NASA объявило о сборе проектов/идей по экспедиции на Европу, спутник Юпитера

[@TyVik]

За один миллиард и на Марс не слетаешь.

[@NeoCode]

Непонятно что это должно быть. Искусственный спутник на орбите Европы? Но как он определит наличие жизни? А если какой-то «европоход» — я плохо себе представляю, как можно пробраться под многокилометровую толщу льда на другой планете, если даже в Антарктиде бурили много лет… А если просто для исследования поверхности — там вряд ли что-то можно найти (хотя все равно интересно конечно).
Но вообще супер.

[@gleb_kudr]

Пробраться можно. Использовать радиоизотопный источник энергии и проплавлять лед под собой (слышал байку про элемент РИТЭГа, проплавившего метровую толщу льда и утонувшего в море). Сложно потом что-то оттуда передать.

PS Не байка.

До обнаружения пропажи последняя плановая проверка этого маяка с генератором типа «Бета-М» была проведена в июне 2002 года. Охотники за цветным металлом унесли около 500 кг нержавеющей стали, алюминия и свинца, а радиоактивный элемент ( РИТ-90 ) сбросили в море в 200 метрах от маяка. Горячая капсула со стронцием проплавила лёд и ушла на дно Балтийского моря. При этом мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на поверхности почти метровой толщи льда над источником составляла более 30 Р/ч.

[@Marsikus]

радиоактивный элемент ( РИТ-90 ) сбросили в море в 200 метрах от маяка

Мда, это даже не вандализм, это экологический терроризм какой-то.

[@realscorp]

Можно несколько утешиться тем, что вандалы, несомненно, хватанули приличную дозу облучения.

[@Shark]

Можно, конечно, использовать орбитальный аппарат для ретрансляции, но все равно, 10 км льда это слишком.

[@gleb_kudr]

Говорят, там до 100 км. В принципе можно придумать фантастический проект, как автономная капсула сначала ныряет в лед, а потом сквозь него «вытаивает» обратно. Это легко представить, например, если предусмотреть в конструкции продуваемые балластные камеры, как на подводных лодках. Звучит конечно безумно, но что делать? :) Вопрос с давлением на такой глубине так же весьма интересен.

[@isden]

С давлением там, имхо, ничего особо запредельного, т.к. сила тяжести на Европе ~в 8 раз меньше, чем на Земле.
По поводу связи — можно сделать так — капсула проталкивается через лед, оставляя за собой цепочку ретрансляторов. Например, оптических.

[@Stalker_RED]

Ретранслятор только на поверхности, а сквозь толщу льда проложить оптоволокно.

[@isden]

Не очень надежно это. Не очень известно, как там с подвижками льда дело обстоит. Да и километры волокна в защитной оболочке — это тот еще вес, а его с Земли тащить нужно.

[@Shark]

Океан до 100 км, льда на порядок меньше.

[@alecv]

но все равно, 10 км льда это слишком.

Построить там на дне объект «Зевс» на длине волны равном диаметру Европы. Просили же самые бредовые проекты :)

[@isden]

Там от Юпитера жарит на всех диапазонах, так что с радиосвязью может быть не все так просто.
А вот оптическая — самое то что нужно, имхо.

[@stalinets]

Я вижу эту задачу так.
Спускаемый модуль садится на лёд. Он несёт на себе антенну, а также лебёдку с тросом, к тросу подвешен цилиндрический аппарат диаметром… ну, сантиметров 30-50 и длиной 1-1,5 м. На переднем и заднем конце этого аппарата — по упрощённому ядерному реактору. Фронтальный ядерный реактор нужен, чтобы плавить лёд, а тыловой — чтобы кипятить и испарять воду. Нужная температура выставляется с помощью разгона/торможения ядерной реакции. Тепло с первичного контура реактора передаётся на лёд/воду с помощью круглых радиаторов, как на некоторых процессорных кулерах, только больших. И так погружаемся.

