انسلادوس پیشنهادی غیرمعمول پیش روی دانشمندان علوم سیارهای قرار میدهد. اقیانوس این قمر زیر لایهای از یخ مدفون شده، اما بخشی از آب این اقیانوس از طریق شکافهایی در نزدیکی قطب جنوب به سطح میآید و به شکل بخار آب و ذرات یخزده به فضا پرتاب میشود. بنابراین یک مأموریت شاید نیازی نداشته باشد تمام مسیر را به سمت پایین حفاری کند؛ کافی است بتواند با موادی که از زیر به بیرون میآیند، ملاقات کند.
همین ایده اساس پروژه LEAP یا «کاوش با پا در میان فوارهها» (Legged Exploration Across the Plume) است؛ مفهومی که جاستین ییم از دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین آن را رهبری میکند. ناسا در ژانویه ۲۰۲۵ این طرح را برای مطالعه فاز اول در قالب برنامه NIAC یا «مفاهیم نوآورانه پیشرفته ناسا» انتخاب کرد. این ربات قرار است با استفاده از یک پای قدرتمند روی سطح انسلادوس جهش کند و از میان فوارههای منفرد عبور کند و هنگام عبور، نمونهها و دادههای علمی را جمعآوری کرده و سپس دوباره روی سطح فرود بیاید.
ایده بسیار جذابی است، اما در مرحلهای بسیار ابتداییتر از چیزی قرار دارد که عبارت «ربات ناسا» ممکن است القا کند. ناسا بودجه بررسی امکانپذیری LEAP را تأمین کرده است، نه ساخت یک وسیله پروازی. ناسا در اعلامیه انتخاب طرحهای سال ۲۰۲۵ صراحتا اعلام کرده که مطالعات NIAC در مراحل اولیه مفهومی قرار دارند و مأموریتهای رسمی ناسا محسوب نمیشوند.
اقیانوس مدفون است، اما مواد آن نه
انسلادوس تنها حدود ۵۰۰ کیلومتر قطر دارد. از فاصله دور، این قمر شبیه یک دنیای یخی و درخشان به نظر میرسد. اما فضاپیمای کاسینی در سال ۲۰۰۵ این تصویر را تغییر داد؛ زمانی که فوارههایی از گاز و یخ را مشاهده کرد که از شکافهای طولانی نزدیک قطب جنوب به بیرون فوران میکردند. ناسا میگوید این مواد با سرعتی حدود ۴۰۰ متر بر ثانیه از سطح خارج میشوند و بخش زیادی از آنها در نهایت مانند برفی بسیار ریز دوباره روی سطح مینشینند.
سالها تصویربرداری به پژوهشگران اجازه داد ۱۰۱ فواره یا آبفشان مجزا را شناسایی کنند که با چهار شکاف اصلی معروف به «نوارهای ببری» ارتباط دارند. اندازهگیریهای گرانشی و بررسی نوسان جزئی انسلادوس در مدار نشان میدهد که منبع این مواد، یک اقیانوس جهانی از آب شور است، نه یک مخزن کوچک و منفرد.
البته ضخامت یخ همچنان یک مانع جدی است. ناسا در اطلاعات فعلی خود درباره انسلادوس، ضخامت متوسط پوسته یخی را حدود ۲۰ تا ۲۵ کیلومتر تخمین میزند؛ هرچند این ضخامت در قطب جنوب احتمالا به حدود یک تا پنج کیلومتر کاهش مییابد. حتی کمترین مقدار نیز بسیار بیشتر از چیزی است که بشر تاکنون در دنیایی دیگر حفاری کرده است.
اما دسترسی تنها به ضخامت یخ بستگی ندارد. ویژگی منحصربهفرد انسلادوس، وجود فوارههای فعال آن است که این قمر را نسبت به اروپا بسیار قابلدسترستر میکند. در واقع، این قمر نوعی سامانه انتقال نمونه طبیعی برای خود ساخته است. LEAP میخواهد بررسی کند که آیا یک ربات میتواند نزدیک به منبع این جریان، از میان آن عبور کند یا خیر.
