NASA工程師最新開發計畫：派出一群微型游泳機器人去尋找藏在冰殼下的外星生命

NASA噴氣推進實驗室(JPL)正在開發一個有趣的概念，這將使潛在的行星任務能在地表下的海洋中追逐有趣的線索。他們設想開發出一群只有手機大小的微型機器人，可以在木星的衛星Europa或土星的衛星Enceladus數英里厚的冰殼下拂過水面並尋找生命的證據。

這些小機器人被裝在一個狹窄的融冰探測器內，通過隧道穿過冰凍的地殼，它們將被釋放到水下並遠離它們的母船去探索一個迷人的新世界。

這是JPL的一位機器人機械工程師Ethan Schaler的願景，他的「獨立微型游泳感測器(SWIM)」概念最近從NASA創新先進概念(NIAC)計劃中獲得了60萬美元的第二階段資金。這筆資金是在他2021年獲得12.5萬美元的第一階段NIAC資金以研究可行性和設計方案之後獲得的，這將使他及其團隊在未來兩年內能夠生產和測試3D列印的原型。

他所發想最關鍵的創新是，Schaler的迷你游泳機器人將比其他行星海洋探測機器人的概念小得多，它可以將許多游泳機器人緊湊地裝入一個冰探測器。它們將增加探測器的科學覆蓋面並可以在評估一個遙遠的含海洋天體的潛在可居住性時增加探測到生命跡象的可能性。

「我的想法是，我們可以把小型化的機器人技術應用到那裡，並以有趣的新方式探索我們的太陽系？」Schaler說道，「透過一群小型游泳機器人，我們能探索更大範圍的海水並通過讓多個機器人在同一區域收集數據來改進我們的測量。」

目前階段的SWIM概念設想了楔形機器人，每個約5英吋（12釐米）長，體積約3至5立方英吋（60至75立方釐米）。約四打機器人可以裝在直徑為10英吋（25釐米）的低溫機器人的4英吋長（10釐米長）的部分，它們只佔科學有效載荷體積的15%左右。這將為更強大但移動性較差的科學儀器留下足夠的空間，而這些儀器可以在穿越冰層的漫長旅程中收集數據並在海洋中提供固定的測量。

計劃於2024年發射的歐羅巴快艇任務將在2030年到達Jovian時開始用一套大型儀器在多次飛越中收集詳細的科學數據。展望未來，正在通過NASA的歐羅巴科學探索次表層訪問機制(SESAME)計劃及NASA的其他技術發展計劃來開發調查此類海洋世界的低溫機器人概念。

盡管SWIM概念雄心勃勃，但其目的是在加強科學的同時減少風險。低溫機器人將通過一條通信鏈跟地面登陸器相連，而地面登陸器又是與地球上的任務控制人員的聯系點。這種方法再加上包括大型推進系統在內的有限空間意味著低溫機器人很可能無法冒險超越冰跟海洋的交匯點。

「如果在花了那麼多年時間進入當地海洋後，你在錯誤的地方穿過冰殼怎麼辦？如果那裡有生命的跡象，但不是你進入海洋的地方呢？」來自JPL的SWIM團隊科學家Samuel Howell說道，「透過帶著這些機器人群，我們將能夠查看‘那邊’以探索比單個低溫機器人所允許的更多環境。」

每個機器人將有自己的推進系統、機載計算機和超聲波通信系統及簡單的溫度、鹽度、酸度和壓力傳感器。監測生物標志物--生命跡象--的化學傳感器將是Schaler第二階段研究的一部分。