NASA heeft het perspectief van de wetenschap veranderd, satellieten bouwen om het aardoppervlak te bestuderen. Diep onder dat oppervlak, waar het voor satellieten moeilijker is om te zien, is een ander verhaal, maar robottechnologie kan daar verandering in brengen.

NASA-robotici onderzoeken moulins, plaatsen waar water door duizenden meters ijs is geslagen om een ​​waterval door een gletsjer te vormen. Ze hopen deze waterige labyrinten te matchen met kenmerken die per satelliet kunnen worden onderzocht, zoals openingen in het oppervlak van de gletsjer. Afgelopen juli, twee onderzoekers van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, reisde per vliegtuig naar de Matanuska-gletsjer in Alaska. Daar, ze testten robotkarteringstechnieken terwijl ze deze ijzige labyrinten verkenden.

Moulins zijn te klein en te gevaarlijk voor mensen om binnen te komen, dus de beste manier om ze te verkennen is met robotduikboten. NASA is in het verleden geïnteresseerd geweest in deze overstroomde constructies omdat ze dienen als het "loodgieterswerk, " smeltwater door het ijs dragen en bepalen hoe snel een gletsjer beweegt.

In de verre toekomst, het begrijpen van ijsformaties zoals moulins kan helpen bij het verkennen van de diepe ruimte. Ze zouden toegang kunnen bieden tot ijzige werelden zoals Jupiters maan Europa.

"Om onder het oppervlak van Europa of [Saturnusmaan] Enceladus te komen, we moeten de snelste manier vinden om binnen te komen, " zei Andy Klesh van JPL, een van de onderzoekers die zich naar de Matanuska-gletsjer waagden. "Kunnen we deze subglaciale meren in kaart brengen en navigeren met robots? Zijn er toegankelijke doorgangen verborgen net onder het oppervlak? Deze eerste uitstapje naar Alaska testte de technologie om deze vragen te beantwoorden."

Alaska Avontuur

Klesh werd vergezeld door John Leichty, een andere JPL-roboticus, en een gids genaamd Keeton Kroon. Ze vlogen in een tweepersoonsvliegtuig en reisden in zes dagen met een rugzak naar hun veldlocaties.

Het veld was even afgelegen als visueel verbluffend, zei Klesh. Ze waren helemaal alleen, afgezien van een paar beren die ze tegenkwamen en af ​​en toe een passerend vliegtuig. Op een gegeven moment kwamen ze een "ijshek" tegen - een set van 7 meter hoge ijspilaren met een hartvormig gat. Een van hen fotografeerde het; de volgende dag, ze kwamen voorbij en de vorm was volledig weggesmolten.

"Het terrein verandert dagelijks, "Zei Klesh. "Vanwege de manier waarop alles daar wegsmelt, jij bent de eerste - en misschien de laatste - die het ziet."

Bij elke moulin, stromen blauw water mondden uit in plassen aan de oppervlakte. Dit vloeibare water is warmer dan het ijs, erin smelten en verschillende formaties uitsnijden. Een deel ervan smelt helemaal in de gletsjer, het creëren van een netwerk van onderwaterpassages.

Robots en doe-het-zelf-sondes

Het team liet een robotduikboot in deze moulins zakken, die op een gegeven moment afdaalde tot 150 voet (46 meter). Klesh zei dat ze verder hadden kunnen afdalen, maar het water werd te troebel om door te gaan. Onderwatercamera's registreerden hun passage; in de toekomst, ze zijn van plan om akoestische sensoren te gebruiken om de omgeving in kaart te brengen wanneer het te vies wordt om te zien.

Met camera's en laserscans konden ze 3D-kaarten van deze gletsjergrotten maken.

"Het idee is om deze onderwatergeulen te identificeren en in kaart te brengen, "Zei Leichty. "We willen weten of ze gecorreleerd zijn met oppervlaktekenmerken die we kunnen identificeren met behulp van satelliet- of bovengrondse beelden."

Door de relatie tussen de werelden boven en beneden te begrijpen, kunnen wetenschappers raden waar ze sondes moeten verlagen om de beste wetenschap te verzamelen.

De recente expeditie van Klesh en Leicty was gebaseerd op een commerciële duikboot en een "zelfgemaakte" gletsjersonde. De laatste is gebouwd met kant-en-klare en 3D-geprinte onderdelen. Ze deden al hun eigen bedrading en programmering.

CubeSat-knowhow

Ze zeiden dat hun ervaring met CubeSats-klein, modulaire ruimtevaartuigen die sterk afhankelijk zijn van commerciële onderdelen, hielpen hen bij het maken van deze sonde. Zowel Klesh als Leichty zijn betrokken bij een andere ijzige, onderwaterproject genaamd BRUIE, of de Bouyant Rover voor verkenning onder het ijs. BRUIE is in het verleden getest onder het ijs van Alaska, en bereidde hen voor op de uitdagingen van het werken aan de Matanuska-gletsjer. Pro-tip:neem kleine handpicks mee om ijs te verwijderen dat bevriest in de bouten van uw robot en voorkomt dat u ze vastdraait.

"We combineren onze ervaring met BRUIE en CubeSats en brengen dat naar een nieuw onderzoeksgebied, Klesh zei. "CubeSats vertrouwen op de miniaturisering van elektronica om goedkope platforms te verkennen. Dat stelt ons in staat om gebieden te verkennen die anders te riskant of te duur zouden zijn om te betreden."

Deze proefrun van moulin mapping was nog maar een begin. Klesh en Leichty zijn robotici, dus hun focus ligt op het ontwikkelen van de juiste technologie. Ze willen volgende zomer samenwerken met wetenschappers voor een meer gedetailleerde verkenning van moulins.