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ये हॉट रोबोट हमें बर्फीले चंद्रमाओं पर जीवन खोजने में मदद करेंगे

2021

चंद्रमा और परिक्रमा करने वाले चंद्रमा सूर्य की गर्मी से बहुत दूर हैं। अधिकांश में कोई वायुमंडल नहीं है, और कई एक बर्फीले म्यान में घिरे हुए हैं। वे हमारे अपने सौर मंडल में जीवन खोजने के लिए हमारी सबसे अच्छी शर्त हैं। जमे हुए क्रस्ट्स के नीचे संयुक्त राज्य अमेरिका में विशाल महासागरों, और अंतरिक्ष एजेंसियों को झूठ लगता है और उन रोबोटों पर काम करना मुश्किल होता है जो एक दिन उनसे मिलने जाएंगे।

"पूर्व में हमने माना था कि शुक्र और मंगल के बीच यह गोल्डीलॉक्स ज़ोन था जहाँ आपको तरल पानी मिलेगा, और ... यह सौर मंडल का एकमात्र स्थान था जहाँ आपको जीवन मिलेगा, एक रोबोटिक्स समूह के नेता हरि नायर कहते हैं। कैलिफोर्निया के पासाडेना में नासा के जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी में समुद्र की दुनिया में। फिर भी बृहस्पति के यूरोपा और सैटर्नियन मून एनसेलडस के जीवन के लिए महत्वपूर्ण तत्व मौजूद हैं- गहरे समुद्र में रहने वाले तरल पानी, भोजन और ऊर्जा से भरपूर।

यह जीवन, यदि यह मौजूद है, तो पहुंचना आसान नहीं होगा। यह सबसे अधिक संभावना है कि यह घर्षण विदेशी महासागरों की सतह के नीचे गहरे तैरता पाया जा सकता है। लेकिन एक बार जब एक अंतरिक्ष यान बाहरी सौर मंडल की यात्रा करता है और यूरोपा या एन्सेलेडस पर उतरता है, तो यह इन पानी से बहुत ऊपर होगा। रोबोट प्रोब को बर्फ में तब्दील करना होगा, एक ऐसे वातावरण से गुजरना जो लगभग तरल नाइट्रोजन के रूप में डरावना है।

इस बर्फीले किले को तोड़ने के कुछ अलग तरीके हैं। नासा ने हाल ही में घोषणा की है कि यह रोबोटों के लिए नए प्रोटोटाइप का परीक्षण कर रहा है जो ठंढी दुनिया का पता लगाएंगे, जिसमें एक जांच भी शामिल है जो बर्फ को काट देगा और इसकी स्वादिष्ट पारियों में छीलन को गर्म करेगा। जर्मनी के शोधकर्ता एक ऐसा रोबोट विकसित कर रहे हैं जो इसके रास्ते में मौजूद किसी भी बर्फ को पिघला देगा। और वे केवल विचार नहीं हैं।

इन रोबोटों के पीछे के इंजीनियर एक जांच से संतुष्ट नहीं होंगे, जो सीधे नीचे खोदता है, या तो। उनकी कृतियों को महीनों या उससे अधिक समय तक सुरंग के शीर्ष पर, सतह पर वापस नेविगेट और अग्नि के नमूने लेने होंगे। यहां बताया गया है कि ये निडर जांच बर्फ की दुनिया से कैसे निपटेगी और जीवन की खोज करेगी।

नीचे क्या छुपा है

यदि यूरोपा या एन्सेलेडस पर जीवन है, तो यह सूक्ष्म होगा। "शायद व्हेल या विशालकाय स्क्विड या यहां तक ​​कि छोटे ट्यूबवॉर्म या ऐसा कुछ भी नहीं है जो जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी के एक ग्रह भूगर्भ विज्ञानी सिंथिया फिलिप्स कहते हैं, " हमें लगता है कि बहुकोशिकीय जीवन को चलाने के लिए वास्तव में पर्याप्त ऊर्जा नहीं है। "

लेकिन सीफ्लोर पर vents विदेशी रोगाणुओं के लिए एक आशाजनक घर होगा (और एक ही तरह का पारिस्थितिक तंत्र है जहां पृथ्वी पर जीवन ने किक किया हो सकता है)। और कोई फर्क नहीं पड़ता कि ये वेंट कहां हैं, अगर वे जीवन को परेशान करते हैं, तो उस जीवन के निशान ने बहुत दूर तक यात्रा की होगी।

