Światło słoneczne jest blisko północnych mórz Tytana. Przed tobą mozaika podczerwieni z sondy Cassini
Tworzenie łodzi podwodnej wydaje się trudne, jeśli znajdziesz się w warunkach, w których temperatura spada do -300 stopni Fahrenheita, a ocean jest reprezentowany przez metan i etan. Naukowcy z University of Washington współpracują z NASA, aby dowiedzieć się, jak takie urządzenie może działać na Titanie, największym satelicie w księżycowej rodzinie Saturna i drugim co do wielkości w naszym systemie. Agencja kosmiczna planuje wysłać misję w ciągu najbliższych 20 lat.
Titan zwraca na siebie uwagę, ponieważ w jednej funkcji kopiuje Ziemię - ma ciecz. Na powierzchni satelity widać oceany, rzeki, chmury, a nawet deszcz. Ale podstawą cyklu hydrologicznego nie jest woda, ale metan. NASA bada Saturna i jego system księżycowy od ponad 10 lat, analizując inteligencję aparatu Cassiniego.
Opracowany okręt podwodny musi działać autonomicznie. Będzie musiała przestudiować warunki atmosferyczne i oceaniczne, nawigować w głębi morza i wznosić się na powierzchni lub pod nią. Tworzenie podobnego mechanizmu jest znacznie trudniejsze. Wszakże jeśli na Ziemi woda w oceanach jest prawie jednolita, to stężenie etanu i metanu może się znacznie różnić w różnych częściach Tytana, zmieniając charakterystykę gęstości cieczy.
Zaproszenie NASA
Pomysł rozwiązania problemu dotarł do Jana Richardsona ze Szkoły Mechaniki i Nauki o Materiałach. W laboratorium kriogenicznym, które bada materiały w skrajnie niskich temperaturach, odtworzył atmosferę Tytana i sprawdził, jak małe ogrzewane urządzenie może funkcjonować w danych warunkach.
Richardson został pierwszym zwycięzcą stypendium technologii kosmicznej NASA, w tym stażem w Glenn Research Center (Cleveland, Ohio).
Symulacja mórz tytanowych
Uniwersytecki zespół naukowców stworzył komorę testową, w której umieścili płynną mieszaninę w niewiarygodnie niskich temperaturach, aby symulować morza satelity. Dodali do niego dwucalowe cylindryczne grzałki, które przybliżały efekt ciepła wytwarzanego przez łódź podwodną.
Jednym z głównych problemów jest uporządkowanie bąbelków mórz tytanowych. Jeśli łódź podwodna aktywowana przez mechanizm termiczny zostanie obniżona do zimnej cieczy satelity, utworzą się pęcherzyki azotu. Wiele z nich utrudnia manewrowanie, monitorowanie i sterowanie systemami balastowymi.
Fotografowanie w -300 stopniach
A teraz spróbuj zrobić film w trudnych warunkach. Badanie przeprowadzono pod ciśnieniem 60 funtów na cal kwadratowy i w temperaturze -300 stopni Fahrenheita. Naukowcy znaleźli rozwiązanie. Wykorzystali optyczne urządzenie boroskopowe zdolne do wytrzymania warunków niskiej temperatury i wysokiego ciśnienia.
Zespołowi udało się nakręcić film z deszczem etanowo-metanowym i śniegiem. Grupa rozważała również temperatury zamarzania dla jezior metanu i etanu. Okazuje się, że z powodu małej ilości azotu ciecze zamarzają przy niższych stawkach: 75 K (-324 stopni Fahrenheita) zamiast 90,5 K. Jest to ważna informacja, jeśli martwisz się o obecność gór lodowych.
