Ρομποτικός διαστημικός εξερευνητής για τα παγωμένα φεγγάρια του Ηλιακού Συστήματος. Tunneling Cryobot Robot May Explore Icy Moons

An artist's impression of a torpedo-shaped cryobot having penetrated through Europa's ice layer and released a probe into the ocean below. Credit: NASA/JPL

Η Ευρώπη, ο δορυφόρος του Δία, καθώς και άλλα παρεμφερή παγωμένα φεγγάρια, αποτελούν προορισμούς εξαιρετικά υψηλού ενδιαφέροντος, τόσο για τη NASA, όσο και για τις άλλες διαστημικές υπηρεσίες του κόσμου, καθώς θεωρείται πιθανόν να φιλοξενούν ζωή.

Jupiter’s moon Europa, a world of ice and ocean. Credit: NASA/JPL–Caltech/SETI Institute

Ωστόσο, τα δεδομένα είναι διαφορετικά σε σχέση με αυτά (τα λίγα) που γνωρίζουμε σήμερα για αποστολές σε άλλους κόσμους, και ως εκ τούτου είναι σε εξέλιξη η τεχνολογική έρευνα για μέσα που θα είναι σε θέση να ανταπεξέλθουν στις απαιτήσεις τέτοιων αποστολών.

Could a liquid water ocean beneath the surface of Jupiter’s moon Europa have the ingredients to support life? Here's how NASA's mission to Europa would find out.

Σε αυτό το πλαίσιο, στον προϋπολογισμό της NASA για το 2016 περιλαμβάνονται 30 εκατ. δολάρια για την ανάπτυξη του Europa Clipper concept, για την αναζήτηση ιχνών ζωής. Ωστόσο, δεν θα φέρει μαζί του σκάφος προσεδάφισης, οπότε και η επόμενη αποστολή (αυτή του Europa Clipper αναμένεται κατά το 2025) θα είναι πιο εξερευνητικού χαρακτήρα, καθώς θα πρέπει να τρυπήσει τον πάγο και να κινηθεί από κάτω του.

Artist’s concept shows a simulated view from the surface of Jupiter’s moon Europa. Image credit: NASA / JPL-Caltech.

Κι εδώ υπεισέρχονται τα αποκαλούμενα «cryobots», που θα μπορούν να ανοίξουν τούνελ μήκους 20 με 30 χιλιομέτρων στον πάγο, διατηρώντας την επικοινωνία με την επιφάνεια παράλληλα και αντέχοντας τις τεράστιες πιέσεις κάτω από τον πάγο.

Dr Bill Stone with VALKYRIE. Credit: Stone Aerospace

Όπως αναφέρεται σε σχετικό δημοσίευμα του space.com, σε αυτό το πλαίσιο κινείται η δουλειά του Μπιλ Στόουν και της εταιρείας του, Stone Aerospace, δοκιμάζοντας το πλέον ανεπτυγμένο cryobot στον κόσμο, με την ονομασία VALKYRIE (Βαλκυρία)- Very deep Autonomous Laser-powered Kilowatt-class Yo-yoing Robotic Ice Explorer- με την χρηματοδότηση του προγράμματος ASTEP της NASA.

H «Βαλκυρία» χρησιμοποιεί λέιζερ και άλλες προηγμένες μεθόδους για να ανοίξει δρόμο στον πάγο- όπως αναφέρει ο ίδιος ο Στόουν, το ρομπότ αυτό λειτουργεί.

Το 2003 η εταιρεία έλαβε χρηματοδότηση από τη NASA για το DEPTHX (Deep Phreatic Thermal eXplorer), ένα αυτόνομο ρομπότ για την εξερεύνηση των βυθών, με το βλέμμα κάποια στιγμή προς την εξερεύνηση της Ευρώπης.

Concept art of VALKYRIE cryobot from Stone Aerospace. Credit: Stone Aerospace

Το VALKYRIE αποτελεί εξέλιξη του ρομπότ εκείνου, με τη δυνατότητα να αφήνει την πηγή ενέργειάς του στην επιφάνεια και να μεταδίδει την ενέργεια μέσω λέιζερ, περνώντας από μία οπτική ίνα πλάτους μερικών microns.

Επί της παρούσης, το VALKYRIE διαθέτει ένα λέιζερ μόλις των 5 kilowatt, ωστόσο για τα δεδομένα του παγωμένου δορυφόρου του Δία απαιτούνται ανάμεσα σε 250 kilowatts και ένα megawatt.

