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Un outil pour trouver la vie dans l'espace
L'intérêt pour la possibilité d'une vie extraterrestre conduit les scientifiques à concevoir des méthodes pour étudier les régions les plus extrêmes de la Terre, dans l'espoir que de telles recherches permettront non seulement de mieux comprendre comment la vie pourrait se maintenir sur Mars ou Jupiter, mais aussi dans équipements qui pourraient un jour être utilisés dans l'espace. C'est le cas à l'Université de l'Illinois à Chicago (UIC), où des scientifiques ont collaboré avec des chercheurs de la NASA pour concevoir un véhicule sous-marin autonome (AUV) qui sondera les eaux glacées de l'Antarctique. Le dispositif robotique, appelé endurance , cartographiera la composition biologique et géochimique du lac Bonney recouvert de glace en trois dimensions à l'aide d'outils qui, selon les scientifiques, seront un jour utilisés dans l'espace.
Découverte glaciale : L'endurance du véhicule sous-marin autonome est d'environ quatre pieds de haut et trois pieds de large. Il devrait être abaissé à travers une perceuse ou un trou de fonte dans le lac Bonney lié à la glace de l'Antarctique en novembre 2008. Il est conçu pour sonder les eaux et créer des cartes 3D de l'écosystème sous-marin à l'aide d'outils qui pourraient un jour être enrôlés pour rechercher pour la vie extraterrestre.
Le concept de l'explorateur est dérivé d'un projet dirigé par le programme Astrobiologie, science et technologie pour l'exploration des planètes de la NASA ( UNE ÉTAPE ). Le groupe, à la recherche de la vie microbienne, utilise un AUV appelé profondeurx pour cartographier les grottes sous-marines du Mexique. Une fois le projet terminé, le véhicule sera repensé par ses constructeurs, Pierre Aérospatiale , une société basée au Texas, pour Lake Bonney.
Alors que les systèmes de propulsion et de navigation entre [endurance et depthx] seront similaires, le paquet scientifique sera complètement différent, dit Pierre Doran , professeur agrégé de sciences de la terre et de l'environnement à l'UIC et chercheur principal du projet, qui a formulé la proposition initiale. Nous construisons un tout nouveau véhicule pour découvrir comment cartographier au mieux un grand plan d'eau couvert de glace. Les deux systèmes sont financés par la NASA et conçus par Stone Aerospace. L'endurance fera également partie de l'ASTEP.
Contrairement à depthx, qui nage dans l'eau chaude à différentes profondeurs à l'aide de systèmes de visualisation et qui prélève des échantillons d'eau pour collecter des données, l'endurance sera jetée dans l'eau à travers une perceuse ou un trou de fonte dans la glace et nagera au sommet de l'eau . Un ensemble déployable qui comprendra un nouvel ensemble de capteurs conçus pour détecter les molécules organiques et caractériser les formes de vie sera attaché à lui. En abaissant le paquet dans certaines zones d'étude, les scientifiques aideront à préserver l'environnement vierge de l'Antarctique. Un lecteur flash embarqué rassemblera les données à transmettre à un laboratoire de visualisation à Chicago qui générera des images 3D, des cartes et des graphiques du lac.
Le plus récent des capteurs déjà en développement pour l'endurance utilise une spectrométrie Raman pour mesurer la composition de la glace. Ce capteur diffère des autres spectromètres de spectroscopie tels qu'une spectrométrie d'émission infrarouge par son utilisation du faisceau laser pour exciter activement les objets d'étude. En détectant les changements de propriétés de la lumière rebondissant sur les objets cibles, le capteur peut déterminer la composition chimique d'un objet donné à n'importe quelle profondeur du lac qu'il choisit d'étudier. L'étude de différentes profondeurs du lac permettra aux scientifiques de créer un profil des compositions chimiques de ses nombreux niveaux.
C'est une technique de détection très sensible qui peut mesurer de petites molécules organiques comme le dioxyde de carbone, les lipides et différentes fragmentations, ce qui en fait un très bon détecteur de biomarqueurs, explique Ben Chen , un scientifique principal du NASA Ames Research Center (ARC), qui dirige le développement du spectromètre.
Les scientifiques de la NASA s'efforcent d'augmenter encore la sensibilité du spectromètre en enrobant la sonde - un faisceau de fibres que la lumière traverse pour éclairer la cible et qui reçoit également le signal qui rebondit - dans des nanomatériaux d'or et d'argent. Cela améliorera les propriétés électromagnétiques et plasmoniques de la sonde sur un appareil, explique Chen. Les scientifiques de la NASA avaient initialement prévu de déployer une forme du spectromètre Raman sur Esprit , le rover de Mars, mais parce qu'ils s'inquiétaient de la durabilité de l'appareil, ils ont retiré le spectromètre à la dernière minute.
Les scientifiques travaillant sur l'endurance prévoient de se rencontrer au Mexique dans un mois pour discuter plus en détail des reconstructions technologiques de depthx avec l'ingénieur en chef William Stone, de Stone Aerospace. Ils expliqueront comment le rendre plus petit et plus économe en énergie, ainsi que comment augmenter la durabilité des capteurs afin qu'ils puissent résister aux températures des eaux arctiques. Une fois que depthx sera reconstruit, les scientifiques prévoient de faire un petit test de l'appareil dans un lac glacé du Wisconsin au printemps prochain avant de déployer la sonde robotique dans les eaux antarctiques en novembre 2008. Là, l'appareil sera testé pendant un mois ; les scientifiques passeront huit heures par jour à prendre des mesures.
Déterminer la biogéographie du lac Antarctique pourrait être un modèle pour la vie au début de Mars, donc si vous imaginez comment la vie a survécu sur Mars, comme il y a trois milliards d'années, cela peut être comme la vallée sèche des lacs de l'Antarctique, dit Chris McKay , planétologue à la NASA et co-investigateur du projet. La cartographie d'un écosystème sous le lac aidera les scientifiques à mieux comprendre comment la vie pourrait survivre sur des océans recouverts de glace sur des lunes telles que l'Europe de Jupiter.