sabato, Agosto 20, 2022
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La Nasa vuole inviare sciami di robot a nuotare in oceani alieni

L’agenzia spaziale sta esaminando l’idea di inviare robot per nuotare sotto le croste ghiacciate di Europa ed Encelado.

La NASA ha recentemente annunciato un finanziamento di 600.000 dollari per uno studio sulla fattibilità dell’invio di sciami di robot nuotatori in miniatura (noti come micro-nuotatori indipendenti) per esplorare gli oceani sotto i gusci ghiacciati dei numerosi “mondi oceanici” del nostro Sistema Solare.

Ma non immaginare umanoidi di metallo che nuotano sott’acqua come rane. Probabilmente saranno dei semplici cunei triangolari.

Plutone è un esempio di un probabile mondo oceanico. Ma i mondi con gli oceani più vicini alla superficie, il che li rende i più accessibili, sono Europa, una luna di Giove, ed Encelado, una luna di Saturno.

La vita nei mondi oceanici

Questi oceani sono interessanti per gli scienziati non solo perché contengono così tanta acqua liquida (l’oceano di Europa ha probabilmente circa il doppio dell’acqua dell’intero oceano terrestre), ma perché le interazioni chimiche tra la roccia e l’acqua dell’oceano potrebbero sostenere la vita. In effetti, l’ambiente in questi oceani potrebbe essere molto simile a quello sulla Terra al momento dell’inizio della vita.

Questi sono ambienti in cui l’acqua che è penetrata nella roccia del fondale oceanico diventa calda e chimicamente arricchita, acqua che viene poi espulsa nell’oceano. I microbi possono nutrirsi di questa energia chimica e possono a loro volta essere mangiati da organismi più grandi. Non è necessaria la luce solare o l’atmosfera.

Un lander di Europa utilizza una sonda per sciogliere un buco nel ghiaccio, che poi rilascia uno sciame di robot nuotatori. Impressione concettuale, non in scala. Nasa/JPL-Caltech

Molte strutture calde e rocciose di questo tipo, note come “bocche idrotermali”, sono state documentate sui fondali oceanici della Terra da quando sono state scoperte nel 1977. In questi luoghi, la catena alimentare locale è infatti supportata dalla chemiosintesi (energia da reazioni chimiche) piuttosto rispetto alla fotosintesi (energia dalla luce solare).

Nella maggior parte dei mondi oceanici del nostro Sistema Solare, l’energia che riscalda i loro interni rocciosi e impedisce agli oceani di congelarsi fino alla base proviene principalmente dalle maree. Ciò è in contrasto con il riscaldamento in gran parte radioattivo dell’interno della Terra. Ma la chimica delle interazioni acqua-roccia è simile.

L’oceano di Encelado è già stato campionato facendo volare la navicella spaziale Cassini attraverso pennacchi di cristalli di ghiaccio che eruttano attraverso crepe nel ghiaccio. E ci sono speranze che la missione Europa Clipper della NASA possa trovare pennacchi simili da campionare quando inizierà una serie di sorvoli ravvicinati di Europa nel 2030.

Tuttavia, entrare nell’oceano per esplorare sarebbe potenzialmente molto più informativo del semplice annusare un campione liofilizzato.

Nel nuoto

È qui che arriva il concetto di rilevamento con micro-nuotatori indipendenti (Nuoto). L’idea è di atterrare su Europa o Enceladus (che non sarebbe né economico né facile) in un luogo in cui il ghiaccio è relativamente sottile (non ancora localizzato) e utilizzare una sonda riscaldata radioattivamente per fondere un buco largo 25 cm attraverso l’oceano – situato centinaia o migliaia di metri più in basso.

Una volta lì, rilascerebbe fino a circa quattro dozzine di micro-nuotatori a forma di cuneo lunghi 12 cm da esplorare. La loro resistenza sarebbe molto inferiore a quella del veicolo subacqueo autonomo lungo 3,6 m notoriamente chiamato Boaty McBoatface, con un’autonomia di 2.000 km che ha già raggiunto una crociera di oltre 100 km sotto il ghiaccio antartico.

In questa fase, Swim è solo uno dei cinque “studi di fase 2” in una serie di “concetti avanzati” finanziati nel round 2022 del programma Innovative Advanced Concepts (NIAC) della Nasa. Quindi ci sono ancora lunghe probabilità che Swim diventi una realtà e nessuna missione completa è stata individuata o finanziata.

I micro-nuotatori comunicherebbero con la sonda acusticamente (attraverso le onde sonore) e la sonda invierebbe i suoi dati via cavo al lander in superficie. Lo studio proverà i prototipi in una vasca di prova con tutti i sottosistemi integrati.

Ogni micro nuotatore potrebbe esplorare forse solo a decine di metri di distanza dalla sonda, limitato dalla carica della batteria e dalla portata del collegamento acustico dei dati, ma agendo come uno stormo potrebbe mappare i cambiamenti (nel tempo o nel luogo) della temperatura e della salinità . Potrebbero anche essere in grado di misurare i cambiamenti nella torbidità dell’acqua, che potrebbero indicare la direzione verso la bocca idrotermale più vicina.

Tuttavia, i limiti di potenza dei micro-nuotatori potrebbero significare che nessuno potrebbe trasportare telecamere (queste avrebbero bisogno di una propria fonte di luce) o sensori che potrebbero annusare specificamente le molecole organiche. Ma in questa fase, nulla è escluso.

Tuttavia, penso che trovare segni di prese d’aria idrotermali sia difficile. Dopotutto, il fondo dell’oceano sarebbe di molti chilometri al di sotto del punto di rilascio del micro-nuotatore.

Ma, per essere onesti, individuare le prese d’aria non è esplicitamente suggerito nella proposta di Swim. Per individuare ed esaminare le prese d’aria stesse, probabilmente abbiamo bisogno di Boaty McBoatface nello spazio. Detto questo, Swim sarebbe un buon inizio.

David Rothery, Professore di Geoscienze Planetarie, The Open University

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l’articolo originale.

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