هل يمكن لطبقات الجليد على يوروبا إخفاء تاريخ من الحياة الماضية؟ حقوق الصورة: NASA / JPL. اضغط للتكبير.
هل كانت هناك حياة على المريخ ذات مرة؟ هل هناك حياة في المحيط الأوروبي؟ هذان سؤالان رائعان للغاية للناس في جميع أنحاء العالم ، ولكن لا يوجد أحد لديه اقتراح واقعي للإجابة عليها في غضون العشرين سنة القادمة؟ حتى الآن.
يرأس جورج مايس فريقًا حصل مؤخراً على جائزة المرحلة الأولى من NIAC * لتطوير فكرة إلى مثل هذه الخطة.
يقول Maise وآخرون ** ، "إن الاستكشاف المتعمق للقبعات القطبية المريخية" ، مرددًا وجهة نظر مشتركة بين علماء الكواكب ، سيعطي فرصة رائعة للعثور على "دليل على نشاط بيولوجي للمريخ في الماضي ، بما في ذلك الحفريات الدقيقة والبكتيريا والكيمياء الحيوية. بقايا. "
"باستخدام مصدر حراري عملي وصغير وخفيف الوزن وقوي ، يمكن للأجهزة الروبوتية الصغيرة أن تذوب في طريقها عبر الغطاء الجليدي ، وجمع البيانات مثل تلك الموضحة أعلاه ، ونقلها في الوقت الحقيقي إلى الأرض. يمكن للعلماء الذين يراقبون النتائج على الأرض أن يتحكموا بعد ذلك في مسار الوحدات الآلية التي توجههم لاستكشاف مناطق واعدة بشكل خاص داخل الغطاء الجليدي. "
وما يمكن أن يعمل مع القمم الجليدية القطبية المريخية يمكن أن يعمل أيضًا مع يوروبا وجانيميد وكاليستو ، وكلها قد تحتوي على محيطات بدائية تحت قشور سميكة من الجليد ؛ المحيطات التي قد تسبح فيها الأسماك الغريبة التي يكون مصدرها النهائي للطاقة هو أشكال الحياة الخلوية الشبيهة بدائيات النوى مع تشابه غريب لبعض الأركيا الموجودة هنا على الأرض.
تتضمن مهمة البحث عن علامات الحياة القديمة في الغطاء الجليدي المريخي هبوط مركبة فضائية على الغطاء الجليدي ، ونشر العديد من MICE (مريخ الغطاء الجليدي المريخ) ، وهي عبارة عن ذوبان الجليد بالطاقة النووية بالإضافة إلى حزمة أدوات مصممة للبحث عن علامات الحياة القديمة. ستذوب MICE بعد ذلك في طريقها عبر الغطاء الجليدي ، مع تجميد المياه خلفها ، في نمط بحث يمكن أن يمتد لعدة كيلومترات ، أفقيًا وعموديًا. سيتواصل كل مسبار مع أقرب جيرانه (والأم) عبر أجهزة راديو عالية الطاقة ، والتي يمكن أن تخترق بسهولة كيلومترًا واحدًا من الجليد. سيسمح بروتوكول الشبكة بمرات جيدة ومرونة ، ويسمح بالسيطرة والتحكم في الوقت الفعلي تقريبًا من العلماء على الأرض.
العنصر السري؟ ماء! يستخدم الجليد المذاب لصنع الماء الساخن والهيدروجين ؛ سيتم استخدام الماء الساخن كنافثات اتجاهية لإذابة الجليد ثم يتم تدويره مرة أخرى عبر التجويف المملوء بالماء في الجليد ، لتحريك المسبار في اتجاه الطائرة. سيكون الماء أيضًا درعًا للأجهزة ، مما يخفف من إشعاع المفاعل بعامل مليون أو مليار أو أكثر ، كل ما هو مطلوب. يمنح الهيدروجين الناتج عن التحليل الكهربائي المسبار الطفو المطلوب. وأخيرًا ، سيكون الماء المبرد الأساسي للمفاعل النووي وسيبخر السائل العامل للمولد.
كلها ملفوفة في مفاعل ، محطة توليد كهرباء ، عبوة نفاثة مائية 100 كجم أو أقل!
