دانشمندان مدتها آرزوی کاوش در اقیانوسهای پنهان زیر یخهای اروپا، انسلادوس و دیگر مناطق یخی مانند دهانههای تاریک دائمی روی ماه یا قطبهای مریخ را داشتند. اما یک مشکل وجود دارد – برای انجام این کار باید سوراخ هایی را در نوار سوراخ کنید. فضایی portal.com صحبت کنید در مورد اختراعی که می تواند به تحقق این امر کمک کند.
مته ها و کاوشگرهای ذوب سنتی ماشین های سنگین و پیچیده ای هستند که انرژی زیادی مصرف می کنند. اما محققان دانشگاه فنی درسدن یک راه حل بالقوه ایجاد کرده اند: مته لیزری یخ که می تواند کانال های عمیق را با وزن سبک و مصرف انرژی کم حفر کند.
واقعیت این است که متههای مکانیکی با عمق سوراخها سنگینتر میشوند، زیرا میلهها را پایینتر میکشند و پروبهای همجوشی به کابلهای طویل و پر انرژی متکی هستند. مته های لیزری با نگه داشتن تمام ابزارها روی سطح از هر دوی این مشکلات جلوگیری می کنند. این فناوری از پرتوهای متمرکزی استفاده می کند که ذوب نمی شوند بلکه یخ را تبخیر می کنند – دانشمندان این پدیده را تصعید می نامند.
بخار آب از طریق یک گمانه به اندازه کافی بزرگ برای جمع آوری نمونه های گاز و غبار به سطح می رود. در مقابل، ابزارهای مبتنی بر سطح می توانند فوراً ترکیب شیمیایی و چگالی این نمونه ها را تجزیه و تحلیل کنند که می تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد خواص حرارتی و تاریخچه شکل گیری جسم ارائه دهد.
در حالی که لیزر کم مصرف ترین ابزار نیست، سوراخ فقط کمی گسترده تر از یک پین است – مته حتی انرژی کمتری نسبت به بخاری خانگی مصرف می کند. همچنین در لایههای پر از گرد و غبار که سرعت پروبهای مذاب معمولی را کند میکند، سریعتر عمل میکند و به آن اجازه میدهد کانالهای عمیقتری را بدون هزینه اضافی حفر کند.
به گفته کارشناسان آلمانی، یک دستگاه مبتنی بر لیزر، مطالعه اعماق ماهواره های یخی را واقعی تر می کند. دستگاه آنها باید با قدرت حدود 150 وات با جرم مورد انتظار 4 کیلوگرم کار کند، بدون توجه به عمق – حداقل 10 متر، حداقل 10 کیلومتر. با این حال، دانشمندان همچنین تصریح کردند که طیفسنجهای جرمی برای تجزیه و تحلیل گاز و ابزارهای جداسازی غبار، نیازهای مته را افزایش میدهند.
اولین آزمایش ها نشان می دهد که این دستگاه نویدبخش است. نمونه اولیه سوراخ هایی را در نمونه های یخ با ضخامت حدود 20 سانتی متر در خلاء و در شرایط برودتی حفر کرد. و در آزمایش های واقعی در کوه های آلپ و قطب شمال، زیر برف به عمق 1 متر رسید.
گفته می شود، ابزارهای مبتنی بر لیزر محدودیت هایی دارند. بنابراین، در سنگهای بدون یخ یا لایههای گرد و غبار، حفاری متوقف میشود – برای دور زدن مانع باید سوراخ جدیدی در سطح ایجاد کنید. ترکهای پر از آب نیز میتوانند مشکلساز باشند و ابزار لازم است قبل از حفاری عمیقتر، آب را پمپاژ کند. در عین حال، چنین مناطقی می توانند برای علم مفید باشند زیرا می توانند در مطالعه حیات میکروبی کمک کنند.
اکنون هدف دانشمندان کوچک سازی سیستم، توسعه یک ماژول جداسازی گرد و غبار و تکمیل آزمایش های کیفیت فضا است. در آینده، یک نسخه فشرده از مته لیزری ممکن است در یکی از ماهواره های یخی ظاهر شود تا اسرار پنهان در زیر یخ غلیظ بیگانگان را کشف کند.