Looking down a hole in the Matanuska glacier that has just been melted by the passage of the VALKYRIE probe. The yellow cable sheaths the laser fiber.  Credit: Stone Aerospace

To cryobot χρησιμοποιεί την ενέργεια του λέιζερ για να θερμαίνει νερό, λιώνοντας τον πάγο μπροστά, ενώ το νερό από πίσω παγώνει πάλι γύρω από την ίνα, επιτρέποντας διατήρηση της ροής ενέργειας και δεδομένων. Το 2014 κατάφερε να κατεβεί σε βάθος 31 μέτρων στον παγετώνα Ματανούσκα, αλλά κατά τον Στόουν οι δυνατότητές του είναι πολύ μεγαλύτερες.

Πέρα από τη διάτρηση του πάγου, υπάρχει και το θέμα της κίνησης στον παγωμένο ωκεανό: εκεί την αποστολή θα αναλάβει το DEPTHX και ένα νέο αυτόνομο υποβρύχιο ρομπότ, το ΑRTEMIS (Autonomous Rover/ airborne – radar Transects of the Environment Beneath the McMurdo Ice Shelf), που θα είναι σε θέση να λειτουργεί ως «μητρικό σκάφος» αποστέλλοντας μικρότερα drones σε περιοχές ενδιαφέροντος.

Ενεργά ηφαίστεια στην Αφροδίτη. Study suggests active volcanism on Venus

Καλλιτεχνική απεικόνιση των ενεργών ηφαιστείων της Αφροδίτης. Artist's impression of a volcano erupting on Venus. Whether Venus really is active today is a hot topic in planetary science. Credit: ESA - AOES Medialab

Μία νέα μελέτη επιβεβαιώνει προηγούμενες που δείχνουν ότι η Αφροδίτη, ο κοντινότερος πλανήτης στη Γη, κατά πάσα πιθανότητα είναι ακόμη ενεργή ηφαιστειακά.

Νέα ευρήματα

This perspective view of the geology of Venus superposed on topography shows a broad topographic rise (Atla Regio) in the center (red, with radiating purple spokes) and surrounding volcanic plains (green and blue). The large Venus volcano Ozza Mons (red, center) is several hundreds of miles across. Radiating from this rise are numerous tectonic rift zones (mapped in purple), regions of stretched and faulted crust of Venus. Although geologically relatively recent in the 4.5 billion year history of Venus, these terrains could be many hundreds of million years old and no longer active. New images and measurements from the European Space Agency Venus Express Camera, however, show evidence that parts of the rift zones are the locations of active volcanism, providing compelling evidence that Venus in general, and the rift zones in particular, continue to be sites of volcanic and tectonic activity well into the modern era. In this image, color data was obtained from the global geological map of Venus (Ivanov & Head, 2011), texture data was acquired from Magellan Synthetic Aperture Radar (SAR) Left-Look FMAP (full resolution radar map) global mosaic, both draped over Magellan Global Topography data. Ivanov, M. A., and J. W. Head III (2011), Global geological map of Venus, Planet. Space Sci., 59, 1559-1600, doi: 10.1016/j.pss.2011.07.008. Credit: Ivanov/Head/Dickson/Brown University

Η Αφροδίτη είναι καλυμμένη από ένα πυκνό νέφος, με συνέπεια οι αστρονόμοι να δυσκολεύονται να κάνουν άμεσες παρατηρήσεις και έτσι να βασίζουν τα δεδομένα τους κυρίως σε στοιχεία από ραντάρ και άλλα μήκη κύματος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας πέρα από το ορατό φως.

Τα τελευταία χρόνια υπήρξαν ενδείξεις για ροές λάβας στην επιφάνεια του πλανήτη. Τώρα, οι επιστήμονες έχουν σαφέστερες από ποτέ ενδείξεις ότι υπάρχουν μέχρι σήμερα ενεργά ηφαίστεια στην Αφροδίτη, καθώς εντόπισαν ορισμένα καυτά σημεία, όπου παρατηρούνται μεγάλες αλλαγές θερμοκρασίας σε διάστημα λίγων μόνο ημερών. Εκτιμάται ότι οι θερμοκρασιακές μεταβολές οφείλονται στη συνεχιζόμενη ηφαιστειακή δραστηριότητα.

Infographic summarising three key pieces of evidence that can be explained by recent volcanic activity on Venus. Credit: ESA

Η ανάλυση των στοιχείων από το σκάφος Venus Express του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), στο υπέρυθρο μήκος κύματος που μπορεί να διαπεράσει το νέφος πάνω από την επιφάνεια, δείχνει ότι αυτά τα εφήμερα καυτά σημεία καλύπτουν έκταση από ένα τετραγωνικό χιλιόμετρο έως 200 χλμ., με την θερμοκρασία τους περιοδικά να ξεπερνά τους 825 βαθμούς Κελσίου, πολύ πάνω από τον μέσο όρο των 480 βαθμών για τον πλανήτη.