, पृथ्वी के महासागर में, यदि आप समुद्र में किसी भी क्यूबिक मीटर पानी को लेते हैं, तो [संभवतः] पृथ्वी पर अधिकांश जीवों की आनुवंशिक सामग्री होती है, of ब्रायन विलकॉक्स कहते हैं, एक एयरोस्पेस इंजीनियर जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला। यूरोपा या एन्सेलाडस के समुद्रों के लिए भी सही होना चाहिए। इसलिए जब हमारी जांच अंत में समुद्र तक पहुंचती है, तो वे जो भी पानी पर कब्जा करते हैं, वह ज्ञानवर्धक होना चाहिए।

Atअगर आपके पास अच्छे पर्याप्त उपकरण हैं जो बहुत कम सांद्रता में चीजें पा सकते हैं, तो आप जैविक अणुओं को खोजने की बहुत गारंटी देते हैं यदि वे मौजूद हैं, तो c विलकॉक्स कहते हैं।

हालाँकि, यह उन जांचों पर कुछ सीमा नहीं लगाता है जिन्हें हम भेज सकते हैं। चूंकि रोबोट परिभाषा के अनुसार जीवन की तलाश में है, इसलिए इसे सवारी के लिए पृथ्वी रोगाणुओं को लाने से बचने के लिए सख्त नियमों का पालन करना चाहिए। नीचे छूने से पहले, यह इस तरह के खोज तापमान पर निष्फल हो जाएगा कि कुछ भी नहीं बच सकता है आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स। नासा उन जांचों पर विचार कर रहा है जो 19 वीं शताब्दी में आविष्कार किए गए लोगों की तरह सरल ग्रेफाइट और तांबे की मोटरों पर निर्भर करती हैं। "आप उस प्रकार की एक मोटर बना सकते हैं जिसका उपयोग 120 साल पहले किया गया था, आज सभी सामान बाहर हैं जो इस बेक-आउट विल्क्सॉक्स कहते हैं।

एक जमींदार को इस कठोर सफाई को बख्शा जा सकता है, क्योंकि यह कभी भी समुद्र को नहीं छूएगा। तो यह वह जगह है जहां इलेक्ट्रॉनिक्स जो वास्तव में जांच को नियंत्रित करता है और जो पानी इकट्ठा करता है उसका विश्लेषण करता है। "जांच एक स्ट्रिंग के अंत में एक कठपुतली की तरह है और इसके पास अपने स्वयं के चेचक का कोई स्मार्ट नहीं है जो कहता है कि" हमें ग्रहों की सुरक्षा को सामने और केंद्र में रखना होगा, क्योंकि यह वास्तव में सभी समस्याओं में से सबसे कठिन है। "

टुकड़ा करने की क्रिया और चौकोर टुकड़ों में काटना

पृथ्वी पर, हम अंटार्कटिका और ग्रीनलैंड जैसी जगहों पर मोटी बर्फ में ड्रिल करते हैं या जांच करते हैं कि जब तक यह पिघल नहीं जाता तब तक उनके चारों ओर बर्फ को गर्म करके गहराई तक डूब जाता है।

यह बृहस्पति और शनि के चंद्रमाओं पर काम नहीं करता है। यह लगभग असंभव है [सोचने के लिए] हम बर्फीले चंद्रमा को ड्रिलिंग उपकरण दे सकते हैं, nd जर्मनी में एपेन यूनिवर्सिटी ऑफ एप्लाइड साइंसेज में अंतरिक्ष यात्री इंजीनियरिंग के एक प्रोफेसर बर्नड डकवाल्ड कहते हैं।

और बर्फ़ जमने से सैकड़ों डिग्री नीचे है। यह अनिवार्य रूप से सभी गर्मी को मिटा देगा, w नायर कहते हैं। वह जांच, विलकॉक्स और उनके सहयोगियों के दिमाग में अपनी गर्मी को अंदर ही अंदर समेटे रहती है, जहां वह दूर नहीं जा सकती।

