¿Podrían las capas de hielo en Europa ocultar una historia de vidas pasadas? Crédito de la imagen: NASA / JPL. Click para agrandar.
¿Hubo alguna vez vida en Marte? ¿Hay vida en el océano Europan? Estas son dos preguntas que son profundamente fascinantes para las personas en todo el mundo, pero ¿nadie tiene una propuesta realista para responderlas en los próximos veinte años? hasta ahora.
George Maise encabeza un equipo que recibió recientemente un premio NIAC Fase 1 *, para desarrollar una idea en tal plan.
"La exploración en profundidad de los casquetes polares marcianos", dice Maise et al. **, haciendo eco de una visión común entre los científicos planetarios, brindaría una maravillosa oportunidad para encontrar "evidencia de la actividad biológica marciana pasada, incluidos microfósiles, bacterias y bioquímicos residuos ".
“Utilizando una fuente térmica práctica, compacta, liviana y poderosa, los pequeños dispositivos robóticos podrían derretirse a través de la capa de hielo, reuniendo datos como los descritos anteriormente y transmitiéndolos en tiempo real de regreso a la Tierra. Los científicos que monitorean los resultados en la Tierra podrían controlar el camino de las unidades robóticas dirigiéndolas a explorar regiones particularmente prometedoras dentro de la capa de hielo ".
Y lo que funcionaría para los casquetes polares marcianos también funcionaría para Europa, Ganímedes y Calisto, todos los cuales pueden tener océanos primitivos bajo gruesas costras de hielo; océanos en los que pueden nadar peces alienígenas cuya última fuente de energía son las formas de vida celular de tipo procariota con un curioso parecido a algunas Archaea encontradas aquí en la Tierra.
Una misión para buscar signos de vida antigua en la capa de hielo marciana implicaría aterrizar una nave espacial en esa capa de hielo y desplegar varios MICE (Martian Ice Cap Explorers), que son fusores de hielo de propulsión nuclear más un paquete de instrumentos diseñado para buscar signos de vida antigua. El MICE luego se derretiría a través de la capa de hielo, con agua helada detrás de ellos, en un patrón de búsqueda que podría extenderse por muchos kilómetros, tanto horizontal como verticalmente. Cada sonda se comunicaría con sus vecinos más cercanos (y la nave nodriza) a través de radios de alta potencia, que podrían penetrar fácilmente hasta un km de hielo. El protocolo de red permitiría buenas tasas de datos y resistencia, y permitiría el comando y control casi en tiempo real de los científicos en la Tierra.
El ingrediente secreto? ¡Agua! El hielo derretido se usaría para producir agua caliente e hidrógeno; el agua caliente se usaría como chorros direccionales para derretir el hielo y luego circularía de regreso a través de la cavidad llena de agua en el hielo, moviendo la sonda en la dirección del chorro. El agua también sería el escudo de los instrumentos, atenuando la radiación del reactor en un factor de un millón, mil millones o más, lo que sea necesario. El hidrógeno, producido por electrólisis, le daría a la sonda la flotabilidad requerida. Finalmente, el agua sería el refrigerante primario para el reactor nuclear y vaporizaría el fluido de trabajo para el generador.
¡Todo envuelto en un reactor, planta de energía, paquete de chorro de agua de 100 kg o menos!
La belleza del concepto de Maise et al. Es que utiliza tecnología robusta y probada; los reactores utilizarían barras de combustible cerámicas de óxido de uranio y circonio altamente confiables, y un sistema de control autónomo basado en diseños industriales estables. En tamaño, la sección completa del reactor / energía / agua caliente de una unidad MICE no tendría más de 50 cm de diámetro y 1,2 m de longitud. “El arranque y la parada del reactor se realizarían con barras de control según las indicaciones del sistema de control autónomo. Esto no es diferente a cualquier otro reactor nuclear ". Cada unidad también tendría cajas de seguridad redundantes y autónomas; En caso de que ocurriera algo catastrófico, el reactor se apagaría lo suficientemente rápido como para evitar daños.
¿Pero qué hay de buscar signos de vida antigua? El diseño modular es la clave del enfoque de Maise et al. El paquete de instrumentos, unido a la unidad de reactor / energía / agua caliente por un tubo rígido de 2 m de largo, comprendería varios instrumentos diferentes, chorros de agua caliente y la unidad de comunicaciones por radio. La modularidad permite considerar una amplia gama de instrumentos posibles, y la selección final se realiza cerca del lanzamiento. Como el agua derretida circula a través del paquete de instrumentos, la recolección de muestras es muy sencilla. Al igual que en la Tierra, los ojos probablemente darán las mejores indicaciones de la antigua vida marciana, por lo que el instrumento principal es un microscopio. Como complemento, se trata del analizador de "laboratorio en un chip", capaz de detectar una amplia gama de "biofirmas", incluida la presencia de ácidos nucleicos. Quizás lo más emocionante, porque puede revelar la vida contemporánea en Marte, similar a las proteobacterias y actinomicetos encontrados en 1999 bajo 3,6 km de hielo antártico, es un 'instrumento de detección de vida basado en la cámara de crecimiento', un "instrumento de detección de vida extremadamente sensible". con suposiciones mínimas ".
Además, los instrumentos diseñados para estudiar glaciología, paleoclimates, geología y geofísica podrían construirse y agregarse a cada sonda MICE, o solo a sondas seleccionadas.
Cuantos ratones? Una misión de capa de hielo polar marciana podría tener de una a docenas de MICE; La principal limitación es la masa total y el tamaño de la nave espacial. Con los cohetes de hoy, una misión con doce MICE debería ser posible; con cohetes planificados, como los basados en la tecnología MITEE (MIniature reacTor EnginE), el límite superior probablemente sea de unos 60.
¿Qué hay de Europa? La mayor diferencia entre una misión de capa de hielo polar de Europan y Marte sería adaptar el MICE para nadar, una vez que penetraron los 10 km de hielo que cubren el océano Europan. Ah, y tal vez una oportunidad mucho mayor de encontrar vida hoy que simples rastros de la vida de ayer.
El resultado final: ¡MICE encuentra vida en Marte (fecha 31 de junio de 2015)!
* Multi-MICE: una red de criosondas nucleares interactivas para explorar las capas de hielo en Marte y Europa: http://www.niac.usra.edu/files/studies/abstracts/1059Maise.pdf
** J. Powell, J. Powell, G. Maise y J. Paniagua, Plus Ultra Technologies, Shoreham, NY, AIAA-2004-6049. Space 2004 Conference and Exhibit, San Diego, California, 28-30 de septiembre de 2004