Понятно, что когда погрузимся на много метров, пар будет не улетать в космос, а опять конденсироваться на стенках шахты и закупорит её. Значит, спускаемый модуль должен туда-сюда опускать-поднимать цилиндр с реакторами, чтобы прочищать шахту. И так всё глубже и глубже, пока не достигнем воды. Вода, конечно, под давлением ударит из шахты, для этого на цилиндре надо предусмотреть выдвигающиеся прочные распорки, которыми он упрётся в стенки шахты и закупорит путь воде. И спускаемый аппарат как-то защитить, если ему в днище ударит гейзер, тут надо продумать. Может, когда пойдёт вода, имеет смысл включить задний реактор на полную мощность, чтобы он испарял всю прущую воду и паром шахту быстро закупорило… Тут точно не знаю.
Ну а дальше передний ядерный реактор с его радиатором сбрасываем и из цилиндра выплывает маленькая подводная лодка с камерой, светодиодной фарой, научной аппаратурой и радиопередатчиком. Она передаёт данные на приёмник, оставшийся в торчащем во льду цилиндрическом аппарате, а он по кабелю на спускаемый аппарат, стоящий на льду. Потом, в принципе, подводную лодочку с пробами можно даже вернуть на Землю: она снова заплывёт в цилиндр, включаем задний реактор и вытаскиваем тросом цилиндр наверх.

Наверное, это будет сложно и дорого. Но ничего невозможного вроде тут нет.

[@spanasik]

Давление под многокилометровой толщей льда такое, что спускаемый аппарат разнесёт на кусочки, даже если он не упрётся в какой-нибудь камень по дороге.

[@Shark]

Одна лебедка с тросом в 10 км чего стоит. Не говоря уже об «упрощенных ядерных реакторах». Мы пока не в состоянии такой вес перевозить, тем более на Европу.

[@isden]

Сила тяжести там небольшая, в принципе тонкой кевларовой нити может и хватить. Другое дело, как она в таких условиях вообще жить будет (радиация и холод).

[@alecv]

Непонятно, зачем вообще поднимать? Можно просто навсегда утопить ядерный реактор, собранный в одном сверхпрочном корпусе с электрогенератором и оборудованием (возможно — с набором зондов). Представим себе, что гидросфера — это такая странная атмосфера и надо сесть на твердую поверхность (на дно). Насчет связи — было выше, по методу объекта Зевс, на сверхдлинных волнах, на длине волны = размер планетки, вернее 1/2 тогда проводящий шарик гидросферы работает как сферический полуволновой диполь. На поверхноси — ретранслятор в ВЧ диапазон. На орбите можно оставить 3-й модуль для мониторинга и связи с Землей.

[@stalinets]

А разве связь с подводными лодками не односторонняя? На земле можно сделать передатчик с огромной антенной, а на подлодке-то не сделать такой передатчик, только приёмник… Насколько я читал, на лодку подаётся простой сигнал типа «всплыть», «тревога» и т.п., лодка всплывает и уже потом по другим каналам (спутник) нормально общается с базой. А сама лодка периодически по графику выходит на связь, а передать что-то экстренно с большой глубины не получится. Так что если навсегда утопить исследовательский модуль под лёд, возникает вопрос, как он передаст научные данные.

[@isden]

Через КНЧ/ИНЧ — односторонняя. И очень медленная. И передающая антенна там — огого.
Поэтому — только оптика с ретрансляторами видится мне более реальным решением.

[@alecv]

Дак там и надо одностороннюю — передать информацию, о том что подо льдом на 100км глубине. Передача не такая уж медленная, 30 бод примерно. Обект Зевс «кипятит» воду небольшой бухты, вкачивая туда мегаватты, но его сигнал уверенно принимают в Антарктиде, собственно для этого и нужен реактор+генератор. Скажем, на мегаватт. А антенну могут построить «железные рыбы», коими подводный аппарат и так будет оснащен для исследований.

