Из всех направлений в нашей Солнечной системе меня больше всего интригует Европа. У каждого места есть свои достоинства и красота, но я больше всего оптимистично смотрю на то, что найду жизнь на Европе. Он весь подо льдом, но, возможно, теплой воды достаточно, чтобы быть гостеприимной для жизни. Если оставить в стороне маркетинговые и политические барьеры, есть ли нерешенные технические проблемы, которые помешали бы нам завершить это успешно?
Я думаю, что основным препятствием является уровень автономности , необходимый для полноценной миссии спускаемого аппарата.
Задержка связи между Землей и Юпитером составляет от получаса до часа (в зависимости от времени года), в одну сторону (поэтому реальная задержка в два раза больше), но разумные решения должны приниматься в режиме реального времени во время посадки. , и особенно на этапе бурения (и/или при нырянии , если он должен спуститься сам или послать зонд).
Приземление Поскольку поверхность Европы сильно меняется, космическому кораблю придется исследовать поверхность на расстоянии и каким-то образом выбрать подходящее место для посадки. Конечно, это можно сделать с низкой орбиты Европы с помощью людей, так как спешки пока нет. Но учитывая задержку связи, саму посадку придется осуществлять практически полностью автономно. Поскольку это, вероятно, будет многомиллиардная флагманская миссия, а последствия большинства типов неудач на этом этапе означают окончание миссии, вы не можете допустить, чтобы здесь что-то пошло не так. Это подразумевает оченьнадежная система посадки с искусственным интеллектом, выдержавшая даже самые сложные испытания. Мы много практиковались на Марсе, но пока нет такой системы, на которую космические агентства готовы поставить свои миллиарды.
Бурение после удачной посадки, пора рассекать лед. В идеале мы выбрали место для приземления достаточно удачно, чтобы приземлиться рядом с трещиной или, по крайней мере, на тонком кусочке ледяной корки. Но, конечно, хорошие инженеры всегда проектируют для худшего случая, так что мы только что приземлились на самую толстую, самую плотную и самую холодную часть поверхности льда Европы.
Просверлить лед, вероятно, намного сложнее, чем просто бросить на него небольшую ядерную печь, которая просто расплавится. Это может быть очень деликатным вопросом, поскольку добраться до Юпитера обычно проще всего после нескольких облетов Земли. Когда зонд «Кассини/Гюйгенс» сделал это, разгорелись огромные политические дебаты, потому что существовала небольшая вероятность того, что зонд распадется в атмосфере Земли, а это означает, что он мог сломать свой РИТЭГ и выбросить в атмосферу несколько килограммов плутония. Плутоний — самое токсичное вещество, известное человеку, так что даже эти несколько килограммов причинят большой вред, куда бы он ни упал. Таким образом, внедрение ядерной печи может оказаться трудным для политической реализации., или, по крайней мере, значительно увеличить время полета, потому что мы не можем совершать облеты Земли.
Есть и другие проблемы с ядерным вариантом; из-за своей высокой температуры он может уничтожить любую органику, с которой может столкнуться, до того, как обнаружит ее. Его также трудно отключить, так что, когда он, наконец, достигнет жидкого водяного льда, ему, вероятно, придется полностью прорезаться и позволить себе опуститься на дно. Будут опасения по поводу загрязнения — сброс открытой ядерной печи на то, что может быть первозданной жизнью, не сделает вас очень популярным.
Буровой механизм, будь то настоящая дрель, источник тепла, такой как ядерная печь, или что-то еще, тоже должен быть разумным. Мы не слишком много знаем о льде, поэтому он может быть частично каменистым (здесь я это пропущу), а частично «слякотью». Это означает, что мы должны разработать сценарий, при котором жидкая вода, скорее всего, заполнит отверстие над бурильным механизмом и снова замерзнет. Единственный способ, которым вы можете гарантировать , что это сработает, — это оставить посадочный модуль на поверхности и сбросить интеллектуальный буровой/разведочный зонд вниз по льду с тросом, обеспечивающим связь/питание. Обратите внимание, что вся длина троса должна быть на буровом/разведочном зонде , потому что вы не можете ослабить трос во вновь замерзшем льду.
Погружение после того, как все проблемы с бурением были решены, а буровой/разведочный зонд достиг жидкого океана, пришло время заняться исследованиями. Скорее всего, единственное, что эта штука будет делать во время первой миссии на Европу, — это собирать образцы в ближайшем окружении и проводить на ней какие-то биохимические эксперименты. Однако в идеале то, что достигло океана, — это полноценная подводная лодка, способная маневрировать в выбранных ею точках, не сдерживаемая никакой привязью (так что кончиком ее привязи будет WiFi-передатчик и точка подзарядки батареи :) и полностью упакованный всеми роботизированными руками, лабораториями на чипе и другими датчиками, известными человеку.
В основном это миссия из трех или четырех частей. Часть А будет находиться на низкой орбите Европы и служить ретрансляционной станцией связи с Землей. Часть B будет спускаемым аппаратом и будет служить ретрансляционной станцией связи с частью A. Часть C будет проникающим в лед зондом, который будет связываться с B , который передает его на A. Возможно, будет и часть D — ретрансляционная станция на высокой орбите Юпитера, чтобы минимизировать коммуникационные затмения между Землей и Европой и/или служить временным устройством хранения данных. Данные из C, скорее всего, будут передаваться в A пакетами, потому что Aбудет приходить только по одному за орбитальный период (если только вы не поместите его на стационарную орбиту Европы, которая нестабильна из -за близости к Юпитеру и только еще больше усложнит миссию). A должен будет хранить и передавать эти большие объемы на Землю, а скорость связи на таких расстояниях значительно ниже, чем возможная между A , B и C. Так что, возможно, C будет передавать свои данные по орбите вокруг Европы на D , который сохраняет их и передает с более низкой скоростью передачи данных на земные приемники.
Эта конкретная миссия, которую я набросал здесь, является самой популярной, но, честно говоря, и наименее вероятной в ближайшее время. Последние два этапа должны быть выполнены полностью автономно , с космической надежностью . Это все технологии, которых у нас еще нет. Таким образом, есть технологические проблемы, политические проблемы, денежные проблемы, проблемы, связанные с загрязнением, и т. д. и т. д. и т. д. Это слишком большой скачок, учитывая количество ресурсов, которые мы можем реально надеяться потратить на это (увы, дни Аполлона, когда использовалась шкала военного бюджета, давно ушли в прошлое ) .
Гораздо более вероятная миссия — это запуск орбитального аппарата вокруг Европы, который оснащен очень мощным радаром для проникновения в лед (или аналогичным устройством) и выполняет высококачественное дистанционное зондирование. Единственная реальная проблема здесь заключается в том, что радар (уже существуют наземные и бортовые версии), который в идеале сможет обнаруживать не только форму и размеры подземных объектов, но и то, из каких веществ эти объекты состоят. из.
Ответ на ваш вопрос во многом зависит от целей вашей миссии. Давайте рассмотрим некоторые из возможностей в порядке сложности.
ГринМэтт
Роди Олденхейс
Дон Брэнсон
Дон Брэнсон