Földön kívüli kutatásokhoz tengeralattjáró

Jelenleg legnépszerűbb célpont a Jupiter Europa holdja, amelynek jégkérge alatt hideg és sós, valamint feltehetőleg savas vízréteg húzódik. Legalább ennyire izgalmas és talán még egzotikusabb környezetet képviselnek a Titan hold sarkvidéki tavai és tengerei, amelyeket nem víz, hanem metán-etán keverék tölt ki.

A folyékony környezetek elemzése rámutathat, hogyan zajlottak le azok a kevéssé ismert prebiotikus folyamatok, amelyek az élettelen anyagtól a legelső élőlény megjelenéséhez vezettek. Az ilyen kutatómunka azonban nehéz, részben mert extrém nagy nyomáson vagy alacsony hőmérsékleten kell a szondáknak üzemelniük. Anyagukat a maró közeg korrodálhatja, és általánosságban is kevéssé ismertek azok a viszonyok, amelyek között a robotoknak dolgozniuk kell. Ugyanakkor a szokatlan helyszínek sok új ismerettel szolgálhatnak – nem véletlen, hogy már fejlesztik az ilyen űreszközöket.

Tengeralattjáró az Europa holdra

Kriobotnak (avagy kriorobotnak), angolul cryobotnak, tehát jégrobotnak nevezik azt az űrszondát, amely a Jupiter Europa holdjának felszín alatti térségeit első alkalommal vizsgálná közvetlen közelről. A tervek szerint a hosszúkás, szivar alakú szonda felmelegíti külső burkolatát, és fokozatosan olvasztja magát a jégbe, miközben belsejéből vékony huzal tekeredik ki. Ez a drót kapcsolja a felszínen maradt egységhez, és biztosítja a kommunikációt a Föld felé.

Az egyik változat alapján a szonda több kilométer mélyre süllyedne a jégben, és ott megállna. Útja mentén folyamatosan méréseket végezne, majd végpontjánál nyugalomba kerülve hosszabb időn keresztül tanulmányozhatná a jég állapotát, főleg rezgéseit, esetleges feszültségeit. Az árapályhatás elemzése kiemelt témakör lesz a programban, a jégkéreg periodikus deformációja sokat elárul annak fizikai állapotáról.

A program legizgalmasabb része a jégpáncél alatti óceán vizsgálata lenne. Az Europa jégkérgének vastagsága néhány kilométer és közel 30 kilométer között változhat, ezek közül a nagyobb értékeket tekintik a valószínűbbeknek. Egy jól megtervezett szonda elegendő energiaforrással áthatolhat ezen a rétegen, miközben folyamatosan olvasztja maga mellett a jeget, amely felette, elhaladása után visszafagy. Miután a szonda elérte a mélyen lévő vízréteget, kibocsát magából egy miniatűr tengeralattjárót, vagy maga alakul át víz alatti felderítővé, és innen már úszva kutatja a furcsa térséget.

Egy elképzelt küldetés az Europa hold jégpáncélja alá

A fejlesztés során földi jégtakarókban tesztelik az egyszerű prototípusokat, emellett laboratóriumban is vizsgálják a jégbe olvadás és süllyedés módját. A küldetésnél nemcsak a kriobot, de a felszíni egység működtetése is nehéz feladat lesz, azt ugyanis a közeli Jupiter erős sugárzása ellen kell védeni.

Kutatócsónak szénhidrogéntavakra

Az első Földön kívül üzemelő hajót, vagy inkább csónakot a Titan nevű Szaturnusz-hold felszínére tervezik. Bár földi társaihoz hasonlóan ez a kutatóhajó is folyadékon siklana, üzemelési körülményei az égitesten uralkodó -180 Celsius-fokos hideg miatt rendkívüliek. A Titan Mare Explorer (TiME) nevű küldetés a Szaturnusz és holdja nagy távolsága ellenére viszonylag kis költségvetésű lenne. Ha “összejön” 400 millió dollár, már 2016-ban elindulhat, 2023-ban pedig leszállhat a Titan felszínére a különleges űreszköz.

Az űrszonda a Föld és a Jupiter mellett végzett hintamanőver során nyerne akkora sebességet, hogy elérjen a Szaturnuszig. Az ejtőernyős ereszkedés végén közvetlenül a folyadékra érkezne, és a tavon néhány hónapon keresztül üzemelne a kutatóhajó. Már a célterületet is kijelölték, amely az 500 kilométeres Ligeia Mare vagy Kraken Mare sarkvidéki metántengerek egyike lenne.

Fantáziarajz a TiME küldetésről, amelyhez akár ballon és keringőegység is kapcsolódhat, noha az utóbbi jelentősen megnövelné a költséget. A kép nagyméretű változatának letöltése (NASA)

A fő feladat a vizsgált tó pontos összetételének meghatározása, meteorológiai mérések végzése, és a holdon jellemző metánkörforgás jobb megismerése. A szonda egy szonár segítségével a tenger mélységét és az aljzat domborzatát is vizsgálná. A csónak haladása véletlenszerűen alakulna, amerre az áramlás és a szelek sodorják. Utazása során elméletileg akár változhat is a folyadék összetétele, amelyet a part távolsága, a párolgás, a csapadék területi eloszlásának sajátságai és még számtalan ismeretlen tényező befolyásolhat. A Titan felszínén a folyadékot metán, etán és egyéb szénhidrogének alkotják – amelyek egymással is reakcióba léphetnek.

A Cassini űrszonda mérései és modellszámítások alapján a folyadék mélysége legalább több m