[@isden]

> Передача не такая уж медленная, 30 бод примерно.

Шутите? Нам нужно:
1. Коррекция ошибок передачи / гарантированная доставка (что в условиях системы Юпитера — must have, даже на небольшие расстояния).
2. Передача просто кучи инфы (телеметрия, видео/фото, данные с датчиков и т.д.).
3. И плюс к этому, было бы очень гут иметь обратный канал для управления.
И все это — желательно с минимальными задержками.

> А антенну могут построить «железные рыбы», коими подводный аппарат и так будет оснащен для исследований.

И он будет с этой многосотметровой фигней плавать?

[@gleb_kudr]

Мегаваттному реактору только топлива порядка тонны понадобится.

[@Infthi]

Было как-то предположение «выйти на орбиту; дождаться выброса гейзера; пролететь через него, собрав образцы»

[@SHVV]

Это вроде про Энцелад было?

[@valis]

Пробраться можно

Не знаю, максимальная толщина льда на Земле менее 5 Км, на Европе минимальный лед более 10 км.
Через Гейзер тоже не вариант — уж слишком большая вероятность потерять аппарат.
Поэтому в данной миссии можно только установить возможность наличия жизни, а не словить инопланетного микроба.

Можно попробовать провести анализ льда вблизи гейзеров как самых интересных участков.

[@zomby]

Задачи определить, есть ли там жизнь, пока не стоит. Просто сказано, что интерес к Европе вызван тем, что она потенциально обитаема.

у экспедиции есть пять основных задач:
определение размера океанов Европы;
определение влияние океанов на процессы рельефообразования и вообще, «жизни» этого спутника;
определеение состава океанов;
создать карту поверхности Европы, с максимальным разрешением;
изучить атмосферу и магнитосферу Европы.

[@ploop]

что касается экспедиции с людьми — есть интересный НФ фильм

Задумка очень интересная, а фильм… так себе.

[@BubaVV]

А мне Space Odyssey вспоминается…

[@Nordvind]

Стоило упомянуть, что по подсчетам, воды на Европе где-то в 2-3 раза больше чем на Земле.

[@vrmzar]

Интересно, сколько энергии нужно, что бы оторвать Европу от Юпитера и притащить на околоземную орбиту.

[@dimarick]

А может на марс лучше ее уронить? Или вывести на орбиту и скидывать по кускам, до достижения нужного эффекта

[@isden]

Лучше попилить на две части (первая — лед, вторая — ядро и жидкая вода). Первую скинуть на Венеру, вторую — на Марс.
Гулять так гулять.

[@dimarick]

Уж не остудить ли Венеру вы хотите? Мне кажется льда тут не хватит…

[@isden]

Если там льда в среднем под 10км — то вполне хватит. Его не так уж и много на самом деле нужно.

[@dimarick]

Главное что бы она потом обратно не разогрелась, Европ не так много в запасе

[@isden]

Полагаю, что после охлаждения у нас будет в запасе еще тысяча-другая лет.

[@ploop]

Ну и тут попилить…
:)

[@Nordvind]

По-моему на Земле воды хватает и так.

[@Nedder]

Проект — нанять за 900 млн Илона Маска, а 100 млн распилить сэкономить.

[@moooV]

Проще нанять Брюса Виллиса и Майкла Бея, потратить на съемки 300 млн, а остальные 700 — распилить.

[@bubuq]

Или Чака Норриса — и Европа сама выдаёт свои секреты.

[@equand]

Лазером с орбиты пробурить лед?

[@Shark]

Легко можно посчитать сколько энергии понадобится, чтобы растопить 10 км льда. РИТЭГи/солнечные панели пока на такое не способны (учитывая ограничение в размерах и весе).

[@equand]

А если перенаправить энергию солнца на это?
Ведь лучи солнца доходят до туда.

