Géographiquement et logistiquement, L'Antarctique est à peu près aussi loin de n'importe où sur cette planète. Pourtant, dans le cadre de notre système solaire, Le continent le plus au sud de la Terre se trouve dans notre propre arrière-cour.

Britney Schmidt est en Antarctique jusqu'en février 2022 avec une petite équipe de chercheurs pour explorer la confluence des glaciers, des plates-formes de glace flottantes et l'océan à l'aide d'un robot sous-marin appelé Icefin, la première mission du genre. Mais tout le temps, elle pensera également aux mondes au-delà de la Terre.

"Mon équipe et moi nous concentrons sur le fonctionnement de la glace et des océans à travers le système solaire, y compris la Terre. Particulièrement, nous nous concentrons sur Europe, la lune glaciale la plus intime de Jupiter, " dit Schmidt.

Europe est le meilleur endroit au-delà de la Terre pour rechercher la vie dans le système solaire, dit Schmidt. Pour se préparer aux missions immanentes en Europe et dans d'autres mondes océaniques, elle dirige des équipes qui étudient la glace polaire et le climat ici sur Terre.

"Nous essayons d'explorer sous l'eau, sous la glace, l'environnement le plus difficile que vous puissiez imaginer, celui qui ressemble le plus à Europe, " a déclaré Schmidt. " Si nous voulons un jour explorer Europe avec une sonde sous-marine, nous devons le faire ici d'abord."

Les membres de son laboratoire d'habitabilité planétaire et de technologie, qui est en transition avec Schmidt de Georgia Tech à Cornell, travaillent à mieux comprendre le fonctionnement des océans sur Terre et au-delà, et développer des outils pour une exploration plus poussée.

Cette mission rassemble une équipe diversifiée de géologues, biologistes, physiciens, astronomes et chimistes du côté scientifique, et ingénieurs de l'aérospatiale, disciplines mécaniques et électriques, ainsi que l'informatique. Les scientifiques et ingénieurs de son équipe travaillent « dans la même boucle, dans la même chambre, " dit Schmidt. " L'interdisciplinarité que Cornell semble adopter et permettre est passionnante. "

L'arrivée de Schmidt à Cornell en juillet a renforcé ces liens transdisciplinaires entre les collèges, spécifiquement dans le domaine de la robotique et de l'autonomie, un thème de recherche prioritaire à l'échelle de l'université. Avec des nominations conjointes en tant que professeur agrégé au Département d'astronomie du Collège des arts et des sciences et au Département des sciences de la Terre et de l'atmosphère du Collège d'ingénierie, Schmidt sera un atout clé dans l'expansion du programme de robotique de Cornell dans le domaine de l'exploration planétaire.

Par exemple, Schmidt fait partie de l'équipe de radars à pénétration de glace de la mission Europa Clipper de la NASA, qui sera lancé au milieu des années 2020 pour explorer le système solaire externe. Les membres du corps professoral du Département d'astronomie (A&S) Jonathan Lunine et Alexander Hayes sont également impliqués dans cette mission, tout comme le chercheur principal Michael Mellon. Au total, les scientifiques de Cornell sont sur cinq des 10 instruments de Clipper et joueront un rôle majeur dans la planification de la mission et l'analyse des données.

Pour l'instant, Schmidt et quatre collègues de son équipe travaillent avec des collègues de toute la Nouvelle-Zélande pour approfondir la compréhension des mondes océaniques et pour développer et tester de nouveaux outils. Aileron de glace, leur sous-marin, océanographe robotique sous-glace, permettra à l'équipe d'accéder aux zones sous la plate-forme de glace de Ross sous des angles inexplorés auparavant.

Icefin—en forme de torpille, 13 pieds de long et 10 pouces de large - porte des caméras, équipement de sonar, capteurs de vitesse, outils de mesure de la colonne d'eau et autres appareils. L'équipe le glisse dans l'eau libre à travers un trou percé dans de la glace épaisse à la surface.

"Nous avons développé cet outil pour entrer dans des environnements qui n'ont jamais été observés directement, " dit Schmidt. " Cela nous permet de faire des transects sous la glace, et mesurer l'océan directement là où il interagit avec la glace."

Dans le projet Ross Ice Shelf et Europa Underwater Probe (RISE UP), Schmidt et ses collaborateurs utilisent Icefin pour connaître les limites de la vie sur Terre et comprendre l'évolution de la lune glacée Europa de Jupiter. Les travaux de terrain pour ce projet sont menés à la station McMurdo en Antarctique et dans les mers voisines, et reçoit un financement de la NASA et le soutien de l'Antarctique Nouvelle-Zélande et de la National Science Foundation (NSF). Fin 2019, Icefin a exploré sous le Ross Ice Shelf (RIS) près de sa ligne de mise à la terre, l'endroit où le glacier, la terre et l'océan se rencontrent, la partie la plus dynamique d'un système glaciaire.

A l'été austral 2019-20, l'équipe de l'Antarctique s'est encore plus éloignée de la base américaine de McMurdo pour un projet similaire :explorer la ligne d'échouage du glacier Thwaites à l'aide d'Icefin, pour le projet Thwaites Melt, financé par la NSF et le National Environment Research Council.

L'équipe déploie maintenant un tout nouveau capteur à bord d'Icefin sous la banquise près de la base Scott en Nouvelle-Zélande, avec une équipe de l'Université d'Otago. Ce nouveau capteur permettra d'appréhender la fonte des banquises et la physique de la banquise de manière inédite.

De là, l'équipe volera avec Icefin vers un nouvel emplacement avec le programme de plate-forme scientifique antarctique de la Nouvelle-Zélande. Là, le robot explorera un canal sous-glaciaire qui relie les lacs et les cours d'eau sous la calotte glaciaire de l'Antarctique à l'océan ouvert sous le RIS.

"Nous allons laisser tomber le robot directement dans le canal où de l'eau jaillit de sous la calotte glaciaire. Cela n'a jamais été fait auparavant, " a déclaré Schmidt. " Cela nous permet de voir ce qui se passe avec l'ensemble de l'hydrologie de l'Antarctique, in situ. C'est exitant, en regardant les interactions entre l'eau sous la glace et l'océan."