ناسا در سال ۲۰۲۵ دقیقا چه چیزی را تأمین مالی کرد؟
توضیحات اولیه ناسا درباره LEAP، یک سامانه نمونهبرداری چندفوارهای را پیشنهاد میکرد که بر اساس Salto ساخته شود؛ یک ربات چابک تکپایی که برای کار روی زمین توسعه یافته است. تیم ییم شامل پژوهشگرانی از دانشگاه ایلینوی، آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا و مرکز تحقیقات گلن ناسا بود.
هدف فاز اول، آزمایش ایده اصلی و شناسایی موانع آن بود. آیا یک پای کوچک میتواند در گرانش انسلادوس، جهش قابلتوجهی ایجاد کند؟ آیا ربات میتواند در هوا وضعیت خود را اصلاح کند، هنگام پرواز ابزارهایش را به سمت سطح نشانه بگیرد و روی یخ دانهای فرود بیاید؟ چه موادی، باتریها و حسگرهایی میتوانند در سرمای شدید کار کنند؟ آیا ابزارهای ربات میتوانند یک فواره را از فوارهای دیگر تشخیص دهند؟
تا زمانی که تیم پروژه پوستر پیشرفت فاز اول خود را ارائه کرد، LEAP جزئیات بیشتری پیدا کرده بود. ربات به تصویر کشیدهشده حدود ۳۰ سانتیمتر ارتفاع و یک کیلوگرم وزن داشت. یک مأموریت احتمالی میتواند چهار ربات از این نوع را حمل کند. هر ربات شامل یک پای بزرگ، یک سازوکار پای قدرتمند با قابلیت ذخیره و آزادسازی انرژی و دو چرخ واکنش زاویهدار خواهد بود.
هیچکدام از این اعداد هنوز مشخصات نهایی یک وسیله پروازی نیستند. مطالعات NIAC فضای طراحی را بررسی میکنند و با مشخص شدن چالشهای مهندسی، ابعاد و معماری میتوانند تغییر کنند. ارزش گزارش پیشرفت تا حدی در این است که نشان میدهد این طرح در کدام بخشها به جزئیات مهندسی رسیده و کدام قسمتها همچنان با پرسشهای بیپاسخ مواجه هستند.
یک پا در گرانش ضعیف، توانایی شگفتانگیزی پیدا میکند
ربات Salto-1P روی زمین میتواند حدود ۱.۱۵ متر به صورت عمودی بپرد و در یک پرش بلند تقریبا دو متر جابهجا شود. گرانش سطح انسلادوس حدود ۸۰ برابر ضعیفتر از زمین است. بنابراین پرشی که روی زمین کوتاه و سریع به نظر میرسد، در آنجا میتواند به یک پرواز بالستیک طولانی و آهسته تبدیل شود.
صفحه اولیه LEAP در ناسا تخمین زده بود که عملکرد پرشی موجود میتواند در انسلادوس به جهشی حدود ۹۰ متر در راستای عمودی یا ۱۷۰ متر در راستای افقی تبدیل شود. پوستر بعدی اعداد محافظهکارانهتری ارائه کرد و ارتفاع بیش از ۸۰ متر و مسافت بیش از ۱۰۰ متر را ذکر کرد. این اعداد باید بهعنوان تخمینهای مفهومی بر اساس شرایط پرتاب فرضشده در نظر گرفته شوند، نه بردهایی که روی انسلادوس بهصورت واقعی آزمایش شدهاند.
این پا پیش از پرش انرژی را ذخیره کرده و سپس آن را در مدت بسیار کوتاهی آزاد میکند. یک سازوکار الاستیک سری میتواند نیاز به توان الکتریکی لحظهای بالا از موتور را کاهش دهد؛ موضوعی که برای یک ربات باتریمحور اهمیت زیادی دارد. البته هزینه این کار، ایجاد نیروهای بسیار زیاد در بخشهای مکانیکی است. فنرها، یاتاقانها و اجزای سازهای باید بتوانند بارهای سنگین را بارها تحمل کنند، بدون اینکه وزن آنها بیش از حد افزایش یابد.
