პატარა წყალქვეშა ნავი იუპიტერის თანამგზავრზე სიცოცხლის საძიებნად ემზადება

ყინულის ქვეშ მცურავი მინიატურული წყალქვეშა აპარატი, მხატვრის ხედვა.

მოწოდებულია: Jonas Jonsson | Angstrom Space Technology Centre of Uppsala University

პატარა წყალქვეშა აპარატი შეიძლება გახდეს, იუპიტერის (Jupiter) მთვარის, ყინულით დაფარული ევროპა-ს (Europa) პირველი სტუმარი. ზომით აპარატი ოდნავ აღემატება ორ ცალ კოკა-კოლის ქილას. პატარა ხომალდი იდეალური კანდიდატია იმისათვის, რომ შეინარჩუნოს წონასწორობა ფასსა და შესაძლებლობებს შორის. რობოტული მისიის მიზანი იქნება შეისწავლოს ევროპაზე, ყინულის ქერქ ქვეშ მდებარე ოკეანეს შესწავლა. ითვლება რომ ევროპის (იუპიტერი მთვარის) ოკეანეს სიღრმეში შესაძლოა არსებობდეს არამიწიერი სიცოცხლე.

წარმოუდგენლად კომპაქტური წყალვეშა ნავის იდეია ორი დაწესებულების წიაღში წარმოიშვა:

1.NASA-ს რეაქტიული მოძრაობის ლაბორატორია (JPL -Jet Propulsion Laboratory, California, USA);

2. უფსალას უნივერსიტეტის (Uppsala University, Sweden).

აპარატის მცირე ზომა შეამცირებს ორბიტაზე გაშვების ღირებულებას. კოსმოსური ხომალდის წონა ყოველთვის არის მნიშვნელოვანი შემზღუდავი ფაქტორი. თითო კილოგრამი ტვირთის ორბიტაზე ატანა ათეულობით ათასი დოლარი ჯდება. კომპაქტური წყალქვეშა ნავის იდეას დამატებითი უპირატესობაც აქვს: ევროპის ყინულის ქერქით დაფარულ ოკეანამდე მისაღწევად მხოლოდ პატარა ჭაბურღილის გამოყენება იქნება საჭირო.

"ენთუზიაზმით მავსებს ის ფაქტი, რომ მიუწვდომელი არეების გამოკვლევას შევძლებთ. იმას შევისწავლით რაც აქამდე არც ერთ ადამიანს არ შეუსწავლია." ამბობს ინჟინერი ჯონას ჯონსონი.

(Jonas Jonsson, an engineer now with Stinger Ghaffarian Technologies Inc. at NASA Ames Research Center in Moffett Field, Calif.)

ამ მინიატურული წყალქვეშა აპარატის თაობაზე პირველი პუბლიკაცია NASA JPL-მ და უფსალას უნივერსიტეტის ჯგუფმა ერთობლივად გამოაქვეყნეს. შვედურ ჯგუფს ხელმძღვანელობდა გრეგერ ტორნელი (Greger Thornell, Angstrom Space Technology Centre, Uppsala University, Sweden).

ჯონსონმა, შვედური ჯგუდის თავდაპირველმა წევრმა, დახვეწა წყალქვეშა აპარატის კონცეფცია: თავისი სადოქტორო დისერტაციის (Ph.D. thesis) დასაცავად, მან გამოსცადა აპარატის ნაწილები და შემდგომ თვითონ აპარატიც ააგო.

იუპიტერის ყინულოვანი მთვარე (ევროპა) პირველმა დაზვერა Voyager 2 მისიამ, 1979 წელს და იმ დროიდან მოყოლებული მეცნიერებს საოცრად იზიდავს ევროპაზე სიცოცხლის არსებობის შესაძლებლობა. Voyager 2 -ის მიერ მოპოვებულმა გამოსახულებებმა და მონაცემებმა მიანიშნეს: ევროპის ყინულოვანი ქერქის ქვეშ დამალულია თხევადი წლის ოკიანე. ევროპის ოკეანეში არსებული წყალი, რაოდენობით შესაძლოა აღემატებოდეს დედამიწის ყველა ოკეანეს ერთად აღებულს.

ყინულით დაფარული ევროპა (იუპიტერის ფონზე), მხატვრის ხედვა.

დედამიწიდან ევროპისკენ !!!