[@gleb_kudr]

Плутониевый термоизлучатель дает 0.5вт на грамм веса с периодом полураспада 88 лет. Полукилограммовый модуль даст 250 ватт мощности. Удельная теплота плавления льда 330 дж/г. Наш излучатель плавит 250/330= 0.75 грамма льда в секунду.

Плотность льда возьмем приблизительно равной 10^6г/м^3. 10^6/0.75~1.3*10^6с~15 суток. За это время проплавится кубометр льда. Если взять площадь аппарата в 0.1 м^2, то скорость его погружения будет примерно полтора метра в сутки. Или 18 лет для 10 километров льда.

Не очень оптимистично, да.

[@isden]

Можно начать с трещин и свежих разломов, там вроде до нескольких сот метров.

[@AllexIn]

Покритикуйте идею:
Запускаем на Европе ядерную реакцию, лед начинает испаряться — получаем реактивный двигатель.
Выводим Европу на орбиту встречную орбите Марса. Так, чтобы Европа «задевала» атмосферу Марса два раза в год.
Корректируем орбиту Европы после каждого соприкосновения.
В итоге во время «соприкосновения» орбит часть льда на Европе будет испаряться и оставаться в атмосфере Марса.
При этом лед будет «чистый», без радиации, которая будет если топить льды Марса. С каждым новым соприкосновением атмосфера Марса будет становиться все плотнее и насыщенней соответственно КПД совприкосновения будет увеличиваться, плюс начнут появляться океаны. А где вода, там и расстения.

[@amarao]

Простите, вы хотите набрать вторую космическую для гигантского космического объекта, вращающегося вокруг Юпитера?

Вторая космическая для Юпитера — 59,5 км/с,
Масса Европы — 4,8E+22 кг

Считаем кинетическую энергию (e=mv²/2) — 8.4966e+31 дж. Если мы сумеем построить там 100ГВт атомный реактор и всю его энергию пустить на разгон, то мы получим всего-навсего 8.49e+20 секунд, 26942541856925 лет.

Я не учёл что у Европы уже есть что-то порядка первой космической для Юпитера, но так же не учёл КПД реактора по переводу тепловой в кинетическую.

[@ilammy]

Из-за первого фактора достаточно получить порядка 10 км/с, а не все 60. Кроме того, остаётся ещё одна инженерная проблема: Европа сама по себе вращается.. А не, у неё синхронизирован период вращения. Удобно, чёрт возьми. Но он немного нарушится после разгона, так что повозить двигатель на тележке всё же придётся.

[@amarao]

10км/с — это 2.4e+30 дж (в прошлом комменте я обсчитался — там было 1.7e+32). То есть — 2.4e+19 секунд. Ну да, в сто раз меньше. Как будто от этого что-то меняется.

Алсо, для того, чтобы поменять скорость хотя бы на 1м/с надо 2.4e+22 Дж, то есть при 100ГВт это 7600 лет. На 1м/с.

[@nadenok]

т.е. вас абсолютно не смущает риск полностью уничтожить гипотетическую уникальную экосистему Европы таким вот способом?

[@AllexIn]

В данном случае интересна теоретическая возможность.
Ну и, думаю, времени пока Европа будет лететь до Марса будет достаточно, чтобы провести все интересные исследования.
Или Вас беспокоит сам факт уничтожения уникальной экосистемы? С этой точки зрения даже наши исследования ее уничтожают.

[@nadenok]

как сказать, когда в Антарктиде исследовали подлёдные древние озёра, то очень тщательно подходили к вопросу стерильности.

