Ученые создали «инопланетный океан» для проверки качеств подводного робота

Создание подводной лодки — сложная задача, которую решают научно-исследовательские институты, конструкторские бюро и специализированные судоверфи. Но если речь идет о создании подводного аппарата, который должен работать в условиях низких температур, в такой среде, как смесь жидкого метана и бутана, то сложность задачи возрастает много кратно.

Исследователи из Вашингтонского университета в настоящее время сотрудничают с НАСА для того, чтобы понять, каким должен быть плавающий зонд для Титана. На этой планете есть моря и океаны из органических углеводородов. Также высказываются предположения, что там может существовать жизнь. Как бы там ни было, но ученые весьма заинтересованы в дальнейшем изучении этого спутника Сатурна.
Ну а поскольку достаточно значительная часть поверхности Титана покрыта жидкими углеводородами, то ученые посчитали, что лучшим решением для изучения планетоида будет плавающий автономный робот. НАСА планирует отправить на Титан именно такое устройство. Правда, не сейчас, а лет через 20. Уж очень много всего необходимо сделать для изучения условий спутника Сатурна и подгонки устройства под эти условия.


Вот такой он, рукотворный океан из жидких углеводородов

Для того, чтобы проектировать робота для инопланетного океана, температура в котором гораздо ниже нуля градусов Цельсия, ученые решили воссоздать условия Титана здесь, на Земле. Эксперты говорят, что по многим характеристикам Титан похож на Землю. К сожалению, на Титане нет условий, пригодных для существования земных организмов. Но какая-то особенная, своя жизнь здесь вполне может существовать.

Кроме Земли, это единственный объект в Солнечной системе, где идут дожди, текут реки, есть облака. Правда, вместо воды здесь основной служит метан.

Понятно, что подводный зонд, созданный НАСА, должен работать исключительно в автономном режиме. Он должен быть устойчивым к внешним факторам, уметь определять препятствия, а также залегать на дне. Задача по созданию аппарата сложна еще и потому, что в отличие от наземных водоемов, где плотность жидкости примерно одна и та же, концентрация метана и этана на Титане разнится от региона к региону. Соответственно, меняется и плотность жидкости, прием довольно сильно.

Первым решил построить «метановую подлодку» для Титана бывший аспирант Вашингтонского университета Айан Ричардсон. Он получил от НАСА заказ на разработку погружного зонда, который способен выдержать экстремальные (по крайней мере, для Земли) погодные условия. Первым делом он занялся воссозданием атмосферы Титана в лаборатории, используя разные механизмы для отслеживания условий, царящих на планетоиде.

«Моя работа заключается в том, чтобы искать и принимать правильные решения, и я пытаюсь делать это. Вообще говоря, все это больше похоже на сумасшедший эксперимент, но это один из немногих шансов прикоснуться к действительно интересному проекту. Все это — весьма увлекательно, поскольку мы решаем ряд задач», — говорит Айан.

Что касается самого «метанового океана», то ученые воссоздали среду Титана, а также воспользовались двухдюймовым нагревателем для моделирования условий среды Титана и взаимодействия ее с подводным аппаратом. Интересно, что если двигаться слишком быстро, выделяя много тепла, то подводную систему сразу же окружает большое количество пузырьков с газовой смесью, что изменяет условия среды, в которой должен работать зонд.

Одна из проблем, которая встретилась ученым — сложность в съемках фото или видео в таких экстремальных условиях. Исследователи посчитали, что лучшим выходом для решения этой проблемы может стать так называемый бороскоп. Это
оптический прибор, состоящий из жесткой трубки с окуляром на одном конце (дистальном) и объективом с дугой стороны (на проксимальном конце), связанных между собой оптической системой. Оптическая система окружена оптоволокном для передачи света внутрь исследуемой области.

«Если вокруг условия, которые сложно назвать дружелюбными, то вы должны выдавать оригинальные решения», — говорит один из членов команды. После адаптации существующих технологий к условиям Титана ученым все уже удалось снять видео в том самом бассейне из жидких углеводородов.

По мнению специалистов, созданная установка является хорошим подспорьем в разработке надежного аппарата для изучения глубин Титана.