Quelles nouvelles technologies ou méthodes peuvent être développées pour des analyses souterraines planétaires in situ plus efficaces? Voici ce qu'une étude récente présentée lors de la 56th Lunar and Planetary Science Conference espère s'adresser en tant qu'équipe de chercheurs a étudié comment un nouvel instrument appelé Optidrill pourrait remplir des vides technologiques existants concernant l'échantillonnage et la collecte de régolithes (supérieure de la couche de poussière) et des échantillons sous-surface sur un myriade de corps planétaires à travers le système solaire.
Ici, Universe aborde aujourd'hui cette recherche incroyable avec Andrew Palmowski, qui est un ingénieur en mécanique senior avec une origine floue concernant la motivation derrière Optidrill, à emporter significatifs de l'étude, des étapes suivantes pour faire de l'Optidrill une réalité et l'importance de procéder à des analyses de subsurface planétaire en situation. Par conséquent, quelle a été la motivation derrière Optidrill?
Palmowski dit à l'univers aujourd'hui: « Afin de déchiffrer les processus de formation et de caractériser la teneur en eau, qui est vitale à la fois pour la science planétaire à travers notre système solaire et les futures activités commerciales sur la lune et sur Mars, il est crucial de combler l'écart technologique dans l'analyse in situ de la stratigraphie de la régolithe préservée et des céréales non entraînées dans les soupfaces planétaires. »
Ces activités commerciales comprennent l'exploitation de la glace d'eau au pôle sud du Lunar, qui héberge des régions ombragées en permanence (PSR), et pourrait fournir aux futurs astronautes avec de l'eau potable, du carburant, du bain et de la conversion de l'eau en oxygène par électrolyse. Les technologies qui seront utilisées pour les missions humaines sur la lune pourraient être développées pour les missions humaines à Mars, qui pourraient également être utilisées pour miner la glace d'eau souterraine lors de ces expéditions.
Palmowski continue: « Optidrill utilise un système de forage rotatif percussif conçu pour l'imagerie microscopique multispectrale in situ. Ensemble de données corrélé spatialement, autrement inaccessible. «
Pour l'étude, les chercheurs ont expliqué comment le régolithe planétaire sur la lune et Mars pourrait fournir des informations scientifiques clés sur la formation et l'évolution de ces mondes intrigants, y compris la géologie, la volcanologie et les aspects environnementaux. De plus, les chercheurs ont discuté des limites technologiques que l'échantillonnage du sous-sol actuel endure, spécifiquement concernant la préservation des différentes couches de l'échantillon, comme le montrent les échantillons de base.
Un exemple d'échantillons de base comprend des échantillons de tubes de base obtenus à partir des missions Apollo qui ont collecté le régolithe jusqu'à 40 centimètres (16 pouces) de profondeur, ce qui a fourni des informations scientifiques clés sur l'histoire géologique de la lune. Cependant, certains de ces tubes avaient des morceaux de régolithes qui ont échoué après avoir été récupéré de la surface par les astronautes d'Apollo.
Les exemples actuels d'échantillons de tubes de base comprennent la persévérance de la NASA à obtenir des échantillons de roches pour une future mission de retour d'échantillons afin que les scientifiques sur Terre puissent analyser le régolithe de Mars en laboratoire. Mais quelles sont les plats les plus importants de cette étude et quelles sont les prochaines étapes pour faire de l'optidrill une réalité?
« Comme on pourrait s'y attendre, l'intégration des capacités d'imagerie microscopique complexes directement dans un système de forage mécanique rotatif-percussif présente de nombreux défis », a déclaré Palmowski à Universe aujourd'hui. «Rendre l'instrument suffisamment robuste pour cet environnement très dynamique a été un objectif majeur au cours de cette phase de développement, et nous avons fait de grands progrès jusqu'à présent.
« Nous pouvons dire en toute confiance que non seulement cette intégration est possible, mais que nous pouvons également la développer d'une manière que le profil de risque conviendra aux missions d'exploration spatiale de tous types et échelles. »
Palmowski poursuit: « Nous sommes sur la bonne voie pour compléter le développement et les tests de TRL 4 (Technology Readiness Level 4) d'ici la fin 2025, concluant notre travail sous le financement de la NASA Picasso. Après cela, nous explorerons des opportunités de financement de la NASA supplémentaires, telles que DALI et Matisse GRANTS, qui soutiendrons l'avancement de TRL6.
Alors que les astronautes d'Apollo continuent d'être les seuls humains à prélever des échantillons de surface planétaire in situ avec les échantillons de tubes de base, ils ont fourni aux scientifiques la terre avec de nouvelles perspectives sur les caractéristiques et la composition du régolithe lunaire, y compris la présence de lunettes et de particules fines. En dehors d'Apollon, l'analyse du souterrain planétaire in situ a été strictement menée par des explorateurs robotiques, notamment la myriade de landers et de rovers que l'humanité a envoyée à la Lune et à Mars, avec la curiosité et la persévérance de la NASA qui continuent de mener des sciences incroyables sur Mars.
Cependant, la Lune et Mars ne sont pas la seule surface planétaire où les scientifiques peuvent dévoiler les informations sur la formation et l'évolution d'un corps planétaire. Les autres mondes de notre système solaire comprennent les lunes de Jupiter Europa et Ganymede et les Moons Titan et Enceladus de Saturne, qui présentent tous des preuves d'océans liquides souterrains, et Titan a des lacs et des mers de méthane liquide et d'éthane à sa surface.
Alors que les mouches et les orbiteurs ont collecté des données incroyables à distance via la télédétection, les données et les échantillons prélevés par les landers et les rovers se sont révélés inestimables pour enseigner aux scientifiques des emplacements intrigants dans tout le système solaire où nous pourrions potentiellement trouver la vie telle que nous la connaissons. Cela comprend la sonde Huygens, qui a atterri sur Titan en janvier 2005 et n'a duré que 90 minutes, mais les données qu'elle a collectées sur les caractéristiques de surface de Titan aideront les scientifiques à développer des vaisseaux spatiaux plus efficaces pour les futures missions, y compris la prochaine mission de dragon de la NASA. Par conséquent, quelle est l'importance de effectuer des analyses souterraines planétaires in situ et que l'optidrill pourrait être utilisé pour rechercher la vie souterraine, qu'il s'agisse de Mars ou de mondes glacés?
« L'analyse in situ est un outil puissant pour la détection de vie, la prospection des ressources et les données de spectroscopie orbitale existantes au sol », a déclaré Palmowski à l'univers aujourd'hui. « Il complète l'analyse grossière fournie par les ensembles de données orbitaux, qui visent à identifier les domaines avec un potentiel scientifique prometteur, et permet une analyse ciblée et haute résolution sur le terrain. En revanche, les missions de retour d'échantillons sont très complexes et coûteuses, introduisant une chaîne de garde qui augmente considérablement le risque de compromettre l'intégrité scientifique des échantillons. »
Palmowski poursuit: « Absolument. Optidrill cible un large éventail de spectres de réflectance jusqu'à l'échelle du micron, y compris les canaux clés qui peuvent faire la transmission des données orbitales, comme celle de Crism on the Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). De plus, la technologie peut être adaptée à l'exploration du monde ICY World en intégrant dans les architectures telles que Cryobot ou HoneyBee.
En plus d'Optidrill, Palmowski a noté plusieurs instruments que la robotique de miel de Blue Origin a déploié avec succès ou en développement, y compris les charges utiles Lunar PlanetVac et Lister sur la Mission Blue Ghost 1 de Firefly, ainsi que Smart and Rebels, qui sont en développement.
