Nasa esboça plano para implantar ‘criobots’ em luas geladas de Saturno e Júpiter

Busca pela vida

A NASA está construindo um roteiro para robôs que poderiam visitar mundos oceânicos por meio de futuras missões espaciais e quebrar as conchas espessas e geladas dos mundos para explorar mares subterrâneos em busca de vida.

Recentemente, a agência espacial revelou resultados de um workshop patrocinado pela NASA realizado em fevereiro de 2023, no qual cientistas e engenheiros se reuniram para discutir possíveis conceitos de missão “cryobot”. A ideia é romper os exteriores gelados das luas do sistema solar, como a lua Europa de Júpiter ou a lua Encélado de Saturno, e lançar uma sonda dentro que possa explorar o oceano líquido subjacente.

O conceito de criobot explorado é uma alternativa à simples perfuração em um mundo, e envolve o uso de um dispositivo cilíndrico despachado de uma unidade-mãe na superfície de um mundo oceânico gelado que pode derreter gelo e, portanto, escorregar à medida que a água flui ao seu redor e recongela.

Essas sondas, e essa técnica chamada de “perfuração térmica”, são atualmente comumente empregadas para investigar geleiras e calotas de gelo na Terra, mas as conchas geladas de mundos como Europa e Encélado são mais frias e espessas. Eles também apresentam comportamentos muito menos previsíveis.

Dividir as atuais operações de perfuração térmica terrestre em ambientes extraterrestres por meio de criobots tem sido o foco de pesquisadores apoiados pelos programas Scientific Exploration Subsurface Access Mechanism for Europa (SESAME) e Concepts for Ocean Worlds Life Detection Technology (COLDTech) da NASA por vários anos.

Ao longo desse tempo, no entanto, a humanidade aprendeu muito mais sobre mundos oceânicos cobertos de gelo e, assim, o workshop, realizado no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), ofereceu a chance para os cientistas envolvidos nesses projetos se reunirem novamente e garantirem que esses desenvolvimentos estejam sendo levados em consideração na arquitetura de missão de robôs.

Para encontrar vida, siga a água

A vida como a conhecemos depende de muitos compostos, moléculas e elementos-chave, mas, sem dúvida, nenhum é tão vital quanto a água.

Um edifício fundamental da vida aqui na Terra, é fácil ver por que a água se tornou o foco dos cientistas que pretendem procurar vida em outros lugares do sistema solar. E, embora tenhamos descoberto que a água é abundante em nosso quintal estelar (e até além), nenhuma descoberta foi mais tentadora para os astrobiólogos do que a percepção de que luas geladas em nosso próprio sistema solar abrigam vastos oceanos de água líquida.

A descoberta de que a paisagem árida de Marte já transbordou de água oferece a oportunidade indiscutivelmente emocionante de descobrir restos de vida antiga, mas luas oceânicas como Europa e Encélado oferecem a chance de descobrir mundos que atualmente são habitáveis e podem até hospedar seres vivos reais em suas águas agora. Esses seres vivos, embora provavelmente fossem microbianos, seriam revolucionários de encontrar.

De acordo com a NASA, o workshop Caltech levou à identificação de quatro aspectos-chave que devem informar o roteiro para o desenvolvimento de um robô explorador de mundos alienígenas. Esses aspectos foram potência, capacidade térmica, mobilidade e comunicação.

Um bot que pode trazer o calor sob pressão

É claro que as conchas geladas de quilômetros de espessura de nossas musas do mundo oceânico constituem desafios consideráveis para missões que buscam buscar vida. Isso significa que o coração de um mundo oceânico explorando o criobot precisaria de um sistema de energia nuclear capaz de fornecer calor que pode derreter através desses muitos quilômetros de gelo – um sistema que se estima precisar de cerca de 10 quilowatts (kW) de energia. Esse sistema também teria que ser integrado a uma estrutura que pudesse sobreviver à imensa pressão desses mares alienígenas profundos.

Há alguma precedência no desenvolvimento de tal sistema, por mais complexo que possa parecer.

A sonda Cassini, que explorou Saturno e suas luas antes de mergulhar na atmosfera do gigante gasoso em 2017, carregava um sistema de energia térmica capaz de gerar 14 kW – mais do que a energia necessária para derreter através de quilômetros de gelo. Além disso, durante as décadas de 1960 e 1970, Geradores Termoelétricos Radioisótopos (RTGs) que provavelmente poderiam sobreviver às pressões dos oceanos de Europa foram implantados no fundo dos oceanos aqui na Terra.

