Robots de Nariz Caliente Rompen el Hielo

Robots de Nariz Caliente Rompen el Hielo

Por :Emilio Jiménez

El impresionante paisaje de los campos glaciares de Noruega puede asemejarse al de mucho planetas helados. Esta circunstacia está siendo ya aprovechada por los investigadores de la NASA.

Por Plantilla de Escritores de Noticias de Astrobiología

Un equipo científico aventurero ha regresado recientemente de los campos glaciales de la Noruega profunda habiendo testado un instrumento que algún día puede ser utilizado para explorar áreas bajo las superficies congeladas de otros mundos.

Un equipo científico aventurero ha regresado recientemente de los campos glaciales de la Noruega profunda habiendo testado un instrumento que algún día puede ser utilizado para explorar áreas bajo las superficies congeladas de otros mundos. Como demostración por parte del Jet Proulsion Lab and Caltech, su recoge-hielo robótico, bautizado como Cryobot, luce una nariz caliente en forma de cono especialmente diseñada para fundir el terreno y taladrar criogénicamente. Su profundidad más reciente es la equivalente a un manto de hielo del tamaño de un edificio de ocho plantas, o 23 metros (75 pies) en un glaciar.

Taladrar en un glaciar combina un entorno extremo con nueva tecnología para navegar y mostrar el manto de hielo de debajo. El equipo supone la existencia de un límite en la exploración profunda de lo que previamente se confió en la órbita o en la observación de la superficie, pero ahora se puede incluir sondas para taladrar subterráneamente. “Si se quiere aprender acerca de la historia del clima de Marte, lo cual es importante para la búsqueda de vida, quieres examinar los estratos de las capas polares, y así es como puedes hacerlo,” dijo Stott Anderson, geofísico en el equipo de pruebas de campo del Cryobot.

El Cryotob en sí mismo es una sonda cilíndrica de alta tecnología de alrededor de 1 metro (3.3 pies) de largo y 12 centímetros (5 pulgadas) de diámetro. Minimizando tamaño y potencia en su diseño, el equipo del Cryobot ha modelado casi un taladro autopropulsado. Agua caliente hacia abajo funde el hielo y la gravedad proporciona el impulso para alcanzar grandes profundidades. Desde detrás del robot, una soga de alambre umbilical hasta la superficie mantiene sus enlaces electrónicos vivos. Incluso si el agujero taladrado comienza a recongelarse en la superficie del Cryobot, la sonda robótica puede mantenerse en contacto con la superficie y continuar enviando datos valiosos de la exploración a los investigadores. Este diseño minimiza la posible contaminación durante la exploración de los medios prístinos.

Además de explorar glaciares antiguos y sus lagos subterráneos en la Tierra como signos de vida primitiva, el éxito de los primeros testeos del Cryobot también extiende su posible ámbito de misión para explorar Marte y Europa. Denota Wayne Zimmerman, ingeniero líder del trabajo, “nunca ha habido una sonda que haga lo que ésta.”

Carrera por el primer puesto

Testando la fiabilidad de tal taladro de nariz caliente requiere viajar a un glaciar en la isla de Spitsbergen, muy al norte del Círculo Ártico en el territorio administrado por Noruega llamado Svalbad. Aunque no se trata de un reto como el de robots remotos en otros planetas o satélites, los investigadores aún afrontan desafíos trabajando en el polo norte. “El polo norte es el hogar del oso polar. Tenemos cuidado al testar en un lugar para no perturbar su medio y el Instituto Polar Noruego proporciona seguridad ante los osos polares,” dijo Dr. Lloyd Frend, jefe de trabajo del Cryobot y líder del equipo de investigadores del Jet Propulsión Cryobot. “No vimos ningún oso polar durante nuestra estancia. Sufrimos algún terremoto de hielo o alguna fractura en el glaciar y nevadas muy duras. Tuvimos que cavar para salir de nuestras tiendas de campaña.”

