRIPLE-LifeDetect — это лаборатория на месте, называемая Astrobiolab. TRIPLE описывает ее как «инновационную и высокоавтоматизированную лабораторию анализа проб для астробиологических исследований). «Для этих предстоящих испытаний проблема плавления будет слишком мала, чтобы удержать лабораторию, поэтому она останется на поверхности как часть наземного зонда. Астробиолаборатория, скорее всего, будет содержать микроскоп, рамановский спектрометр и портативный масс-спектрометр. и портативный секвенатор ДНК.
После испытаний в океане на станции Ноймайер III команда TRIPLE нацелилась на подледные озера Антарктиды для финальных испытаний. Выбранной целью для этих испытаний является группа подледных озер примерно в 3000 км от станции Ноймайер III. Этот регион называется Купол C, и это одна из нескольких вершин Антарктиды. Это около 3200 метров (10 600 футов) над уровнем моря. В Куполе C находится исследовательская станция Конкордия.
Если в подледных озерах Антарктиды есть неизвестные экосистемы, то команда TRIPLE говорит, что лаборатория на месте должна быть в состоянии обнаружить разнообразный набор биосигнатур в образцах после их тестирования там. Он также должен обнаруживать однозначные признаки жизни. Таким образом, испытания — это нечто большее, чем просто ожидание будущих миссий к ледяным лунам нашей Солнечной системы и их погребенным озерам. Испытания дадут нам первое представление о древних подземных озерах замерзшего континента.
Изучение неизведанного региона Земли — редкое явление на данном этапе существования человечества. Но что действительно вызывает волнение, так это потенциальное будущее использование небольших подводных лодок, таких как TRIPLE-nanoAUV 2, на Европе и, возможно, на Энцеладе. И НАСА, и ЕКА отправляют роботизированные зонды для исследования Европы и ее соседей. Но это орбитальные аппараты, а не посадочные аппараты. Их результаты, без сомнения, будут захватывающими, но они только разожгут наш аппетит к большему.
Возможно, однажды крошечные подводные лодки наконец дадут нам ответ на наш самый главный вопрос: одиноки ли мы?
TRIPLE-nanoAUV 2 является частью более крупного проекта TRIPLE DLR (Немецкого аэрокосмического центра) под названием Explorer Initiatives. Он включает в себя TRIPLE-nanoAUV1, предшественник текущего AUV2, и TRIPLE-MoDo, уже разработанную док-станцию для системы.
