Camadas de gelo na Europa poderiam esconder uma história de vidas passadas? Crédito da imagem: NASA / JPL. Clique para ampliar.
Houve vida em Marte? Existe vida no oceano Europan? Essas são duas perguntas profundamente fascinantes para as pessoas em todo o mundo, mas ninguém tem uma proposta realista para respondê-las nos próximos vinte anos? até agora.
George Maise lidera uma equipe que recebeu recentemente o prêmio NIAC Fase 1 *, para desenvolver uma idéia exatamente nesse plano.
“A exploração aprofundada das calotas polares marcianas”, diz Maise et al. **, ecoando uma visão comum entre os cientistas planetários, daria uma maravilhosa oportunidade de encontrar “evidências de atividades biológicas marcianas passadas, incluindo microfósseis, bactérias e bioquímicos. resíduos ”.
“Usando uma fonte térmica prática, compacta, leve e poderosa, pequenos dispositivos robóticos podem derreter a calota de gelo, reunindo dados como os descritos acima e transmitindo-os em tempo real de volta à Terra. Os cientistas que monitoram os resultados na Terra podem controlar o caminho das unidades robóticas, direcionando-as a explorar regiões particularmente promissoras dentro da camada de gelo. ”
E o que funcionaria para as calotas polares marcianas também funcionaria para Europa, Ganimedes e Calisto, que podem ter oceanos primitivos sob espessas crostas de gelo; oceanos em que podem nadar peixes alienígenas cuja fonte final de energia é a forma de vida celular semelhante a procarionte, com uma curiosa semelhança com algumas Archaea encontradas aqui na Terra.
Uma missão para procurar sinais de vida antiga na calota de gelo de Marte envolveria o desembarque de uma espaçonave nessa calota de gelo e a implantação de vários MICE (Martian Ice Cap Explorers), que são aparelhos de fusão nuclear, além de um pacote de instrumentos projetado para procurar sinais da vida antiga. O MICE então se derreteria através da calota de gelo, com a água congelando atrás deles, em um padrão de busca que poderia se estender por muitos quilômetros, tanto na horizontal quanto na vertical. Cada sonda se comunicava com seus vizinhos mais próximos (e a nave-mãe) por meio de rádios de alta potência, que podiam facilmente penetrar até um quilômetro de gelo. O protocolo de rede permitiria bons dados e resiliência, além de comando e controle em tempo quase real dos cientistas de volta à Terra.
O ingrediente secreto? Água! Gelo derretido seria usado para produzir água quente e hidrogênio; a água quente seria usada como jato direcional para derreter o gelo e depois circular de volta pela cavidade cheia de água no gelo, movendo a sonda na direção do jato. A água também seria a proteção para os instrumentos, atenuando a radiação do reator em um fator de um milhão, um bilhão ou mais, o que for necessário. O hidrogênio, produzido por eletrólise, daria à sonda a flutuabilidade necessária. Finalmente, a água seria o refrigerante primário do reator nuclear e vaporizaria o fluido de trabalho do gerador.
Tudo embrulhado em um reator, usina, pacote de jato de água de 100 kg ou menos!
A beleza do conceito de Maise et al. É que ele usa tecnologia robusta e comprovada; os reatores usariam barras de combustível de cerâmica de óxido de zircônio-urânio altamente confiáveis e um sistema de controle autônomo baseado em projetos industriais estáveis. Em tamanho, a seção inteira do reator / energia / água quente de uma unidade MICE não teria mais de 50 cm de diâmetro e 1,2 m de comprimento. “O início e a parada do reator seriam realizados com hastes de controle, conforme indicado pelo sistema de controle autônomo. Isso não é diferente de qualquer outro reator nuclear. ” Cada unidade também teria cofres redundantes e autônomos; no caso de algo catastrófico, o reator se desligaria rápido o suficiente para evitar danos.
Mas e quanto a procurar sinais da vida antiga? O design modular é a chave da abordagem de Maise et al. o pacote de instrumentos - anexado à unidade do reator / energia / água quente por um tubo rígido de 2 m de comprimento - compreenderia vários instrumentos diferentes, jatos de água quente e a unidade de radiocomunicação. A modularidade permite que uma ampla gama de instrumentos seja considerada, com a seleção final sendo feita perto do lançamento. À medida que a água derretida circula pela embalagem do instrumento, a coleta de amostras é muito direta. Assim como na Terra, os olhos provavelmente darão as melhores indicações da vida marciana antiga, então o principal instrumento é um microscópio. O complemento é o analisador 'lab-on-a-chip', capaz de detectar uma ampla gama de 'bioassinaturas', incluindo a presença de ácidos nucleicos. Talvez o mais emocionante, porque pode revelar a vida contemporânea em Marte, semelhante às proteobactérias e actinomicetos encontrados em 1999 sob 3,6 km de gelo antártico, é um "instrumento de detecção de vida baseado em câmara de crescimento", um "instrumento de detecção de vida extremamente sensível" com suposições mínimas. "
Além disso, instrumentos projetados para estudar glaciologia, paleoclima, geologia e geofísica poderiam ser construídos e adicionados a cada sonda MICE ou apenas a sondas selecionadas.
Quantos MICE? Uma missão de calota polar de Marte poderia ter de um a dezenas de MICE; a principal limitação é a massa total e o tamanho da espaçonave. Com os foguetes de hoje, uma missão com doze MICE deve ser possível; com foguetes planejados, como os baseados na tecnologia MITEE (MIniature reatTor EnginE), o limite superior provavelmente seria de cerca de 60.
E a Europa? A maior diferença entre uma missão de calota polar Europan e Marte seria adaptar o MICE para nadar, uma vez que penetrasse os 10 km de gelo que cobre o oceano da Europan. Ah, e talvez uma chance muito maior de encontrar vida hoje do que meros traços da vida de ontem.
Conclusão: o MICE encontra vida em Marte (data de 31 de junho de 2015)!
* Multi-MICE: Uma rede de criopróbios nucleares interativos para explorar placas de gelo em Marte e Europa: http://www.niac.usra.edu/files/studies/abstracts/1059Maise.pdf
** J. Powell, J. Powell, G. Maise e J. Paniagua, Plus Ultra Technologies, Shoreham, NY, AIAA-2004-6049. Conferência e Exposição Space 2004, San Diego, Califórnia, 28 a 30 de setembro de 2004