Mas o criobot futurista não precisaria apenas de proteção de seu ambiente; ele também precisaria ser protegido do calor que ele mesmo gera. Isso exigiria um sistema de gerenciamento térmico que possa manter uma temperatura interna segura para o bot, distribuindo calor para o ambiente.

Uma maneira de fazer isso, dizem os cientistas, é usando dois circuitos de fluido bombeados independentemente. Um circularia um fluido de trabalho interno através de canais embutidos na pele do robô, e o outro circularia água gelada derretida entre o criobot e o ambiente circundante.

Uma ilustração mostra plumas geladas saindo da lua Encélado, de Saturno. (Crédito da imagem: NASA)

Embora sistemas como este já tenham sido produzidos, é necessário muito mais desenvolvimento para prepará-los para as conchas de gelo de Europa ou Encélado.

Essas conchas de gelo também podem conter impurezas, como rocha e sal, que um robô precisaria de sistemas adicionais para penetrar. Isso poderia ser feito usando corte mecânico, jateando essas impurezas com jatos de água de alta pressão, ou mesmo usando uma combinação dos dois.

É claro que alguns obstáculos, como rochas grandes e sólidas, blocos de sal, bolsões de água ou mesmo vastos vazios nessas conchas geladas poderiam ser irremovíveis por esses métodos – então, um criobot também precisaria ser capaz de navegar sua passagem para oceanos subterrâneos. Isso implicaria a integração de um sensor voltado para baixo para observar os obstáculos, bem como um sistema de direção, ambos desenvolvidos no passado, mas que ainda não estão totalmente integrados a nenhum tipo de sistema de trabalho aqui na Terra.

Os cientistas também terão que criar maneiras de identificar melhor os obstáculos nas conchas de gelo antes de desenvolver uma missão embarcando para uma lua oceânica gelada, algo que o workshop identificou como uma alta prioridade. A próxima missão Europa Clipper, prevista para ser lançada em 2024 e chegar à gelada lua jupiteriana de Europa em 2030, pode ser parte integrante deste trabalho de investigação de perigos.

Quebrando o gelo, mas não a comunicação

Por último, mas não menos importante, o outro aspecto primário da missão do robô discutido no workshop do Caltech foi um sistema de comunicação que permitiria que dados vitais fossem transportados de volta de uma sonda de mergulho profundo e exploração do mar para uma unidade de hub mãe sentada no topo do gelo de mundos oceânicos visados.

Na Terra, os criobots fazem isso usando cabos de fibra óptica, mas implantá-los através do gelo em um mundo alienígena exigiria ter certeza de que esse gelo não quebra o cabo. Isso é algo que seria especialmente desafiador na camada de gelo ativa de Encélado, que pode mudar e se mover à medida que plumas de material oceânico irrompem através de fissuras, pulverizando na atmosfera da lua.

Kate Craft, do John Hopkins Applied Physics Laboratory (JPL), está investigando como o cisalhamento de gelo em luas oceânicas pode afetar um sistema de comunicações embutido no gelo, enquanto outras equipes estão analisando métodos não físicos de transmissão de dados, como o uso de frequências de rádio, acústica e até campos magnéticos para transmitir dados dos oceanos através do gelo alienígena para a superfície.

Embora esses tenham sido os quatro elementos-chave da exploração do mundo oceânico por criobots discutidos pelos cerca de 40 participantes deste workshop, outras coisas foram analisadas, como instrumentos que podem coletar amostras e analisar líquidos coletados, sistemas de ancoragem de gelo para proteger módulos baseados em superfície e materiais para revestir a superfície do criobot que não corroem em ambientes alienígenas.

O resultado geral do exercício de planejamento da missão foi que há muito trabalho a ser feito, mas uma missão de criobot para mundos gelados do sistema solar é viável.

Isso significa, em última análise, que encontrar vida em outros mundos é mais plausível do que nunca.

fonte: space.com

4 thoughts on “Nasa esboça plano para implantar ‘criobots’ em luas geladas de Saturno e Júpiter

  1. É animador saber que estão empenhados em explorar esses mundos gelados. Espero viver o suficiente para poder acompanhar essas missões futuras…

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