Ein Schwarm von Robotern in Handygröße könnte auf Europa oder Enceladus nach außerirdischem Leben suchen

Eines Tages könnten Dutzende winziger Schwimmroboter unter der eisigen Hülle des Jupitermonds Europa oder des Saturnmonds Enceladus durch das Wasser flitzen und nach Anzeichen von außerirdischem Leben suchen. Das ist die Vision von Dr. Ethan Schaler vom Jet Propulsion Laboratory der NASA, dessen Konzept „Sensing With Independent Micro-Swimmers“ (SWIM) kürzlich mit 600.000 US-Dollar in Phase-II-Finanzierung aus dem Programm „Innovative Advanced Concepts“ (NIAC) der NASA ausgezeichnet wurde.

Diese Abbildung zeigt das Kryobot-Konzept der NASA namens Probe using Radioisotopes for Icy Moons Exploration (PRIME), das winzige SWIM-Roboter meilenweit unter einem Lander auf der gefrorenen Oberfläche einer Meereswelt in den Ozean einsetzt. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech.

„Meine Idee ist, wo können wir miniaturisierte Robotik nehmen und sie auf interessante neue Weise für die Erforschung unseres Sonnensystems einsetzen?“ sagte Dr. Schaler.

„Mit einem Schwarm kleiner Schwimmroboter sind wir in der Lage, ein viel größeres Volumen an Meerwasser zu erkunden und unsere Messungen zu verbessern, indem mehrere Roboter im selben Bereich Daten sammeln.“

Das SWIM-Konzept, das noch nicht Teil einer NASA-Mission ist, sieht keilförmige Roboter vor, die jeweils etwa 12 cm (5 Zoll) lang sind.

Etwa vier Dutzend von ihnen könnten in einen 10 cm (4 Zoll) langen Abschnitt eines Kryobots mit 25 cm (10 Zoll) Durchmesser passen und nur etwa 15 % des wissenschaftlichen Nutzlastvolumens einnehmen.

Das ließe viel Raum für leistungsfähigere, aber weniger mobile wissenschaftliche Instrumente, die während der langen Reise durch das Eis Daten sammeln und stationäre Messungen im Ozean liefern könnten.

So ehrgeizig das SWIM-Konzept auch ist, seine Absicht wäre es, Risiken zu reduzieren und gleichzeitig die Wissenschaft zu verbessern.

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Der Kryobot wäre über ein Kommunikationskabel mit dem oberflächengestützten Lander verbunden, der wiederum der Kontaktpunkt mit den Missionskontrolleuren auf der Erde wäre.

Dieser angebundene Ansatz, zusammen mit dem begrenzten Platz für ein großes Antriebssystem, bedeutet, dass der Kryobot wahrscheinlich nicht weit über den Punkt hinausfahren kann, an dem Eis auf Ozean trifft.

Beim SWIM-Konzept würden Dutzende kleiner Roboter über einen Kryobot durch die eisige Hülle eines fernen Mondes in den darunter liegenden Ozean hinabsteigen.  Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech.

Beim SWIM-Konzept würden Dutzende kleiner Roboter über einen Kryobot durch die eisige Hülle eines fernen Mondes in den darunter liegenden Ozean hinabsteigen. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech.

„Was ist, wenn Sie nach all den Jahren, die es gedauert hat, um in einen Ozean zu gelangen, an der falschen Stelle durch die Eisschale kommen?“ sagte Dr. Samuel Howell, Wissenschaftler des SWIM-Teams, ebenfalls vom Jet Propulsion Laboratory der NASA.

“Was ist, wenn es dort drüben Lebenszeichen gibt, aber nicht dort, wo Sie in den Ozean eingetreten sind?”

„Indem wir diese Schwärme von Robotern mit uns bringen, könnten wir ‚da drüben‘ hinschauen, um viel mehr von unserer Umgebung zu erkunden, als es ein einzelner Kryobot erlauben würde.“

SWIM würde es auch ermöglichen, Daten außerhalb der glühend heißen Atombatterie des Kryobots zu sammeln, auf die sich die Sonde verlassen würde, um einen Abwärtspfad durch das Eis zu schmelzen.

Einmal im Ozean würde diese Wärme der Batterie eine thermische Blase erzeugen, die das Eis darüber langsam schmilzt und möglicherweise Reaktionen hervorruft, die die Chemie des Wassers verändern könnten.

Darüber hinaus könnten die SWIM-Roboter in einem von Fischen oder Vögeln inspirierten Verhalten zusammenströmen und so Fehler in den Daten durch ihre überlappenden Messungen reduzieren.

Diese Gruppendaten könnten auch Gradienten zeigen: Temperatur oder Salzgehalt zum Beispiel, die über die kollektiven Sensoren des Schwarms zunehmen und auf die Quelle des Signals zeigen, das sie erkennen.

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„Wenn es Energiegradienten oder chemische Gradienten gibt, kann auf diese Weise Leben entstehen. Wir müssten vom Kryobot stromaufwärts gehen, um diese zu spüren“, sagte Dr. Schaler.

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Dieser Artikel basiert auf einem Text der National Aeronautics and Space Administration.

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