پای ربات عمدا پهن طراحی شده است. سطح قطب جنوب انسلادوس ممکن است شامل رسوبات سست حاصل از ذرات فوارهها باشد. در چنین شرایطی، یک سطح تماس باریک ممکن است در زمین فرو برود یا سر بخورد و نتواند پرش مناسبی ایجاد کند. یک پای بزرگتر نیرو را در سطح بیشتری توزیع میکند. تیم همچنین بررسی کرده است که پروفایل نیروی پرتاب چگونه میتواند برای کار روی مواد دانهای بهینهتر شود.
چرخهای واکنش تقریبا همه کارها را انجام میدهند، جز هدایت مستقیم
دو چرخ واکنش زاویهدار، قابلیتهایی فراتر از حفظ تعادل در هوا به LEAP میدهند. ربات میتواند با چرخاندن کنترلشده آنها، هنگام پرش بدنه خود را بچرخاند، یک ابزار را به سمت سطح نشانه بگیرد یا وضعیت پا را برای فرود مناسب تنظیم کند. روی زمین نیز همین چرخها میتوانند به حرکت غلتشی ربات کمک کنند و پس از یک فرود ناموفق، آن را دوباره در وضعیت مناسب برای پرش قرار دهند.
نمونه آزمایشی زمینی توانسته پرشهای هدفگیریشده، غلتیدن قابلکنترل، بازگشت خودکار به وضعیت ایستاده و تغییر جهت در هوا را نشان دهد. این طرح حتی امکان پرش از دیوارههای شیبدار را نیز در نظر گرفته است؛ قابلیتی که میتواند در مناطق شکافدار محل خروج فوارهها مفید باشد.
اما یک محدودیت مهم وجود دارد. چرخهای واکنش میتوانند جهت ربات را تغییر دهند، اما نیروی جانبی قابلتوجهی ایجاد نمیکنند. انسلادوس عملا جوی ندارد که بالهها یا ملخها بتوانند با آن تعامل داشته باشند. پس از جدا شدن پا از سطح، بیشتر مسیر پرواز توسط سرعت و جهت اولیه پرتاب تعیین شده است.
به همین دلیل، دقت به یک مشکل اساسی تبدیل میشود. پوستر پیشرفت پروژه دقت هدفگیری در مقیاس سانتیمتر را برای پرشهای آزمایشگاهی روی زمین گزارش کرده، اما دقت پرشهای طولانی در انسلادوس همچنان نامشخص است. یک خطای کوچک هنگام پرتاب میتواند در طول یک مسیر صد متری بسیار بزرگ شود. ربات باید در نقطهای امن فرود بیاید تا بتواند دوباره بپرد، نه اینکه صرفا از بخش موردنظر فواره عبور کند.
پرش از میان یک آبفشان مانند ورود به یک آزمایشگاه متحرک است
طرح عملیاتی این مأموریت از عرشه یک فضاپیمای میزبان آغاز میشود. یک واحد LEAP به سمت منطقه فعال حرکت میکند، سطح را بررسی میکند و سپس از میان یک فواره عبور میکند؛ در حالی که جمعآورنده نمونه و ابزارهای علمی آن در معرض جریان قرار گرفتهاند. ربات میتواند به سمت محل انتشار دیگری حرکت کند یا تلاش کند به فضاپیمای میزبان بازگردد. چهار ربات میتوانند دادهها را از چند نقطه مختلف جمعآوری کنند.
مجموعه حسگرهای پیشنهادی کوچک اما هدفمند است و شامل حسگر شار ذرات، شمارنده نوری ذرات معلق، یک طیفسنج جرمی کوچک، حسگر فشار و حسگر دما میشود. این ابزارها در کنار یکدیگر میتوانند تعداد ذرات عبوری از کنار ربات، اندازه آنها، سرعت حرکت گاز و ترکیبات فرّار موجود را اندازهگیری کنند.
