211service.com
Een hulpmiddel om leven in de ruimte te vinden
De belangstelling voor de mogelijkheid van buitenaards leven leidt ertoe dat wetenschappers methoden ontwikkelen om de meest extreme gebieden van de aarde te bestuderen, in de hoop dat dergelijk onderzoek niet alleen zal leiden tot een beter begrip van hoe het leven op Mars of Jupiter in stand kan worden gehouden, maar ook in apparatuur die ooit in de ruimte zou kunnen worden gebruikt. Dat is het geval aan de Universiteit van Illinois in Chicago (UIC), waar wetenschappers hebben samengewerkt met NASA-onderzoekers om een autonoom onderwatervoertuig (AUV) te ontwerpen dat het ijskoude water van Antarctica zal onderzoeken. Het robotapparaat, genaamd uithoudingsvermogen , zal de biologische en geochemische samenstelling van het door ijs omgeven Lake Bonney in drie dimensies in kaart brengen met behulp van hulpmiddelen waarvan wetenschappers denken dat ze ooit in de ruimte zullen worden gebruikt.
IJzige ontdekking: Het uithoudingsvermogen van het autonome onderwatervoertuig is ongeveer 1,20 meter lang en 1,20 meter breed. Het wordt naar verwachting in november 2008 neergelaten door een boor of een smeltgat in het ijsgebonden meer van Bonney in Antarctica. Het is ontworpen om de wateren te onderzoeken en 3D-kaarten van het onderwaterecosysteem te maken met behulp van hulpmiddelen die ooit kunnen worden ingeschakeld om te zoeken voor buitenaards leven.
Het concept voor de ontdekkingsreiziger is afgeleid van een project dat wordt geleid door NASA's Astrobiology, Science, and Technology for Exploring Planets-programma ( EEN STAP ). De groep, op zoek naar microbieel leven, gebruikt een AUV genaamd dieptex om onderwatergrotten in Mexico in kaart te brengen. Zodra het project is voltooid, wordt het voertuig opnieuw ontworpen door de makers, Stenen ruimtevaart , een in Texas gevestigd bedrijf, voor Lake Bonney.
Hoewel de voortstuwings- en navigatiesystemen tussen [endurance en depthx] vergelijkbaar zullen zijn, zal het wetenschappelijke pakket compleet anders zijn, zegt Peter Doran , een universitair hoofddocent aard- en milieuwetenschappen aan de UIC en de hoofdonderzoeker van het project, die het eerste voorstel formuleerde. We bouwen een geheel nieuw voertuig om te ontdekken hoe we een groot waterlichaam bedekt met ijs het beste in kaart kunnen brengen. Beide systemen worden gefinancierd door NASA en ontwikkeld door Stone Aerospace. Ook Endurance wordt onderdeel van ASTEP.
In tegenstelling tot depthx, die door het warme water op verschillende diepten zwemt met behulp van visualisatiesystemen en die watermonsters neemt om gegevens te verzamelen, zal het uithoudingsvermogen in het water worden gedropt door een boor of een smeltgat in het ijs en zal naar de top van het water zwemmen . Daaraan gekoppeld zal een inzetbaar pakket zijn dat een nieuwe set sensoren bevat die zijn ontworpen om organische moleculen te detecteren en levensvormen te karakteriseren. Door het pakket in bepaalde studiegebieden te laten zakken, zullen wetenschappers helpen de ongerepte omgeving van Antarctica te behouden. Een ingebouwde flashdrive verzamelt de gegevens die worden teruggestuurd naar een visualisatielaboratorium in Chicago dat 3D-afbeeldingen, kaarten en afbeeldingen van het meer zal genereren.
De nieuwste van de sensoren die al in ontwikkeling zijn voor uithoudingsvermogen, gebruikt een Raman-spectrometrie om de samenstelling van ijs te meten. Deze sensor verschilt van andere spectroscopiespectrometers zoals een infraroodemissiespectrometrie door het gebruik van een laserstraal om studieobjecten actief te exciteren. Door veranderingen in eigenschappen te detecteren in het licht dat terugkaatst van doelobjecten, kan de sensor de chemische samenstelling van een bepaald object bepalen op elke diepte van het meer dat hij wil bestuderen. Door verschillende diepten van het meer te bestuderen, kunnen de wetenschappers een profiel maken van de chemische samenstellingen van de vele niveaus.
Het is een zeer gevoelige detectietechniek die organische kleine moleculen zoals koolstofdioxide, lipiden en verschillende fragmentaties kan meten, wat het een zeer goede biomarkerdetector maakt, zegt Bin Chen , een senior wetenschapper bij NASA Ames Research Center (ARC), die de ontwikkeling van de spectrometer leidt.
De NASA-wetenschappers werken eraan om de gevoeligheid van de spectrometer nog verder te vergroten door de sonde te coaten - een vezelbundel waar het licht doorheen gaat om het doelwit te verlichten en dat ook het signaal ontvangt dat terugkaatst - in gouden en zilveren nanomaterialen. Dit zal de elektromagnetische en plasmonische eigenschappen van de sonde op een apparaat verbeteren, zegt Chen. NASA-wetenschappers waren oorspronkelijk van plan om een vorm van de Raman-spectrometer in te zetten op Geest , de Marsrover, maar omdat ze zich zorgen maakten over de duurzaamheid van het apparaat, verwijderden ze de spectrometer op het laatste moment.
De wetenschappers die aan uithoudingsvermogen werken, zijn van plan elkaar over een maand in Mexico te ontmoeten om de technologische reconstructies van depthx verder te bespreken met hoofdingenieur William Stone van Stone Aerospace. Ze gaan in op hoe ze kleiner en energiezuiniger kunnen worden gemaakt, en hoe ze de duurzaamheid van de sensoren kunnen vergroten, zodat ze bestand zijn tegen de temperaturen van de arctische wateren. Zodra de dieptex is gereconstrueerd, zijn de wetenschappers van plan om volgend voorjaar een kleine test van het apparaat uit te voeren in een bevroren meer in Wisconsin, voordat de robotsonde in november 2008 in de Antarctische wateren wordt ingezet. Daar zal het apparaat een maand lang worden getest; wetenschappers besteden acht uur per dag aan metingen.
Het bepalen van de biogeografie van het Antarctica-meer zou een model kunnen zijn voor het leven op het vroege Mars, dus als je je voorstelt hoe het leven op Mars overleefde, zoals, drie miljard jaar geleden, zou het kunnen zijn als de droge vallei van meren op Antarctica, zegt Chris McKay , een planetaire wetenschapper bij NASA en een medeonderzoeker van projecten. Door een ecosysteem onder het meer in kaart te brengen, kunnen wetenschappers beter begrijpen hoe het leven zou kunnen overleven op met ijs bedekte oceanen op manen zoals Europa van Jupiter.