De gauche à droite : guider Keeton Kroon ; Andy Klesh du JPL; et John Leichty du JPL. Klesh et Leichty se sont aventurés sur le glacier Matanuska en Alaska pour tester la technologie de cartographie robotique dans des systèmes de tunnels sous-marins appelés moulins. Crédit :NASA/JPL-Caltech
La NASA a changé la perspective de la science, construire des satellites pour étudier la surface de la Terre. Au fond de cette surface, où il est plus difficile pour les satellites de voir, C'est une autre histoire, mais la technologie robotique pourrait changer cela.
Les roboticiens de la NASA explorent les moulins, des endroits où l'eau a traversé des milliers de pieds de glace pour former une cascade à travers un glacier. Ils espèrent faire correspondre ces labyrinthes aquatiques à des caractéristiques pouvant être étudiées par satellite, comme les ouvertures à la surface du glacier. En juillet dernier, deux chercheurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, voyagé en avion jusqu'au glacier Matanuska en Alaska. Là, ils ont testé des techniques de cartographie robotique tout en explorant ces labyrinthes glacés.
Les moulins sont trop petits et dangereux pour que les humains y pénètrent, la meilleure façon de les explorer est donc avec des submersibles robotiques. La NASA s'est intéressée à ces structures inondées dans le passé parce qu'elles servent de "plomberie, " transporter l'eau de fonte à travers la glace et contrôler la vitesse à laquelle un glacier se déplace.
Dans un futur lointain, comprendre les formations de glace comme les moulins pourrait aider à l'exploration de l'espace lointain. Ils pourraient fournir des entrées dans des mondes glacés comme la lune Europe de Jupiter.
"Pour pénétrer sous la surface d'Europe ou [la lune de Saturne] Encelade, nous devons trouver le chemin le plus rapide, " a déclaré Andy Klesh de JPL, l'un des chercheurs qui se sont aventurés jusqu'au glacier Matanuska. « Pouvons-nous cartographier et naviguer ces lacs sous-glaciaires avec des robots ? Y a-t-il des passages accessibles cachés juste sous la surface ? Cette première incursion en Alaska a testé la technologie pour commencer à répondre à ces questions.
L'ingénieur du JPL, Andy Klesh, fait descendre un submersible robotique dans un moulin. Klesh et John Leichty du JPL ont utilisé des robots et des sondes pour explorer le glacier Matanuska en Alaska en juillet dernier. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Aventure en Alaska
Klesh a été rejoint par John Leichty, un autre roboticien du JPL, et un guide nommé Keeton Kroon. Ils ont volé dans un avion biplace et se sont rendus sur leurs sites de terrain en sac à dos pendant six jours.
Le site de terrain était aussi éloigné que visuellement époustouflant, dit Klesh. Ils étaient complètement seuls, à l'exception de quelques ours qu'ils ont rencontrés et du passage occasionnel d'un avion. À un moment donné, ils sont tombés sur une « clôture de glace », un ensemble de piliers de glace de 7 pieds de haut qui comprenait un trou en forme de cœur. L'un d'eux l'a photographié; le lendemain, ils passaient et la forme avait complètement fondu.
"Le terrain change tous les jours, " dit Klesh. " A cause de la façon dont tout fond là-bas, vous êtes le premier - et peut-être le dernier - à le voir."
Les ingénieurs du JPL Andy Klesh et John Leichty abaissent une sonde artisanale dans un moulin sur le glacier Matanuska en Alaska. Accompagné d'un robot submersible, cette sonde les a aidés à créer des cartes en 3D des systèmes de tunnels sous-marins dans le glacier. Crédit :NASA/JPL-Caltech
A chaque moulin, des ruisseaux d'eau bleue se déversaient dans des mares à la surface. Cette eau liquide est plus chaude que la glace, s'y fondre et sculpter différentes formations. Une partie fond jusqu'au glacier, créer un réseau de passages sous-marins.
Robots et sondes DIY
L'équipe a descendu un submersible robotique dans ces moulins, qui est descendu à 150 pieds (46 mètres) à un moment donné. Klesh a dit qu'ils auraient pu descendre plus loin, mais l'eau est devenue trop trouble pour continuer. Des caméras sous-marines ont enregistré leur passage; à l'avenir, ils prévoient d'utiliser des capteurs acoustiques pour cartographier les environs lorsqu'ils deviennent trop sales pour être vus.
Des caméras et des scans laser leur ont permis de créer des cartes en 3D de ces grottes glaciaires.
John Leichty du JPL regarde à travers une forme de cœur qui s'est formée dans la glace sur le glacier Matanuska. Leichty a rejoint Andy Klesh du JPL pour créer des cartes 3D des moulins à l'intérieur du glacier. Crédit :NASA/JPL-Caltech
"L'idée est d'identifier et de cartographier ces chenaux sous-marins, " a déclaré Leichty. "Nous voulons savoir s'ils sont corrélés à des caractéristiques de surface que nous pouvons identifier à l'aide d'images satellites ou aériennes."
Comprendre la relation entre les mondes ci-dessus et ci-dessous permettra aux scientifiques de deviner où abaisser les sondes pour rassembler la meilleure science.
La récente expédition de Klesh et Leicty s'est appuyée sur un submersible de qualité commerciale et une sonde glaciaire "faite maison". Ce dernier a été construit à l'aide de pièces prêtes à l'emploi et imprimées en 3D. Ils ont fait tout leur propre câblage et programmation.
Savoir-faire CubeSat
Andy Klesh du JPL scrute une zone au-dessus du glacier Matanuska. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Ils ont dit que leur expérience avec CubeSats - minuscule, vaisseau spatial modulaire qui repose fortement sur des pièces commerciales, les a aidés à créer cette sonde. Klesh et Leichty sont tous deux impliqués dans un autre glacial, projet sous-marin BRUIE, ou le Bouyant Rover pour l'exploration sous-glace. BRUIE a été testé sous la glace d'Alaska dans le passé, et les a préparés aux défis de travailler sur le glacier Matanuska. Astuce de pro :apportez de petits pics à main pour écailler la glace qui gèle dans les boulons de votre robot et vous empêche de les serrer.
"Nous combinons notre expérience avec BRUIE et CubeSats et l'apportons dans un nouveau domaine d'exploration, " a déclaré Klesh. " Les CubeSats s'appuient sur la miniaturisation de l'électronique pour explorer des plateformes à faible coût. Cela nous permet d'explorer des domaines qui seraient autrement trop risqués ou coûteux d'accès. »
Cet essai de moulin mapping n'était qu'un début. Klesh et Leichty sont des roboticiens, leur objectif est donc de développer la bonne technologie. Ils souhaitent s'associer à des scientifiques pour une exploration plus détaillée des moulins l'été prochain.
