Новий лазер може зробити революцію у вивченні крижаних світів Сонячної системи

Новий лазерний бур для буріння льоду може зробити революцію в дослідженні крижаних світів Сонячної системи. Коли вчені хочуть дослідити океани, приховані під крижаною корою таких супутників, як Європа біля Юпітера чи Енцелад біля Сатурна, або крижані регіони, наприклад, на Марсі, їм заважає одна серйозна проблема: буріння льоду. Традиційні механічні бури та інструменти для плавки льоду важкі, складні та споживають величезну кількість енергії. Тепер вчені розробили нове рішення проблеми: лазерний крижаний бур, здатний бурити глибокі вузькі канали в льоду, знижуючи при цьому як масу, так і енерговитрати. Дослідження опубліковано в журналі Acta Astronautica, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами вчених, механічні бури стають важчими з глибиною, оскільки їхні штанги висуваються вниз, а плавильні зонди використовують довгі, енергоємні кабелі. Лазерний бур обходить обидві проблеми, залишаючи всі інструменти на поверхні. Ця технологія спрямовує концентрований лазерний промінь у лід, випаровуючи його, а не розплавляючи. Цей процес відомий як сублімація.

Пара, що утворюється, виходить вгору через вузький отвір, досить широкий для збору проб газу і пилу. Прилади на поверхні потім можуть аналізувати ці зразки на хімічний склад і щільність, що дає цінну інформацію про теплові властивості та історію формування досліджуваного крижаного світу.

Хоча лазери не є найбільш енергоефективними інструментами, лазерний промінь випаровує лише крихітний отвір у льоду, а це означає, що бур споживає набагато менше енергії, ніж електричні нагрівачі. Він також працює швидше в багатих пилом шарах, які сповільнюють роботу традиційних зондів, що дає змогу бурити набагато глибше без додаткової маси або енергії.

Таким чином, за словами вчених, лазерний інструмент робить дослідження надр крижаних супутників гігантських планет більш реалістичним. Це дасть змогу проводити високоточний аналіз складу і щільності льоду, перенесення тепла і складу підземного океану в таких супутників, як Європа і Енцелад. Також новий лазерний бур можна використовувати для вилучення зразків під час дослідження крижаних регіонів на Місяці та Марсі, що допоможе краще зрозуміти їхню історію.

Лазерний бур працює на потужності близько 150 Вт, а його проєктна маса становить близько 4 кг, і вона залишається постійною незалежно від глибини — чи то 10 метрів, чи то 10 кілометрів. Але вчені кажуть, що мас-спектрометр для аналізу газу і прилади для відділення та аналізу пилу збільшать споживану потужність і масу.

Перші випробування показують багатообіцяючі результати. Лазерний бур зміг досягти високої швидкості буріння льоду на більшій глибині під час випробувань в Альпах і Арктиці.

Тепер залишилося створити робочу версію лазерного бура, а потім відправити її на крижані супутники Юпітера або Сатурна.

Як уже писав Фокус, астрономи вперше в історії створили температурну карту планети типу "гарячий Юпітер". У підсумку вони отримали несподівані результати.

Також Фокус писав про те, що астрономи провели нове дослідження супутника Сатурна Енцелад, і виявили, що там є необхідні умови для існування позаземного життя.