მას შემდეგ რაც, დედამიწის არქტიკულ ზონაში, უაღრესად ცივ პირობებში მცხოვრები ბაქტერია აღმოჩინეს, მეცნიერებს სჯერათ, რომ სიცოცხლე ყინულოვან ევროპაზეც შეიძლება არსებობდეს. თუმცა ევროპაზე არსებულ სიცოცხლეს, 1-2 კმ სისქის ყინულის ქერქ ქცეშ მოუწევს დამალვა, რადგანაც ევროპის გარე ნაწილზე გამუდმევად ზემოქმედებს იუპიტერის მაგნიტოსგეროდან მოსული რადიაცია. ამგვარი ინტერნსიური დასხიების გამო, ევროპის ზედაპირზე დამჯდარი რობოტი, იმ შემთხვევაშიც კი თუ რამოდენიმე მეტრ სიღრმიდან ამოიღებს ნიმუშებს, სავარაუდოთ ვერ აღმოაჩენს ორგანული სიცოცხლის ნიშნებს. სამაგიეროდ, ყინულის ქერქ-ქვეშ სიღრმეში ჩასვლა, გაზრდის სიცოცხლის აღმოჩენის ალბათობას.

ყინულის ქვეშ მცურავი, მინიატურული წყალქვეშა აპარატი, მხატვრის ხედვა.

მოწოდებულია: Jonas Jonsson, Angstrom Space Technology Centre of Uppsala University.

უფსალას უნივერსიტეტში, 2012 წელს წამორდგენილ სადოქტორო დისერტაციაში, ჯონსონმა აღწერა ციცქნა აპარატი სახელად დადუ DADU (Deeper Access, Deeper Understanding - ამ სიტყვების ძალიან თავისუფალი თარქგმანი არის "ღრმა წვდომა, ღრმა ჩაწვდომა"). რა საკვირველია თავის პირველი ცურვას წყალქვეშა აპარატი დედამიწაზე განახორციელებს. ცდებისთვის იდეალური იქნება ადგილი, სადაც გარემო პირობები ევროპის მსგავსი იქნება და სადაც აპარატის მცირე ზომა უაღრესად სასარგებლო შეიძლება აღმოჩნდეს.

"რამოდენიმ მილიონი წლის განმავლობაში, კმ-იანი სისქის ყინულით დაფარული, ანტარქტიდის მდინარე ვოსტოკის (Lake Vostok) შემსწავლა, იქნებოდა ნამდვილი "წმინდა გრაალი". მისია დაამტკიცებდა ჩვენი კონცეფციის ქმედუნარიანობას. ის მოგვცემდა საშუალებას გადავიდეთ შემდეგ ეტაპზე: შევისწავლოთ მზის სისტემის ისეთი გაყინული მთვარეები როგორიც არის ევროპა და ენცელადუსი (Enceladus)" ხსნის ჯონსონი.

ევტოპის შეიდა მოდელი (გლობალური ოკეანეს ჩათვლის). თუკი აღმოჩნდება, რომ ყინულით შეჯავშნულ ევროპაზე მართლაც არსებობს 100 კმ სიღრმის ოკეანე, მაშინ ეს ოკეანე იქნება 10-ჯერ უფრო ღრმა ვიდრე დედამიწის ყველაზე ღრმა ღრმული, ხოლო მისი წყლის მარაგი დედამიწის ოკეანეების, ზღვების და მდინარეების ჯამურ წყლის მარაგს ორჯერ გადააჭარბებს.

მოწოდებულია: NASA/JPL

DADU-ს მუშაობის პრინციპი

აპარატ DADU-ს, წყალქვეშა მანევრების შესასრულებლად, აქვს 8 მცირე ზეომის თრასტერი.

თრასტერი (thruster) - სამანევრო დანიშნულების, დაბალი სიმღლავრის რეაქტიული ძრავა, ან გემის წინა ნაწილში მდებარე სამანევრე ხრახნი).

ზედაპირზე მყოფ კოსმოსურ მოდულს DADU დაუკავშირდება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სადენის საშუალებით. მას ორი ფუნქცია ექნება:

1. წყალვეშა ლითიუმ-იონის აკუმულატორის დამუხტვა;

2. აპარატზე დისტანციური კონტროლის განხორციელება.

აპარაზე იარსებებს სპეციალური პროგრამული უზრუნველყობაც, რომლის საშუალებითაც ის ავტომატურ რეჟიმში მოუაროს დაბრკოლებებს და ან ჩაეშვება წინასწარ განსაზღვრულ სიღრმეზე.

შვედურმა სამეცნიერო ჯგუფმა, თავისი საოცნებო აპარატისათვის, მინიატურული ხესაწყოების და სენსორების მთელი სერია შექმნა: DADU-ს აქვს წინ მიმართული კამერა; პატარა ლაზერი ეხმარება წყალქვეშა აპარატს მაღალი-ხარისხის ვიდეოს გადაღებაში, და ამავდროულად ზომავს წყალქვეშა ობიექტების ფომას, ზომას და დაშორებას.

