A NASA está embarcando em uma iniciativa inovadora para desenvolver robôs capazes de explorar mundos oceânicos no espaço, visando especificamente a exploração de mares subterrâneos sob espessas camadas de gelo de luas como Europa de Júpiter ou Encélado de Saturno. Esta iniciativa, discutida em um workshop patrocinado pela NASA em fevereiro de 2023, gira em torno do conceito de “criobots”, uma abordagem inovadora para a exploração espacial.
Diferentemente dos métodos tradicionais de perfuração, os criobots operam derretendo o gelo, permitindo que penetrem nas espessas camadas de gelo dessas luas extraterrestres. Este método é uma mudança em relação às técnicas de perfuração terrestres, atualmente utilizadas para explorar geleiras e calotas polares na Terra. No entanto, as condições em luas como Europa e Encélado são muito mais extremas, com gelo mais frio e espesso, e comportamentos menos previsíveis.
Uma ilustração mostra um robô criobot nadando pelo oceano de Europa em busca de vida. (Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech)
O desenvolvimento desses criobots tem sido foco de pesquisa sob os programas da NASA para Acesso Subsuperficial para Exploração Científica em Europa (SESAME) e Conceitos para Tecnologia de Detecção de Vida em Mundos Oceânicos (COLDTech). Esses programas têm sido fundamentais para avançar no entendimento dos mundos oceânicos cobertos por gelo, e o workshop no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) forneceu uma plataforma para os cientistas integrarem esses novos insights na arquitetura da missão dos criobots.
A motivação principal para essas missões é a busca por vida, impulsionada pela hipótese de que a água é essencial para a vida como a conhecemos. A descoberta de vastos oceanos de água líquida sob as superfícies geladas das luas do nosso sistema solar tem fascinado os astrobiólogos. Esses oceanos são vistos como habitats potenciais para a vida microbiana, que, se descoberta, revolucionaria nosso entendimento da vida no universo.
O workshop no Caltech identificou quatro aspectos-chave críticos para o desenvolvimento de um criobot capaz de explorar esses mundos aquáticos alienígenas: energia, capacidade térmica, mobilidade e comunicação. Cada um desses aspectos apresenta desafios únicos e requer soluções inovadoras.
Para as necessidades de energia, o criobot precisa de um sistema robusto, provavelmente alimentado por energia nuclear, capaz de gerar calor suficiente para derreter o gelo espesso. O sistema deve ser projetado para suportar a imensa pressão dos mares alienígenas profundos. Precedentes para tais sistemas existem, como o sistema de energia térmica usado pela espaçonave Cassini e os Geradores Termoelétricos de Radioisótopos (RTGs) implantados nos oceanos da Terra. No entanto, adaptar esses sistemas para as condições em Europa ou Encélado exigirá avanços significativos.
O gerenciamento térmico é outro aspecto crítico. O criobot precisa manter uma temperatura interna segura, apesar do intenso calor que gera. Isso poderia ser alcançado através de circuitos de fluido duplo: um para resfriamento interno e outro para circular a água de gelo derretido entre o criobot e seu ambiente. Embora sistemas semelhantes tenham sido desenvolvidos, são necessários mais refinamentos para as condições únicas das luas geladas.
Mobilidade e navegação através do gelo apresentam outro conjunto de desafios. O criobot deve ser capaz de penetrar no gelo que pode conter impurezas como rocha e sal. Técnicas como corte mecânico ou jatos de água de alta pressão podem ser empregadas. No entanto, a presença de grandes obstáculos, como rochas sólidas ou vazios no gelo, exige o desenvolvimento de sistemas de direção sofisticados e sensores para navegar por essas barreiras.
Comunicação é o aspecto final crítico. É necessário um sistema para transmitir dados do criobot para uma unidade baseada na superfície. Na Terra, cabos de fibra óptica são usados, mas no ambiente extraterrestre, o movimento e a mudança do gelo podem representar um risco de quebra desses cabos. Métodos alternativos, como frequências de rádio, acústica ou campos magnéticos, estão sendo investigados para transmitir dados através do gelo alienígena.
Além desses quatro aspectos, o workshop também considerou outros elementos necessários para uma missão de criobot bem-sucedida. Estes incluem instrumentos para amostragem e análise de líquidos coletados, sistemas de ancoragem de gelo para módulos de superfície e materiais para a superfície do criobot que possam resistir ao ambiente alienígena.
Apesar dos inúmeros desafios, o workshop concluiu que uma missão de criobot para as luas geladas do nosso sistema solar é viável e representa um passo significativo em direção à descoberta de vida extraterrestre. A missão Europa Clipper, prevista para ser lançada em 2024 e chegar a Europa em 2030, deverá desempenhar um papel crucial na investigação de potenciais perigos para futuras missões de criobot.