Para ayudar con los tests, el equipo confió en la ayuda del Instituto Polar Noruego y del Centro Espacial Noruego para verificar la penetración en el hielo y que pudiera taladrar 8 plantas bajo el glaciar. “En el pasado, Estados Unidos y Noruega participaron en una carrera para llegar al Polo Norte de la Tierra,” dijo French. “Ahora, con la ayuda del Instituto Polar Noruego y el Centro Espacial Noruego, estamos cooperando para una posible forma de explorar otro Polo Norte, en Marte.”

Rompiendo el Hielo: De Europa a Europa

“Inicialmente, la exploración de Europa era una de las especificaciones del Cryobot,” Dice French. Europa, una de las lunas de Júpiter, se cree que tenga un océano salino bajo su superficie helada. “En los medios salinos, como los océanos de la Tierra, se dan fenómenos de corrosión. Los instrumentos oceanográficos nos han proporcionado comprensión acerca de esto.
Las radiaciones también son un factor en la superficie de Europa. El efecto de la radiación se reduce en las profundidades porque el hielo actúa como escudo para proteger el hardware contra la radiación.” Por si fuera poco enfrentarse con la sal corrosiva del posible océano de Europa y la alta radiación de Júpiter no fuese reto suficiente, la temperatura estimada de Europa el de alrededor de –190º C, o cercano a –400 F.

Utilizar el Cryobot puede proporcionar la tecnología necesaria para una nueva forma de romper el hielo. Pero si el equipo utiliza tales cryobots en otros entornos extremos, bien en la tierra u otro sitio, el taladrar profundamente puede ser necesario. Taladrar hasta los depósitos de antigua agua fresca como el Lago Vostok, el cuarto lago más grande de la Tierra, cuya profundidad es de más de 2.5 millas (4 Km.) tendrá que alcanzarse. La superficie de Europa, salada y congelada se estima que mida más de 10 millas de profundidad.

Pero en los tests de laboratorio hasta ahora, “las limitaciones de profundidad para el Cryobot son más dependientes del tiempo,” dice el Dr. French. “Nos llevó aproximadamente 4 días alcanzar una profundidad de 23m o ~15 pies. Las limitaciones de (el laboratorio) la profundidad son que únicamente podemos construir una torre de hielo de 5m de altitud. Por lo tanto necesitamos desplazarnos hasta el campo para profundidades mayores.”

Sondas anteriores que operaron a grandes profundidades glaciales sufrieron de un sinfín de defectos de ingeniería: necesidad de gran potencia, navegación pobre, falta de excavación cuando los agujeros comenzaban a llenarse por encima, o sondas de gran tamaño combinadas con poco espacio para carga científica. “Como propuestas para desarrollos en la Tierra y Marte, los elementos medioambientales comunes nos proporcionan especificaciones de temperatura y presión,” dice French. “Las especificaciones de potencia y comunicaciones dependen de los tres diferentes medios, Terrestre, Marciano y Europeo.”

En términos de enviar una sonda tipo Cryobot a un medio extraterrestre, “El tamaño es una cuestión importante,” dice el Dr. French. “Esta cuestión implica la capacidad de la misión y su regreso. Este desarrollo es para aplicación en la superficie planetaria, por lo que esta plataforma de instrumentos necesitará tener una pequeña masa en tierra. La variedad de instrumentos necesitan ser lo suficientemente pequeños para empaquetarlos firmemente dentro de la bahía de instrumentos. Incrementar el diámetro para los instrumentos podríamos dar un salto de un 40% en potencia calorífica.”

¿Qué sigue?

Desde que el Cryobot alcanzó 8 pisos bajo el glaciar Noruego, el siguiente paso parece ser continuar presionando sobre los tests de ingeniería. De acuerdo con French, sus tests ya han “establecido un llamativo punto de apoyo para abrir nuevos medios bajo la superficie para el estudio científico.” Una instrumentación más avanzada en el robot lo preparará para la utilización y operaciones remotas en la capa de hielo Marciana o los océanos salados de Europa.

Dotando al Cryobot con cámaras y sensores químicos parece ser el próximo paso para los investigadores. “Un sistema de cámaras típico es ideal para reflejar el aterrizaje y los depósitos,” dice French, “y un sensor químico para el pH y las sales.”