برنامه اندازهگیری این مطالعه پیشنهاد میکند دستکم سه منطقه با انتشار پراکنده و حداقل دو فواره باریک در امتداد یک نوار ببری با یکدیگر مقایسه شوند. این بررسی به دنبال آب، دیاکسید کربن، متان، آمونیاک و هیدروژن مولکولی خواهد بود و نسبت بخار به ذرات را نیز اندازهگیری میکند. تکرار مشاهدات در طول مدار ۳۲.۹ ساعته انسلادوس میتواند نشان دهد که جزرومدهای زحل چگونه این سامانه را تغییر میدهند.
این زمینه مکانی همان بخشی است که ممکن است یک انیمیشن جذاب از ربات آن را پنهان کند. LEAP صرفا یک ظرف پرنده نیست. هدف این است که هر نمونه جمعآوریشده با محل، نوع انتشار، دمای محلی و توزیع ذرات ارتباط داده شود. عبور از یک فواره گسترده میتواند ترکیبات آن را آشکار کند؛ در حالی که حرکت در نزدیکی سطح میتواند به توضیح چگونگی تولید این ترکیبات کمک کند.
چرا از چرخ، هلیکوپتر یا پیشرانه استفاده نکنیم؟
قطب جنوب انسلادوس مکان مناسبی برای حرکت یک مریخنورد معمولی نیست. این منطقه شامل برآمدگیها، شیارها، دامنههای شکسته و قطعات سنگ و یخ است و شکافهای فعال در میان این عوارض قرار گرفتهاند. ذرات تازه رسوبکرده ممکن است در یک نقطه نرم و در نقطهای دیگر سفت باشند. چرخهایی که روی یک سطح صاف عملکرد خوبی دارند، ممکن است در نزدیکی شکافهای علمی ارزشمند گرفتار شوند.
هلیکوپتر با مشکل متفاوتی روبهرو است. انسلادوس جو قابلتوجهی ندارد که ملخ بتواند در آن نیروی بالابر تولید کند. تیم LEAP اشاره کرده است که تجهیزات الکترونیکی و سامانههای آن تقریبا در همان محدوده جرم و توان هلیکوپتر Ingenuity قرار میگیرند، بنابراین ممکن است از تجربیات این هلیکوپتر مریخی استفاده شود، اما LEAP نمیتواند از روش حرکتی Ingenuity بهره ببرد.
پیشرانههای کوچک موشکی میتوانند در خلأ امکان پرش یا شناوری کوتاهمدت ایجاد کنند، اما خروجی آنها گرما، گاز و بقایای شیمیایی را در نزدیکی محل نمونهبرداری وارد میکند. هرچه یک مأموریت بیشتر به دنبال اندازهگیری سیگنالهای شیمیایی ضعیف از اقیانوسی احتمالا قابلسکونت باشد، استفاده از پیشرانه شیمیایی در حجم نمونهبرداری جذابیت کمتری خواهد داشت.
یک پای مکانیکی از این آلودگی جلوگیری میکند و از گرانش ضعیف بهعنوان یک مزیت بهره میبرد. البته این سیستم قرار نیست در هوا معلق بماند. ربات در یک مسیر قوسی حرکت میکند، برای مدت کوتاهی از میان فواره عبور میکند و دوباره روی سطح فرود میآید. از این نظر، LEAP بیشتر شبیه یک پرتابه علمی است که برای تحمل فرودهای مکرر طراحی شده تا یک هواپیما.
فرود ممکن است از خود پرش دشوارتر باشد
گرانش ضعیف باعث میشود طی کردن مسافتهای طولانی آسانتر شود، اما به مهندسان نمیگوید پای ربات دقیقا روی چه چیزی فرود خواهد آمد. تصاویر کاسینی نمیتوانند رفتار مکانیکی یک بخش کوچک از برف حاصل از فواره را با جزئیات کافی مشخص کنند. ذرات ممکن است به یک پوسته سخت متصل شده باشند، بهصورت شل کنار یکدیگر قرار گرفته باشند یا روی حفرههایی قرار گرفته باشند. شیبها و قطعات سنگ و یخ که از مدار قابل مشاهدهاند نیز خطرات دیگری ایجاد میکنند.