जांच बर्फ के माध्यम से टुकड़ा करने के लिए एक कताई बज़्सव का उपयोग करती है, और एक ढेर चालक खुद को छेद में गहराई से हथौड़ा करने के लिए। जांच एक तरफ से दूसरी तरफ बर्फ में गहराई तक काटने से चल सकती है। इस बीच, बर्फ के चिप्स को जांच के अछूते शरीर में पिघला दिया जाता है। "जांच का पूरा शरीर अनिवार्य रूप से एक वैक्यूम बोतल है, थर्मस बोतल की तरह जो पूरे दिन आपके पेय को गर्म रखेगा, विल्क्सॉक्स कहता है।

गर्मी प्लूटोनियम से आएगी (जिस प्रकार से क्यूरियोसिटी रोवर और अन्य अंतरिक्ष यान को शक्ति मिलती है, न कि परमाणु हथियार बनाने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार)। अधिकांश पानी इसे पिघला देता है पीछे से बाहर पंप किया जाएगा। लेकिन जांच छोटे कनस्तरों में पानी के नमूने भी एकत्र कर सकती है, और अपने टीथर के अंदर एक एल्यूमीनियम ट्यूब के माध्यम से सतह पर वापस गोली मार सकती है।

एक बार पिघला हुआ पानी वापस बर्फ में जमा हो जाता है, यह जगह पर इस टीथर को बंद कर देगा। इसका मतलब है कि जांच को सतह से टग करने के बजाय अपनी केबल ले जानी होगी। इसका यह भी अर्थ है कि जांच को सतह तक नहीं घसीटा जा सकता। "यह एक और कारण है कि इसे संदेह के किसी भी छाया से परे पूरी तरह से निष्फल होना पड़ता है, क्योंकि यह हमेशा के लिए नीचे जा रहा है, " विल्लोक्स कहते हैं।

तिल की तरह बनाएं

जमे हुए दुनिया के लिए किस्मत में एक और जांच आइसमोल है, जिसे जर्मन स्पेस एजेंसी (डीएलआर) एनसेलडेड एक्सप्लोरर प्रोजेक्ट के लिए विकसित किया जा रहा है। लगभग 6.5 फीट लंबे यह अपने बालों के नाम के रूप में काफी खूबसूरत नहीं है, हालांकि इसके डिजाइनर भविष्य की पीढ़ियों को छोटा और हल्का बनाने की योजना बना रहे हैं। वे पहले ही अंटार्कटिका और अन्य बर्फीले स्थानों में इसकी प्रचंडता का परीक्षण कर चुके हैं।

IceMole मुख्य रूप से एक पिघल जांच है, जिसका अर्थ है कि यह बर्फ के माध्यम से अपना रास्ता गर्म करेगा। इसमें बहुत अधिक ऊर्जा लगती है, इसलिए जांच संभवत: इसकी शक्ति को रेफ्रिजरेटर के आकार के परमाणु जनरेटर से सतह पर खींचेगी। हालांकि, यांत्रिक तिल को बर्फ के पेंच के साथ भी लगाया जाता है। डछलवाड ने कहा, "यह बल बर्फ के खिलाफ पिघलने वाले सिर को मजबूती से दबाता है, जिससे आपको हमेशा बहुत अच्छा संपर्क होता है।"

नियमित पिघल जांच के साथ एक समस्या यह है कि बर्फ में जमी हुई धूल या रेत रोबोट के सामने पिघले पानी के नीचे तक डूब सकती है और निर्माण कर सकती है। आखिरकार, जांच मिट्टी के एक प्लग के साथ सामना की जाती है जो इसके माध्यम से अपना रास्ता गर्म नहीं कर सकता है और फंस जाता है। IceMole इस तबाही से बचता है क्योंकि इसका बर्फ का पेंच इसे गंदी बर्फ से खींच सकता है। इसके डिजाइनरों ने अंटार्कटिका की झील होरे में मिट्टी और तलछट युक्त बर्फ की जांच का परीक्षण किया है - आइसोल धीमा हो गया, लेकिन यह बंद नहीं हुआ। आसान बर्फ पेंच भी खोखला होता है, इसलिए यह नमूनों को खुरच सकता है।