[@heaver]

Помечтаю. Исходя из идеи проплавить лед, я бы сделал так: корпус — цилиндр с минимальным поперечным сечением для данной конструкции. По ходу движения впереди РИТЭГ, дальше радиационная защита, электроника/приборы, кассеты с антеннами, которые распускаются при достижении воды, если таковые нужны. Потребуются еще распределители тепла по поверхности, чтобы расплавленный лед не примерз к корпусу. Может возникнуть проблема со льдом. Если плотность льда меньше плотности воды, как у обычного льда на земле, то все ОК, лед плавится, зонд свободно опускается вниз, сзади вода замерзает. Но форм льда много и у некоторых плотность может быть выше воды, в таком случе ХЗ что произойдет. Хотя то, что лед плавает сверху, намекает что он все-таки легче воды.
Допустим мы докопались доплавились до воды. Дальше мы можем использовать энергию РИТЭГа для парообразования и продувки балласта (хотя, наверное проще электролизом воду разлагать) и самая нелепая мысль — для приведения в движение парового двигателя и поплыть куда нужно, скажем для построения подводной карты. Для парового двигателя есть все предпосылки: уйма дармовой тепловой энергии, большая разница температур и высокая теплоемкость окружающей среды. Стимпанщики были бы довольны — в космос запустили пароход.
А вот как поддерживать связь, ХЗ.

[@RuddyRudeman]

Через десятки лет вероятно станут достаточно компактными генераторы и детекторы нейтрино (сейчас — это целая лаборатория с ускорителем), тогда решится проблема связи из-под поверхности. Но это ближе к НФ, столько массы так далеко не скоро научатся забрасывать. В реальных сценариях скорее всего будет фигурировать в разных вариантах неконтролируемая ядерная реакция. Например: сажаем сейсмолабораторию, сбрасываем на другой стороне спутника бомбу, записываем сейсмические волны от взрыва = получаем размеры и плотность океана, профиль ядра и всякую такую геологическую (пардон, европологическую) информацию. Чтобы добраться до океана, бомбу будем вести на отдельной ракете, которая не будет выходить на орбиту Европы, а встретится со спутником на огромной скорости. Тогда взрыв, произошедший незадолго до столновения с поверхностью, превратится в направленную узкую струю плазмы, энергии которой хватит, чтобы растопить лёд. Орбитальная станция, кроме съёмки карты спутника, сможет снять спектр облака пара после взрыва, определив химический состав океана. На экологию спутника в глобальном плане такой эксперимент повлияет не сильно, оставив только точечный шрам на поверхности. Радиоактивная вода быстро распространится по всему океану, но потеряет концентрацию настолько, что потеряется за естественным фоном.

[@isden]

> и детекторы нейтрино

Только если произойдет какой-то качественный рывок в физике. Ибо тут дело не в технологических сложностях, а в том, что нейтрино само по себе очень слабо взаимодействует с веществом. Потому и строят такие детекторы огромных размеров.

[@RuddyRudeman]

Насколько я знаю, сами измерительные датчики, регистрирующие продукты распада нейтрино при взаимодействии с веществом, не такие уж большие, грубо говоря обычный фотоприёмник, погружённый в толщу льда. Проблема, опять же, в том, чтобы развернуть десятки датчиков и погрузить их на большую глубину в лёд. То есть снова надо бурить или проплавлять, хотя и не так глубоко и не так широко.

[@isden]

> регистрирующие продукты распада нейтрино при взаимодействии с веществом, не такие уж большие, грубо говоря обычный фотоприёмник, погружённый в толщу льда

Вот в этом то и суть. Сами детекторы детектируют не нейтрино, а продукты его взаимодействия с веществом. Нейтрино очень неохотно с ним взаимодействует. Землю пронизывает буквально ливень нейтрино, а ловятся лишь единичные случаи взаимодействия. Поэтому строят большие емкости с водой и погружают их глубоко в землю (чтобы исключить регистрацию других частиц). И уже там ловят вспышки.

[@RuddyRudeman]

Всё верно, но тем не менее

[@isden]

Да это то понятно, оно по прямой идет, и ему пофиг что там на его пути. Но, опять же, все упирается в детекторы (с источниками, емнип, не все так сложно, и их можно и более компактными сделать).

Детектор MINERvA может обнаружить только одно из 10 миллиардов проходящих сквозь него нейтрино

И это 5-тонный детектор.