მაგრამ ყველაზე დიდი გამოწვევა იყო აპარატის ნაწილების ზომის შემცირება. წყლის სიღრმის (წნევის), ტემპერატურის და გამტარებლობის (მარილიანობის) გასაზომი სენსორები ფრჩხილზე უფრო მცირე ზომის არიან.

ჯონსონის თქმით: წყალქვეშა სონარი (აკუსტიკური ანუ ბგერითი რადარი) შეიძლება მოთავსდეს ასანთის კოლოფში. სონარში გამოიყენება პიეზოელექტრული მასალა, რომელსაც გადაყავს ელექტრული იმპულსები აკუსტიკურ ბგერაში, ხოლო არეკლილ და უკან მოსულ აკუსტიკურ ბგერებს პიეზოელექტრიკი კვლავ გარდაქმნის ელექტრულ სიგნალებში.

ჯონსომა თავის საცდელ აპარატში განათავსა, მცირე ზომის ცოცხალი ორგანიზმების დასაჭერი, სპეციალური დანადგარი (ევროპაზე სიცოცხლის აღმოსაჩენად). ცერა თითის ზომის, წყალმდენი ფილტრი, სპეციალურად  მიკროორგანიზმების დასაჭერად არის შექმნილი.

DADU-ს პროტოტიპი.

მოწოდებულია: ÅSTC, Uppsala University.

სამომავლო გეგმები

DADU-ს პირველი პროტოტიპი დამზადდა პლასტიკისაგან, 3-განზომილებიანი პრინტერის გამოყენებით (ასეთ 3D პრინტერს შეუძლია სწრაფად "ამობეჭდოს" კომპიუტერში პროექტირებული დეტალი). მაგრამ საბოლოო მოდელი (იმისათვის, რომ აპარატმა გაუძლოს წყალქვეშა გარემოს მკაცრ ტემპერატურულ პირობებს და მაღალ წნევებს)  დამზადდება ტიტანის შენადნობისაგან.

შვედური ჯგუფის იმედით, შემდეგი ნაბიჯი იქნება მინიატურული ხელსაწყოების დახვეწა. აპარატის სერიოზულ გამოცდამდე, საჭიროა შემცირდეს ზომაში მისი ელექტრონული მართვის სისტემა. ამის გარეშეც შუძლებელი იქნება იმის გაგება: გადაურჩება თუ არა წყალქვეშა რობოტი ყინულოვანი ოკეანეს სიცივეს, და შეძლებს თუ არა იგი დამოუკიდებელ ფუნქციონირებას.

"არა მგონია, რომ რაიმე განსაკუთრებული ტექნოლოგიური გარღვევის გაკეთება იყოს საჭირო" ამბობს ჯონსონი "უკვე სარსებობს ტექნოლოგიური შეზღუდვების დამძლევი საშუალებები; თუმცა ჩვენი გრანდიოზული მიზნის მისაღწევად აუცილებელი იქნება შემდგომი განვითარება და სრულყოფა".

ყინულის ქვეშ შეღწევა, ნამდვილად არ არის ტრივიალური ამოცანა. ევროპისკენ გაგზავნილი ნებისმიერი მისიისთვის აუცილებელი იქნება "თხუნელას" მსგავსი ბურღი, რომელიც თავის გზას ყინულის ფენებში გაილღობს. წყალქვეშა ნავს ასევე დაჭირდება ზედაპირულ ხომალდთან დამაკავშირებელი, რამოდენიმე კმ სიგრძის კაბელი. წინააღმდეგ შემთხვევაში მასთან კავშირის დამყარება ვერ განხორციელდება.

ჯერ-ჯერობით ევროპაზე ფრენასთან დაკავშირებით არავითარი კონკრეტული გეგმა არ არსებობს. თუმცა ევროპულმა კოსმოსურმა სააგენტომ (ESA - European Space Agency) განაცხადა რომ აპირებს გაუშვას იუპიტერის ყინულოვანი მთვარის შემსწავლელი მისია (JUICE -JUpiter ICy moons Explorer), რომლის განახორციელებს, ევროპის ყინულის გარსის სისქის გაზომვას. მისიის გაშვება იგეგმება 2030 წელს. იუპიტერის მთვარის ევროპის შესწავლას NASA-ც გეგმავს. მისი გეგმით იუპიტერის ორბიტაზე მყოფი მისია სახელად Europa Clipper ყინულით შებოჭილ თანამგზავრს დააკვირდება.

სტატიის ორიგინალი იხილეთ:

http://phys.org/news/2013-06-tiny-submersible-life-europa-ocean.html#jCp