नासा के प्रस्तावित रोबोट की तरह, आइसमोल कोर्स को स्विच कर सकता है। अपने पिघलने वाले सिर के एक तरफ अधिक गर्मी को निर्देशित करके, आइसमोल को एक वक्र में मजबूर किया जा सकता है। "वे एक असली तिल के रूप में अच्छे नहीं हैं, लेकिन हमारे पास लगभग 10 मीटर का एक मोड़ त्रिज्या है और यह बड़ी बाधाओं से बचने के लिए पर्याप्त होना चाहिए, " दछवल्ड कहते हैं।

यह नेविगेट करने के लिए कुछ अलग-अलग उपकरणों का उपयोग करेगा, और यहां तक ​​कि ऊपर की तरफ पिघल सकता है। इसका मतलब है कि, शायद, IceMole अपना रास्ता सतह पर पा सकता है।

शत्रुतापूर्ण वातावरण

यूरोपा और एन्सेलाडस स्थानों का स्वागत नहीं कर रहे हैं, यहां तक ​​कि दंडनीय ठंड से भी अलग हैं। सतह पर घूमने वाले रोबोट इन चरम स्थितियों का खामियाजा भुगतेंगे।

एक बात के लिए, वे सौर ऊर्जा पर भरोसा करने के लिए सूरज से बहुत दूर होंगे। और बर्फ पर ड्राइव करना आसान नहीं हो सकता है। Europa और Enceladus को जल वाष्प के प्लम को शूट करने के लिए माना जाता है जो छोटे दानों के रूप में जम जाते हैं और जमीन पर गिर जाते हैं। नायर कहती हैं, "यह सामग्री रेगिस्तान में रेत के टीलों की तरह व्यवहार करती है जो आपस में चिपकते नहीं हैं, और इसलिए आप आसानी से डूब सकते हैं"।

यूरोपा बृहस्पति के चुंबकीय क्षेत्र से विकिरण के साथ विस्फोटित होता है जो 10 मिनट में एक असुरक्षित मानव को मार देगा। यह रोबोट के लिए बहुत अच्छा नहीं है, या तो। "सतह मूल रूप से विकिरण के आवेशित कणों के साथ मूल रूप से केवल प्यूमेलेड होती है जो किसी भी तरह के सतह अंतरिक्ष यान फिलिप्स के लिए बहुत हानिकारक होगी।"

जमीन पर किसी भी रोबोट को इस हमले से बचाने के लिए परिरक्षण की आवश्यकता होगी। यह बर्फ के नीचे आश्रय के लिए दूर की जांच के लिए एक समस्या की तरह नहीं लग सकता है। लेकिन वे अभी भी सतह पर वापस उपकरण पर भरोसा करेंगे, जिसे सहना होगा जबकि जांच धीरे-धीरे बर्फ के मील में घुस जाएगी।

और बर्फ खुद ही अपना परीक्षण प्रस्तुत करेगी। यह शायद सिर्फ शुद्ध पानी नहीं होगा। "समस्या यह है कि हमें यह नहीं पता है कि उस सामग्री की वास्तविक संरचना क्या है, नायर कहते हैं। एक रोबोट को चट्टानों या क्रेवेस के आसपास स्टीयर करना पड़ सकता है, या सल्फ्यूरिक एसिड जैसे संक्षारक रसायनों का सामना करना पड़ सकता है।

"कुछ ऐसा है जो एक अज्ञात वातावरण के माध्यम से बर्फ के माध्यम से कई महीनों या वर्षों तक काम करता है और थोड़ी सी भी विफलता मिशन का नुकसान हो सकता है, यह चुनौतीपूर्ण है, " डॉकवाल्ड कहते हैं।

नासा अंटार्कटिका या ग्रीनलैंड जैसी जगहों पर फील्ड परीक्षणों के लिए जांच कर सकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे सूंघने के लिए हैं। लेकिन यूरोपा या एन्सेलेडस की तुलना में, ये बर्फीले विडल्स एक काकवेल हैं। इंजीनियरों को लैब में बर्फीले दुनिया की कुछ कठोर परिस्थितियों की नकल करनी होगी, विशेष ठंड और वैक्यूम चैम्बर और सुपर-आइस बर्फ के बेड का उपयोग करना होगा।

परेशानियों के बावजूद, बर्फ के माध्यम से यात्रा करने के अपने उतार-चढ़ाव हैं। एक जांच आसानी से ठोस चट्टान के माध्यम से अपना रास्ता नहीं पिघला सकती। विलकॉक्स कहते हैं, "हम वास्तव में बर्फ को पिघलाना चाहते हैं, क्योंकि तरल पानी को संभालना बहुत आसान है।"

