Новый лазер может произвести революцию в изучении ледяных миров Солнечной системы

Новый лазерный бур для бурения льда может произвести революцию в исследовании ледяных миров Солнечной системы. Когда ученые хотят исследовать океаны, скрытые под ледяной корой таких спутников, как Европа у Юпитера или Энцелад у Сатурна, или ледяные регионы, например, на Марсе, им мешает одна серьезная проблема: бурение льда. Традиционные механические буры и инструменты для плавки льда тяжелые, сложные и потребляют огромное количество энергии. Теперь ученые разработали новое решение проблемы: лазерный ледяной бур, способный бурить глубокие узкие каналы во льду, снижая при этом как массу, так и энергозатраты. Исследование опубликовано в журнале Acta Astronautica, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам ученых, механические буры становятся тяжелее с глубиной, поскольку их штанги выдвигаются вниз, а плавильные зонды используют длинные, энергоемкие кабели. Лазерный бур обходит обе проблемы, оставляя все инструменты на поверхности. Эта технология направляет концентрированный лазерный луч в лед, испаряя его, а не расплавляя. Этот процесс известен как сублимация.

Образующийся пар выходит вверх через узкое отверстие, достаточно широкое для сбора проб газа и пыли. Приборы на поверхности затем могут анализировать эти образцы на химический состав и плотность, что дает ценную информацию о тепловых свойствах и истории формирования исследуемого ледяного мира.

Хотя лазеры не являются самыми энергоэффективными инструментами, лазерный луч испаряет всего лишь крошечное отверстие во льду, а это означает, что бур потребляет гораздо меньше энергии, чем электрические нагреватели. Он также работает быстрее в богатых пылью слоях, которые замедляют работу традиционных зондов, что позволяет бурить гораздо глубже без дополнительной массы или энергии.

Таким образом, по словам ученых, лазерный инструмент делает исследование недр ледяных спутников гигантских планет более реалистичным. Это позволит проводить высокоточный анализ состава и плотности льда, переноса тепла и состава подземного океана у таких спутников, как как Европа и Энцелад. Также новый лазерный бур можно использовать для извлечения образцов при исследовании ледяных регионов на Луне и Марсе, что поможет лучше понять их историю.

Лазерный бур работает на мощности около 150 Вт, а его проектная масса составляет около 4 кг, и она остается постоянной оставаясь вне зависимости от глубины — будь то 10 метров или 10 километров. Но ученые говорят, что масс-спектрометр для анализа газа и приборы для отделения и анализа пыли увеличат потребляемую мощность и массу.

Первые испытания показывают многообещающие результаты. Лазерный бур смог достичь высокой скорости бурения льда на большей глубине в ходе испытаний в Альпах и Арктике.

Теперь осталось создать рабочую версию лазерного бура, а затем отправить ее на ледяные спутники Юпитера или Сатурна.

Как уже писал Фокус, астрономы впервые в истории создали температурную карту планеты типа "горячий Юпитер". В итоге они получили неожиданные результаты.

Также Фокус писал о том, что астрономы провели новое исследование спутника Сатурна Энцелад, и обнаружили, что там есть необходимые условия для существования внеземной жизни.