Космическое агентство NASA разрабатывает инновационную технологию для исследования подледных океанов Европы — спутника Юпитера, где, как предполагается, могут существовать условия для жизни. Проект под названием SWIM (Sensing With Independent Micro-swimmers) включает создание роя автономных миниатюрных роботов-«пловцов», которые смогут изучать подводные миры, собирая данные о химическом составе воды и температуре.
В рамках подготовки к возможной миссии на Европу инженеры Лаборатории реактивного движения NASA успешно протестировали прототипы этих роботов в бассейне Калифорнийского технологического института. Каждое устройство представляет собой пластиковую конструкцию длиной около 42 см и массой 2,3 кг. Оснащенные двумя пропеллерами и четырьмя стабилизирующими лопастями, они могут автономно двигаться, менять курс и выполнять «поисковый» маневр, имитирующий движение газонокосилки.
Особенность технологии SWIM заключается в способности роботов работать в экстремальных условиях подледных океанов, которые могут существовать на Европе и других ледяных спутниках, таких как Энцелад. Планируется, что миниатюрные устройства будут доставлять под лед специальным криоботом, который растапливает лед и выпускает рой «пловцов» в водное пространство. Главная цель этих роботов — поиск следов жизни: от химических маркеров до термических аномалий.
Прототипы, созданные для первых тестов, напечатали на 3D-принтере и оснастили недорогими коммерческими компонентами. Они успешно доказали свою работоспособность, маневрируя по сложным траекториям в бассейне. Даже на стадии первых испытаний эти устройства продемонстрировали способность к автономному управлению и устойчивой работе. В будущем размеры роботов планируют сократить втрое, чтобы их можно было легко разместить в криоботе и отправить в космос.
Электронная начинка «пловцов» будет включать миниатюрный сенсорный чип, который измеряет температуру, давление, кислотность, проводимость и химический состав воды. Этот уникальный микрочип, разработанный совместно с учеными из Технологического института Джорджии, интегрирует несколько функций, обычно требующих множество отдельных датчиков.
Проект SWIM уже продемонстрировал свои возможности не только в реальных водных испытаниях, но и в виртуальных симуляциях. На компьютере смоделировали работу роя роботов в условиях, близких к подледному океану Европы. Виртуальные «пловцы» выполняли поиск признаков жизни, определяя оптимальные маршруты и способы эффективного сбора данных.
Несмотря на перспективность проекта, до полноценной миссии на Европу может пройти еще несколько лет. Разработчикам предстоит решить множество технических задач, включая улучшение энергоэффективности роботов (их батарея рассчитана на два часа работы) и оптимизацию системы передачи данных. Тем не менее, уже сейчас NASA рассматривает возможность использования этой технологии на Земле. Мини-пловцы могут быть полезны для изучения земных океанов, проведения подледных исследований в Антарктиде или мониторинга химического состава воды.
Запуск миссии Europa Clipper, которая должна достичь спутника Юпитера в 2030 году, станет важным этапом в изучении его подледных миров. Если SWIM включат в другие миссии в будущем, это позволит расширить горизонты для поиска жизни за пределами Земли.
Тем временем китайские ученые работают над созданием робота-насекомого для будущих исследований Луны.