और कोई भी सैंपल, जो उसकी यात्रा पर एकत्रित होता है, सॉल्व करना सरल होगा। "कहीं मंगल या चंद्रमा की तरह, जहां यह वास्तव में एक चट्टानी नमूना है, आपको ... चट्टान को तोड़ना होगा ताकि आप अध्ययन कर सकें कि इसमें क्या है, " फिलिप्स कहते हैं। बर्फीले नमूनों को अभी गर्म किया जा सकता है। "यह गैर-बर्फ सामग्री से बर्फ को अलग करने का एक आसान तरीका है।"

अन्वेषण के लिए परिपक्व

यूरोपा और एनसेलडस के रूप में टैंटलाइज़िंग के रूप में, हमें अपने अन्वेषणों को इन दो चंद्रमाओं तक सीमित रखने की आवश्यकता नहीं है। पृथ्वी से परे कई संभावित जल निकाय हैं- मंगल, बड़े क्षुद्रग्रह, प्लूटो, और अन्य चंद्रमा जैसे शनि का टाइटन या जोवियन चंद्रमा गैनीमेड और कैलिस्टो। "बाहरी सौर मंडल में दर्जनों दुनिया हैं जहां आप एक बहुत ही समान वास्तुकला का उपयोग कर सकते हैं फिलिप्स कहते हैं।

एक ही प्रकार के लैंडर्स, रोवर्स, और अंततः प्रोब इन सभी दुनिया को हमारे काबू में ला सकते हैं। यह तकनीक कितनी सटीक दिखेगी यह अभी भी अनिश्चित है। We के पास एक सिद्ध समाधान है जो हर दूसरे समाधान से बेहतर है, नायर कहते हैं। Thatयह किसी अन्य से बहुत अलग वातावरण है जिसे we.ve किया गया है

हम इन दूर की दुनिया के बारे में अधिक जानेंगे क्योंकि कैसिनी और नियोजित यूरोपा क्लिपर जैसे मिशनों से नई जानकारी मिलती है। इससे उन जांचों को डिजाइन करना आसान हो जाएगा जो एक दिन उनकी बर्फ की सतहों के नीचे तले होंगी।

यूरोपा या एन्सेलेडस पर इन रोबोटों की दृष्टि से यह कुछ साल पहले काफी होगा; यूरोपा के लिए एक जांच संभवतया 2028 से पहले लॉन्च नहीं होगी। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि अंतरिक्ष-बाउंड प्रोब नहीं कर सकते हैं, जो हम कर सकते हैं बर्फ के अनुसंधान के बहुत से घर के करीब। यहीं पृथ्वी पर। Wal डछवालड कहते हैं कि अगर आप बिना किसी विज्ञान के सिर्फ तकनीकी प्रदर्शनों में पैसा लगाएंगे तो यह थोड़ा दुखद होगा। उन्होंने और उनके दल ने पहले ही अंटार्कटिका के ब्लड फॉल्स में बैक्टीरिया का नमूना लेने के लिए आइसमॉल का इस्तेमाल किया है, जहां एक जलोढ़ ब्राइन जलाशय खराब समझे जाने वाले जीवाणुओं से भरा है, जिन्हें 1 मिलियन से अधिक वर्षों से बाहरी दुनिया से अलग रखा गया है।

और हमारे पास एक जांच स्थान-योग्यता का परीक्षण करने के लिए बहुत सारे अन्य अवसर होंगे और एक ही समय में काम करने के लिए इसे रखा जाएगा। अंटार्कटिका की बर्फ की चादरों के नीचे, अभी तक झीलों का पता लगाया जाना बाकी है। हम अभी भी नहीं जानते हैं कि जीवन बर्फ में कितनी दूर तक फैला है, या इन जमे हुए जंगल में यह कितनी अच्छी तरह से जीवित रह सकता है। अगर हम जानना चाहते हैं कि क्या अन्य ग्रहों और चंद्रमाओं पर बर्फ में जीवन मौजूद हो सकता है, तो हमें पृथ्वी पर जन्म की परिस्थितियों का पता लगाना होगा।

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