Όταν η λάβα (εφόσον όντως πρόκειται για λάβα) κρυώνει κάπως, τότε η θερμοκρασία επανέρχεται στα συνήθη επίπεδα. Η σχετική διεθνής μελέτη, με επικεφαλής τον Ε. Β. Σαλίγκιν του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ της Γερμανίας, παρουσιάστηκε στην επιθεώρηση «Geophysical Research Letters».

Πηγή: "Active Volcanism on Venus in the Ganiki Chasma Rift Zone," E. V. Shalygin, Geophysical Research Letters, 2015. onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015GL064088/full

Ινδιάνος ήταν ο «Πρώτος Αρχαίος». 8,500-Year-Old 'Kennewick Man' Is Native American

Ο άνθρωπος Kennewick ήταν όπως φαίνεται ινδιάνος και δεν είχε σχέση με ευρασιατικές φυλές. A new study has found that the 8,500-year-old skeleton known as Kennewick Man contains DNA that is most closely related to modern-day Native Americans. Here, a clay facial reconstruction of Kennewick Man was carefully sculpted around the morphological features of his skull. Credit: Sculpted bust of Kennewick Man by StudioEIS based on forensic facial reconstruction by sculptor Amanda Danning. Photo by Brittney Tatchell, Smithsonian Institution

Το 1996 στις όχθες του ποταμού Κολούμπια στην πολιτεία της Ουάσιγκτον (η πιο βορειοδυτική πολιτεία των ΗΠΑ) εντοπίστηκε ο σκελετός ενός ανθρώπου ηλικίας εννέα χιλιάδων ετών που ονομάστηκε άνθρωπος Kennewick. Οι τοπικές φυλές των ινδιάνων θεώρησαν ότι πρόκειται για ένα από τους πρώτους προγόνους τους και μάλιστα τον ονόμασαν «Πρώτο Αρχαίο».

Forensic anthropologist Kari Bruwelheide arranging the bones of Kennewick Man, who was tall for his time and lived as a hunter-gatherer. Credit: Photo by Chip Clark, Smithsonian Institution

Οι ινδιάνοι απαίτησαν ο σκελετός να θαφτεί άμεσα γιατί αποτελεί βλασφημία για αυτούς και τις παραδόσεις τους να παραμένει έξω από το χώμα και πολύ περισσότερο να γίνει αντικείμενο μελέτης. Όμως ομάδα ανθρωπολόγων υποστήριξε ότι επρόκειτο για τον πιο καλοδιατηρημένο και ολοκληρωμένο σκελετό τέτοιας ηλικίας και ότι οι πρώτες παρατηρήσεις δείχνουν ότι ο άνθρωπος αυτός δεν διέθετε ινδιάνικα χαρακτηριστικά αλλά έμοιαζε με άνθρωπο της Καυκάσιας φυλής. Για αυτό κινήθηκαν δικαστικά και τελικά το 2004 κατάφεραν να κερδίσουν απόφαση που επέτρεπε την μελέτη του σκελετού.

DNA from the 8,500-year-old skeleton of an adult man found in 1996, in Washington, is more closely related to Native American populations than to any other population in the world, according to an international collaborative study. GeoGenetics clean lab. Credit: Mikal Schlosser

Αρχικά οι ανατομικές μελέτες στον άνθρωπο Kennewick έδειχναν ότι είχε κοινά χαρακτηριστικά με Ευρωπαίους αλλά και χαρακτηριστικά με Ιάπωνες και Πολυνήσιους. Ομάδα επιστημόνων του Κέντρου ΓεοΓενετικής του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας της Δανίας και του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης κατάφερε να εξάγουν DNA από τον σκελετό.

Experts collaborated to create a bust showing how Kennewick Man may have looked. New research shows the man may have been more closely related to Native American populations than any other population. Sculpted bust by StudioEIS; forensic facial reconstruction by sculptor Amanda Danning; photograph by Brittany Tatchell/Smithsonian.

Η ανάλυση του γενετικού υλικού έδειξε ότι ο άνθρωπος Kennewick έχει περισσότερα κοινά χαρακτηριστικά με τους ιθαγενείς της Αμερικής από ότι με κάποια άλλη ανθρώπινη φυλή. Μάλιστα η ανάλυση υποδεικνύει και την φυλή στην οποία ανήκε ο άνθρωπος αυτός. Πρόκειται για τη φυλή Colville κοινότητες της οποίας εξακολουθούν να υπάρχουν στην πολιτεία της Ουάσιγκτον. Η νέα μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Πηγή: Morten Rasmussen, Martin Sikora, Anders Albrechtsen, Thorfinn Sand Korneliussen, J. Víctor Moreno-Mayar, G. David Poznik, Christoph P. E. Zollikofer, Marcia S. Ponce de León, Morten E. Allentoft, Ida Moltke, Hákon Jónsson, Cristina Valdiosera, Ripan S. Malhi, Ludovic Orlando, Carlos D. Bustamante, Thomas W. Stafford, David J. Meltzer, Rasmus Nielsen, Eske Willerslev. The ancestry and affiliations of Kennewick Man. Nature, 2015; DOI: 10.1038/nature14625