یک مطالعه در سال ۲۰۲۳ درباره رفتار فرود روی انسلادوس، نحوه تعامل پایه ربات با مواد سطحی ناشناخته را مدلسازی کرد. تیم LEAP نیز از مدلهای اولیه مشابهی برای یک ربات یک کیلوگرمی استفاده کرد که با سرعت ۱.۴ متر بر ثانیه روی یک ماده دانهای شبیهسازیشده و سبک فرود میآید؛ البته تیم صراحتا اعلام کرده که این مدلها هنوز برای سرعتهای پرش موردنظر LEAP اعتبارسنجی نشدهاند.
آزمایشهایی در آزمایشگاه مواد دانهای مرکز تحقیقات گلن ناسا برای بررسی شکل پا، الگوهای پرتاب و دقت روی یک ماده شبیهسازیشده با قابلیت فرورفتگی زیاد انجام شده است. این آزمایشها میتوانند گزینههای طراحی را محدودتر و مشخصتر کنند، اما نمیتوانند تمام محیط انسلادوس را بازسازی کنند؛ یعنی خلأ، سرمای شدید، گرانش پایین، شکل ناشناخته ذرات و فواره فعال که همگی بهطور همزمان وجود دارند.
در اینجا است که یک ایده جذاب با واقعیت مهندسی روبهرو میشود. ربات باید نیروی کافی برای جدا شدن از سطح داشته باشد، اما نه آنقدر زیاد که پای آن در زمین حفره ایجاد کند. باید انرژی فرود را جذب کند بدون اینکه دوباره به سمت یک شکاف پرتاب شود. پس از فرود به پهلو نیز باید بتواند خود را اصلاح کند، بدون اینکه نمونه را آلوده کرده یا باتری خود را بیش از حد مصرف کند.
«مواد مستقیم از اقیانوس» همچنان از یک فیلتر عبور میکنند
مزیت اصلی این ایده واقعی است: یک فضاپیما میتواند بدون حفاری در چندین کیلومتر یخ، به موادی برسد که از اقیانوس سرچشمه گرفتهاند. مشاهدات کاسینی نیز پیشتر اطلاعات زیادی را از بخار آب و ذرات یخی موجود بالای سطح انسلادوس در اختیار دانشمندان قرار دادهاند.
اما LEAP قرار نیست قطرهای از آب اقیانوس را دقیقا در همان شرایطی که زیر پوسته قرار دارد، جمعآوری کند. مواد اقیانوس از طریق یک شکاف بالا میآیند و در این مسیر فشار و دما تغییر میکند. آب ممکن است بجوشد یا یخ بزند. بخار روی دیوارههای سرد متراکم میشود. گازهای حلشده از مایع جدا میشوند و ترکیبات مختلف ممکن است ترجیح دهند در فاز گاز، یخ یا ذرات غنی از نمک قرار بگیرند.
این جداسازی «تفکیک» یا Fractionation نام دارد. بنابراین میزان یک ماده در فواره را نمیتوان همیشه مستقیما به مدل ترکیبات اقیانوس نسبت داد. به همین دلیل، پروژه LEAP فیزیک فوران را نیز بهعنوان یک موضوع علمی مستقل در نظر میگیرد.
با مقایسه انتشارهای پراکنده و متمرکز، بخار و ذرات، میتوان مشخص کرد که آیا جوشیدن، تصعید، آزاد شدن مواد فرّار، تجزیه کلاترات یا فرایند دیگری باعث ایجاد فواره شده است.
