خارطة الطريق المبتكرة لناسا لاستكشاف عوالم المحيطات من خلال Cryobot Robotics

في جهد رائد لكشف أسرار عوالم المحيطات الجليدية، ترسم وكالة ناسا مسارًا جديدًا من خلال تطوير روبوتات "cryobot". تم تصميم هذه المجسات المتقدمة لاختراق الأصداف الجليدية السميكة للأقمار مثل يوروبا التابع لكوكب المشتري وإنسيلادوس التابع لزحل، والتعمق في المحيطات تحت السطح بحثًا عن الحياة. ويمثل هذا المفهوم الرائد، المستمد من ورشة عمل رعتها وكالة ناسا في فبراير 2023، قفزة كبيرة من أساليب استكشاف الفضاء التقليدية، مع التركيز على تقنيات الحفر الحراري للتنقل عبر البيئات الجليدية خارج كوكب الأرض.

مفهوم Cryobot: قفزة أبعد من الحفر التقليدي

إن الروبوت البردي، وهو جهاز أسطواني، نشأ من تحول مفاهيمي في استكشاف الفضاء. وعلى عكس الحفر التقليدي، يذوب الروبوت البارد من خلال الجليد، مما يسمح له بالغرق بسلاسة وإعادة تجميد المياه المحيطة به. تواجه هذه الطريقة، المستخدمة بالفعل في الأنهار الجليدية والقلنسوات الجليدية على الأرض، تحديات جديدة في الأصداف الجليدية الأكثر برودة والأكثر سمكًا والأقل قابلية للتنبؤ بها في أوروبا وإنسيلادوس. لقد كان لبرنامجي SESAME وCOLDTech التابعين لوكالة ناسا دورًا محوريًا في تكييف هذه التكنولوجيا لاستكشاف الفضاء، مع الأخذ في الاعتبار الديناميكيات البيئية الفريدة لهذه الأقمار البعيدة.

اتباع مسار الماء: البحث عن حياة خارج كوكب الأرض

أصبح الماء، وهو اللبنة الأساسية للحياة على الأرض، النقطة المحورية في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. إن اكتشاف المحيطات الشاسعة تحت الأسطح الجليدية لأقمار النظام الشمسي يفتح إمكانيات جديدة للسكن والحياة، والتي يحتمل أن تكون ذات طبيعة ميكروبية. وقد وجه هذا الاكتشاف تركيز ناسا نحو أقمار المحيطات هذه، بهدف الكشف عن أشكال الحياة المزدهرة في المياه الغريبة.

الركائز الأربع لمهمة Cryobot

حددت ورشة عمل معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا أربعة جوانب أساسية لتطوير الروبوت البارد:

  1. الطاقة والقدرة الحرارية: يحتاج الروبوت البارد إلى نظام طاقة نووية قوي، يُقدر أنه يتطلب حوالي 10 كيلووات من الطاقة، لإذابة الجليد. يجب أن يتحمل هذا النظام أيضًا الضغوط الهائلة للبحار الغريبة العميقة، بالاعتماد على سوابق مثل نظام الطاقة الحرارية للمركبة الفضائية كاسيني ومولدات RTG التاريخية.
  2. التحرك: إن التنقل عبر الأصداف الجليدية التي تحتوي على شوائب مثل الصخور والملح يتطلب آليات متقدمة. يتضمن ذلك القطع الميكانيكي، ونفاثات المياه عالية الضغط، ونظام التوجيه لتجاوز العوائق الكبيرة.
  3. Communication: يعد إنشاء رابط اتصال موثوق به بين الروبوت البارد وقاعدته السطحية أمرًا بالغ الأهمية. تشمل التقنيات قيد النظر كابلات الألياف الضوئية والأساليب غير المادية مثل الترددات الراديوية والصوتيات والمجالات المغناطيسية.
  4. تقنيات إضافية: تعد أدوات أخذ عينات السوائل وتحليلها، وأنظمة تثبيت الجليد، والطلاءات المقاومة للتآكل من بين الاعتبارات الأخرى لتصميم الروبوت البارد.

تصميم وتشغيل Cryobot

يشتمل الروبوت المتصور، الذي يشبه النموذج الأولي لوكالة ناسا ويبلغ قطره 10 بوصات وطوله 8 أقدام، على نظام تسخين ذاتي متطور للملاحة الجليدية. ويجري استكشاف آليات التوجيه لمعالجة جيوب الملح والغبار، في حين أن التواصل يعد جانبًا بالغ الأهمية عندما يكون تحت السطح. تشمل الخيارات كابلات الألياف الضوئية الزائدة أو استخدام الإرسال اللاسلكي عبر الإشارات المغناطيسية والراديو.

مستقبل استكشاف Cryobot

تمثل مهمة الروبوت البارد خطوة مجدية ورائدة نحو العثور على الحياة في عوالم أخرى. من خلال استكشاف المحيطات المخفية لأوروبا وإنسيلادوس، تفتح هذه الروبوتات ذاتية التسخين فصلًا جديدًا في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. ستكون مهمة أوروبا كليبر القادمة، المقرر إطلاقها في عام 2024، حاسمة في استكشاف المخاطر المحتملة وتعزيز فهمنا لهذه الأقمار الجليدية. تهدف ناسا من خلال الروبوت البردي إلى التعمق في المجهول، وتوسيع حدود استكشاف الفضاء، وربما الإجابة على السؤال القديم حول ما إذا كنا وحدنا في الكون.