Les couches de glace sur Europa pourraient-elles cacher une histoire de la vie passée? Crédit d'image: NASA / JPL. Cliquez pour agrandir.
Y avait-il une fois la vie sur Mars? Y a-t-il de la vie dans l'océan Europan? Ce sont deux questions qui fascinent profondément les gens du monde entier, mais personne n'a de proposition réaliste pour y répondre dans les vingt prochaines années? jusqu'à maintenant.
George Maise dirige une équipe qui a récemment reçu un prix NIAC Phase 1 *, pour développer une idée en un tel plan.
«Une exploration en profondeur des calottes polaires martiennes», explique Maise et al. **, faisant écho à une opinion commune aux scientifiques planétaires, donnerait une merveilleuse occasion de trouver «des preuves de l'activité biologique martienne passée, y compris les microfossiles, les bactéries et la biochimie. résidus. "
«En utilisant une source thermique pratique, compacte, légère et puissante, de petits appareils robotiques pourraient fondre leur chemin à travers la calotte glaciaire, recueillir des données comme celles décrites ci-dessus et les transmettre en temps réel à la Terre. Les scientifiques surveillant les résultats sur Terre pourraient alors contrôler le chemin des unités robotiques en les dirigeant vers l'exploration de régions particulièrement prometteuses à l'intérieur de la calotte glaciaire. »
Et ce qui fonctionnerait pour les calottes polaires martiennes fonctionnerait également pour Europa, Ganymède et Callisto, qui peuvent tous avoir des océans primitifs sous d'épaisses croûtes de glace; les océans dans lesquels peuvent nager des poissons extraterrestres dont la source ultime d'énergie est des formes de vie cellulaires ressemblant à des procaryotes avec une curieuse ressemblance avec certaines archées trouvées ici sur Terre.
Une mission de recherche de signes de vie ancienne dans la calotte glaciaire martienne impliquerait d'atterrir un vaisseau spatial sur cette calotte glaciaire et de déployer plusieurs MICE (Martian Ice Cap Explorers), qui sont des fondeurs de glace à propulsion nucléaire et un ensemble d'instruments conçu pour rechercher signes de vie ancienne. Le MICE fondrait alors son chemin à travers la calotte glaciaire, avec de l'eau gelée derrière eux, dans un schéma de recherche qui pourrait s'étendre sur plusieurs kilomètres, à la fois horizontalement et verticalement. Chaque sonde communiquerait avec ses voisins les plus proches (et le vaisseau-mère) via des radios de grande puissance, qui pourraient facilement pénétrer jusqu'à un km de glace. Le protocole de réseau permettrait de bons taux de données et une bonne résilience, et permettrait la commande et le contrôle en temps quasi réel des scientifiques de retour sur Terre.
L'ingrédient secret? Eau! La glace fondue serait utilisée pour produire de l'eau chaude et de l'hydrogène; l'eau chaude serait utilisée comme jets directionnels pour faire fondre la glace, puis serait recyclée à travers la cavité remplie d'eau dans la glace, déplaçant la sonde dans la direction du jet. L'eau serait également le bouclier des instruments, atténuant le rayonnement du réacteur d'un facteur un, un milliard ou plus, selon les besoins. L'hydrogène, produit par électrolyse, donnerait à la sonde la flottabilité requise. Enfin, l'eau serait le principal fluide de refroidissement du réacteur nucléaire et la vapeur du fluide de travail du générateur.
Le tout enveloppé dans un réacteur, une centrale électrique, un emballage à jet d'eau de 100 kg ou moins!
La beauté du concept de Maise et al. Est qu’il utilise une technologie robuste et éprouvée; les réacteurs utiliseraient des crayons combustibles en céramique d'oxyde de zirconium-uranium très fiables et un système de contrôle autonome basé sur des conceptions industrielles stables. En taille, la totalité de la section réacteur / puissance / eau chaude d'une unité MICE n'aurait pas plus de 50 cm de diamètre et 1,2 m de longueur. «Le démarrage et l'arrêt du réacteur seraient effectués avec des barres de commande comme indiqué par le système de commande autonome. Ce n'est pas différent de tout autre réacteur nucléaire. » Chaque unité disposerait également de coffres-forts redondants et autonomes; en cas de catastrophe, le réacteur s'arrêterait assez rapidement pour éviter tout dommage.
Mais qu'en est-il de la recherche de signes de vie ancienne? La conception modulaire est la clé de l'approche de Maise et al.; l'ensemble d'instruments - attaché à l'unité réacteur / puissance / eau chaude par un tube rigide de 2 m de long - comprendrait plusieurs instruments différents, des jets d'eau chaude et l'unité de radiocommunication. La modularité permet d'envisager un large éventail d'instruments possibles, la sélection finale se faisant près du lancement. Comme l'eau de fonte circule à travers le boîtier de l'instrument, la collecte des échantillons est très simple. Tout comme sur Terre, les yeux donneront probablement les meilleures indications de la vie martienne ancienne, donc le premier instrument est un microscope. En complément, l’analyseur «lab-on-a-chip», capable de détecter une large gamme de «biosignatures», y compris la présence d’acides nucléiques. Peut-être le plus excitant, car il peut révéler la vie contemporaine sur Mars, semblable aux protéobactéries et actinomycètes trouvés en 1999 sous 3,6 km de glace antarctique, est un «instrument de détection de vie basé sur une chambre de croissance», un «détecteur de vie extrêmement sensible [instrument] avec des hypothèses minimales. "
De plus, des instruments conçus pour étudier la glaciologie, les paléoclimats, la géologie et la géophysique pourraient être construits et ajoutés à chaque sonde MICE, ou uniquement à des sondes sélectionnées.
Combien de MICE? Une mission de calotte polaire martienne pourrait compter de un à des dizaines de MICE; la principale limitation est la masse totale et la taille de l'engin spatial. Avec les fusées d'aujourd'hui, une mission avec douze MICE devrait être possible; avec des fusées prévues, telles que celles basées sur la technologie MITEE (MIniature ReacTor EnginE), la limite supérieure serait probablement d'environ 60.
Et Europa? La plus grande différence entre une mission Europan et Mars sur la calotte polaire serait d'adapter le MICE à la nage, une fois qu'il a pénétré les 10 km ou plus de glace qui recouvre l'océan Europan. Oh, et peut-être une chance beaucoup plus grande de retrouver la vie aujourd'hui que de simples traces de la vie d'hier.
En résumé: MICE retrouve la vie sur Mars (date de référence 31 juin 2015)!
* Multi-MICE: Un réseau de cryosondes nucléaires interactives pour explorer les calottes glaciaires sur Mars et Europa: http://www.niac.usra.edu/files/studies/abstracts/1059Maise.pdf
** J. Powell, J. Powell, G. Maise et J. Paniagua, Plus Ultra Technologies, Shoreham, NY, AIAA-2004-6049. Conférence et exposition Space 2004, San Diego, Californie, 28-30 septembre 2004