نمونهبرداری در نزدیکی منبع فواره میتواند برخی از اختلاطهایی را که در فاصله بیشتر از سطح رخ میدهند کاهش دهد، اما «نزدیک» به معنی «بدون تغییر» نیست. دقیقترین توصیف این است که LEAP مواد منشأگرفته از اقیانوس را در نزدیکی محل خروج آنها جمعآوری میکند. درک فرایند خروج نیز بخشی از درک خود نمونه است.
جمعآوری آهسته و محلی میتواند اطلاعاتی را حفظ کند که کاسینی از دست داد
عبورهای کاسینی از میان فوارههای انسلادوس با سرعت چند کیلومتر بر ثانیه انجام میشد. وقتی یک ذره یخی با چنین سرعتی به ابزار برخورد میکند، مولکولهای بزرگ میتوانند متلاشی شوند. دانشمندان میتوانند اطلاعات زیادی از قطعات باقیمانده بازسازی کنند، اما خود برخورد، مقدار اطلاعاتی را که باقی میماند محدود میکند.
یک ربات سطحی نسبت به حرکت ماه میتواند بسیار آهستهتر از میان یک فواره عبور کند. در تئوری، جمعآوری آرامتر میتواند ساختارهای بزرگتر یا حساستر را حفظ کند و اجازه دهد هر ذره به منبع مشخصی نسبت داده شود.
با این حال، اطلاعات فعلی LEAP آن را بهعنوان یک سامانه کامل برای شناسایی حیات معرفی نمیکند. تمرکز علمی این طرح بر فعالیت فوارهها، ترکیبات فرّار و سازوکار فوران است.
این هدف از اهمیت کمتری برخوردار نیست. پیش از آنکه یک مأموریت بتواند یک مولکول غیرمعمول را نشانهای از یک فرایند شیمیایی در اقیانوس بداند، باید مشخص کند که آیا آن مولکول در مسیر خروج توسط خود فواره ایجاد، نابود یا تغلیظ شده است یا خیر. LEAP میتواند این زمینه فیزیکی مهم را فراهم کند.
سرما، انرژی و زمان طراحی را تعیین میکنند
ناسا دمای متوسط سطح انسلادوس را حدود منفی ۲۰۱ درجه سانتیگراد اعلام میکند. شکافهای فعال دارای ناهنجاریهای حرارتی محلی هستند، اما این محیط همچنان برای تجهیزات بسیار سرد است. عملکرد باتری کاهش مییابد، گزینههای روانکننده محدود میشوند، پلیمرها رفتار متفاوتی پیدا میکنند و برخی فلزات شکننده میشوند.
این مطالعه برای ساختار ربات، آلومینیوم، تیتانیوم و فولادهای زنگنزن مورد استفاده در فضا را بررسی کرده است. همچنین آلیاژهای ویژه برای فنر پا، یاتاقانهای گرافیت-فلز و عایق چندلایه یا آئروژل برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی در نظر گرفته شدهاند. باتریهای مورد بررسی ظرفیتی در حدود ۴۰ واتساعت داشتهاند.
هر گرم از جرم ربات که صرف گرم نگه داشتن تجهیزات شود، در رقابت با ابزارهای علمی، ارتباطات و ساختار فرود قرار میگیرد.
فرمانها نیز نمیتوانند بهموقع از زمین ارسال شوند تا مسیر یک پرش را اصلاح کنند. بسته به موقعیت زمین و زحل، زمان رفتوبرگشت یک سیگنال رادیویی بیش از یک ساعت خواهد بود. بنابراین LEAP باید بهصورت خودکار سطح را ارزیابی کند، جهت پرتاب را انتخاب کند، پای خود را کنترل کند، وضعیتش را در هوا مدیریت کند و از یک فرود ناموفق بازیابی شود.
مطالعات پیشرفت پروژه به استفاده از دوربینها، لیدار یا دوربینهای رویدادمحور برای ناوبری اشاره دارند. این حسگرها به توان پردازشی نیاز دارند و باید در شرایط نوری دشوار و نزدیک به یک سطح یخی بسیار روشن کار کنند.