Ναι, η κόλαση υπάρχει στο κέντρο της Γης! Researchers find Earth's core contain's 90% of planet's sulphur

Τεράστιες ποσότητες θείου βρίσκονται στον πυρήνα του πλανήτη. A cutaway of the Earth revealing the inner core and the Earth's other layers the outercore, the mantle and the crust.

Τελικά, μάλλον υπάρχει ένα ίχνος αλήθειας στους παλιούς μύθους ότι στα έγκατα της Γης, υπάρχει ένας καταχθόνιος κόσμος γεμάτος θειάφι, που μερικοί λένε και κόλαση. Νέες εκτιμήσεις των επιστημόνων επιβεβαιώνουν ότι ο πυρήνας του πλανήτη μας περιέχει τεράστιες ποσότητες παγιδευμένου θείου, δεκαπλάσιου από όσο υπάρχει στην επιφάνεια.

  

Η ανακάλυψη

Sulpher crystals. (James Petts/creative commons)

Ομάδα ερευνητών από τη Βρετανία, τη Γαλλία, την Ελβετία και τις ΗΠΑ υπολόγισε ότι ο πυρήνας της Γης περιέχει έως 8,5Χ10^18 τόνους θείου. Η ποσότητα αυτή -σχεδόν το 10% της μάζας της Σελήνης- είναι περίπου δεκαπλάσια σε σχέση με το θείο που έχει υπολογισθεί ότι υπάρχει στην υπόλοιπη Γη, συνήθως κοντά σε ηφαίστεια και θερμοπηγές.

Ο πυρήνας ξεκινά σε βάθος 2.900 χιλιομέτρων κάτω από τα πόδια μας και ασφαλώς είναι αδύνατον να μελετηθεί άμεσα από τους επιστήμονες. Όμως η νέα διεθνής μελέτη κατέφυγε σε έμμεσες γεωχημικές μεθόδους υπολογισμού σχετικά με τη χημική σύνθεση του πυρήνα.

Οι γεωεπιστήμονες υποπτεύονταν εδώ και καιρό ότι υπάρχει πολύ θείο στον πυρήνα, όμως είναι η πρώτη φορά που πιστεύουν ότι έχουν απτές ενδείξεις για τη συσσώρευσή του εκεί, γεγονός που φαίνεται να ενισχύει και τη θεωρία ότι το φεγγάρι σχηματίσθηκε από μια πλανητική σύγκρουση πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι αναλύσεις

A cataclysmic event in the distant past - when the Earth collided with a large, planet-sized body, tearing off the part which became our Moon - left a fingerprint, which has been used to confirm the core content.

Εδώ και δεκαετίες ήταν γνωστό -μέσω ανάλυσης των σεισμικών κυμάτων που διατρέχουν το υπέδαφος- ότι ο πυρήνας του πλανήτη μας είναι πολύ ελαφρύς για να αποτελείται μόνο από σίδηρο και νικέλιο. Συνεπώς οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι πρέπει να περιέχει και ελαφρύτερα χημικά στοιχεία, όπως το θείο, το οξυγόνο και ο άνθρακας, πράγμα όμως που είναι αδύνατο να επιβεβαιωθεί με παρατήρηση.

Ευτυχώς, η κατακλυσμική σύγκρουση που δημιούργησε κάποτε τη Σελήνη, πιθανότατα άφησε ένα χρήσιμο «δακτυλικό αποτύπωμα», καθώς -σύμφωνα με τις επιστημονικές εκτιμήσεις- η πρόσκρουση έλιωσε τον μανδύα της Γης (το ενδιάμεσο στρώμα μεταξύ φλοιού και πυρήνα), οδηγώντας στη δημιουργία ενός υγρού πλούσιου σε θείο, ένα μέρος του οποίου καταβυθίσθηκε και κατέληξε στον πυρήνα.

Η επιβεβαίωση αυτής της θεωρίας έγινε μέσω σύγκρισης της αναλογίας των ισοτόπων (ατόμων του ίδιου χημικού στοιχείου με ελαφρώς διαφορετική μάζα) στον φλοιό και στον μανδύα, με τα ανάλογα ισότοπα στους μετεωρίτες που έχουν βρεθεί στη Γη και πιστεύεται ότι ταιριάζουν καλύτερα με την αρχική χημική σύνθεση της Γης. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Geochemical Perspectives Letters».