إن جمال مفهوم Maise et al هو أنه يستخدم تقنية قوية ومثبتة ، سوف تستخدم المفاعلات قضبان وقود سيراميك أكسيد الزركونيوم - اليورانيوم عالي الموثوقية ، ونظام تحكم مستقل يعتمد على تصاميم صناعية مستقرة. في الحجم ، لن يتجاوز قطر المفاعل / الطاقة / الماء الساخن بالكامل لوحدة MICE أكثر من 50 سم وقطر 1.2 م. “سيتم تشغيل وإيقاف المفاعل باستخدام قضبان التحكم حسب توجيهات نظام التحكم المستقل. هذا لا يختلف عن أي مفاعل نووي آخر. سيكون لكل وحدة خزائن زائدة عن الحاجة ومستقلة ؛ في حالة حدوث شيء كارثي ، سوف يغلق المفاعل نفسه بسرعة كافية لمنع الضرر.
ولكن ماذا عن البحث عن علامات الحياة القديمة؟ التصميم المعياري هو مفتاح نهج Maise et al. تتكون مجموعة الأدوات - المرفقة بالمفاعل / وحدة الطاقة / الماء الساخن بواسطة أنبوب صلب بطول 2 متر - من عدة أجهزة مختلفة ، ونفاثات ماء ساخن ، ووحدة اتصالات لاسلكية. تسمح الوحدات النمطية بدراسة مجموعة واسعة من الأدوات الممكنة ، مع قرب الاختيار النهائي من الإطلاق. نظرًا لأن الماء الذائب يتم تداوله من خلال حزمة الأدوات ، فإن جمع العينات يكون مستقيمًا جدًا. تمامًا كما هو الحال على الأرض ، من المرجح أن تعطي العيون أفضل المؤشرات على حياة المريخ القديمة ، لذلك فإن الأداة الرئيسية هي المجهر. مكمل لذلك هو محلل "مختبر على رقاقة" ، قادر على الكشف عن مجموعة واسعة من "التوقيعات الحيوية" ، بما في ذلك وجود الأحماض النووية. ربما يكون الأمر الأكثر إثارة ، لأنه قد يكشف عن الحياة المعاصرة على كوكب المريخ ، على غرار البكتيريا البروتينية والفطريات الشعاعية التي تم العثور عليها في عام 1999 تحت 3.6 كم من جليد القطب الجنوبي ، هو "أداة للكشف عن الحياة قائمة على غرفة النمو" ، "أداة للكشف عن الحياة حساسة للغاية [أداة] مع الحد الأدنى من الافتراضات. "
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن بناء أدوات مصممة لدراسة علم الجليد والمناخ والجيولوجيا والجيوفيزياء ، وإضافتها إلى كل مسبار MICE ، أو إلى تحقيقات مختارة فقط.
كم عدد الفئران؟ يمكن أن يكون لمهمة الغطاء الجليدي القطبي المريخ من واحد إلى عشرات الفئران. القيد الأساسي هو إجمالي كتلة المركبة الفضائية وحجمها. مع صواريخ اليوم ، يجب أن تكون المهمة مع اثني عشر MICE ممكنة ؛ مع الصواريخ المخطط لها ، مثل تلك القائمة على تقنية MITEE (MIniature reacTor EnginE) ، من المرجح أن يكون الحد الأعلى حوالي 60.
ماذا عن يوروبا؟ أكبر اختلاف بين مهمة الغطاء الجليدي القطبي الأوروبي والمريخي هو تكييف MICE للسباحة ، بمجرد اختراقهم لمسافة 10 كم أو ما يقرب من الجليد الذي يغطي المحيط الأوروبي. أوه ، وربما فرصة أكبر بكثير للعثور على الحياة اليوم من مجرد آثار لحياة الأمس.
خلاصة القول: MICE تجد الحياة على كوكب المريخ (تاريخ 31 يونيو 2015)!
* أجهزة MICE متعددة: شبكة برمجيات نووية تفاعلية لاستكشاف صفائح الجليد على كوكب المريخ وأوروبا: http://www.niac.usra.edu/files/studies/ab abstracts/1059Maise.pdf
** ي. باول ، ج. باول ، ج. مايز وج. بانياغوا ، Plus Ultra Technologies ، Shoreham ، NY ، AIAA-2004-6049. مؤتمر ومعرض الفضاء 2004 ، سان دييجو ، كاليفورنيا ، 28-30 سبتمبر 2004