ربات ممکن است منطقه مناسب برای فرود را تنها زمانی ببیند که دیگر در مسیر بالستیک خود قرار گرفته باشد. بنابراین سامانه خودکار باید نهتنها موانع، بلکه میزان عدم قطعیت را نیز تشخیص دهد.
خود فضاپیمای میزبان نیز هنوز یک مفهوم است
LEAP بهعنوان یک گزینه تکمیلی برای Enceladus Orbilander پیشنهاد شده است؛ یک طرح مأموریت پرچمدار که در آن یک فضاپیما ابتدا وارد مدار انسلادوس میشود و سپس روی این قمر فرود میآید.
مفهوم Orbilander حدود یک سال و نیم مشاهده و نمونهبرداری از فوارهها در مدار و سپس حدود دو سال فعالیت روی سطح را با مجموعهای از ابزارهای مختلف برای جستوجوی نشانههای حیات در نظر گرفته است.
مطالعه دههای علوم سیارهای برای سالهای ۲۰۲۳ تا ۲۰۳۲، Orbilander را پس از مأموریت مدارگرد و کاوشگر اورانوس، بهعنوان دومین مأموریت پرچمدار جدید با بالاترین اولویت رتبهبندی کرد. این حمایت علمی اهمیت دارد، اما به معنی تأمین مالی یک پروژه، تکمیل طراحی یا تعیین تاریخ پرتاب نیست.
مطالعات Orbilander سفر هفت تا ۱۰ ساله به زحل و سپس یک مأموریت چندساله پیش از رسیدن به انسلادوس را در نظر گرفتهاند. LEAP باید بتواند این سفر را تحمل کند و در عین حال جرم، انرژی و نیازهای ارتباطی خود را در برابر ابزارهای اصلی فضاپیمای میزبان توجیه کند.
چهار ربات متحرک همچنین مسائل مربوط به استقرار و حفاظت سیارهای ایجاد میکنند که یک فرودگر ثابت با آنها مواجه نیست.
مفاهیم دیگری نیز رویکردهای متفاوتی دارند. ربات مارمانند EELS آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا با الهام از امکان فرود به داخل یک دریچه در انسلادوس طراحی شده است. یک مأموریت عبوری نیز میتواند بهطور کامل از فرود روی سطح اجتناب کند.
LEAP در نقطهای جالب میان این دو قرار میگیرد: بدون ورود به شکاف، در نزدیکی آن حرکت میکند تا بتواند خروجی فوارههای مختلف را با یکدیگر مقایسه کند.
این هنوز یک مأموریت برای اعلام کشف حیات نیست
فواره انسلادوس حاوی آب، نمکها، سیلیس، ترکیبات آلی، هیدروژن مولکولی و فسفر است. این مشاهدات از یک مورد جدی برای قابلیت زیستپذیری و وجود برهمکنش میان آب و سنگ حمایت میکنند، اما هیچکدام به معنای وجود سلول زنده در اقیانوس نیستند.
نتیجهای قانعکننده درباره کشف حیات به اندازهگیریهای مکمل، کنترل آلودگی زمینی و بررسی دقیق واکنشهای شیمیایی غیرزیستی نیاز دارد. حتی یک طیف جرمی پیشرفته نیز میتواند مبهم باشد. یک مجموعه ابزار علمی مناسب باید به دنبال الگوهای مختلف میان مولکولها، ساختارهای احتمالی سلولی و زمینه محیطی باشد، نه اینکه وجود یک ترکیب را بهتنهایی بهعنوان مدرک حیات در نظر بگیرد.
توانایی حرکت میتواند در این زمینه بسیار مهم باشد. اگر فوارههای مختلف جمعیتهای متفاوتی از ذرات یا نسبتهای متفاوتی از مواد فرّار داشته باشند، یک جمعآورنده ثابت ممکن است نتواند نمونهای نماینده به دست آورد.
LEAP میتواند مشخص کند کدام فوارهها تازهتر هستند، کدامیک ذرات بیشتری دارند و ترکیبات آنها چگونه با موقعیت مکانی و مرحله جزرومدی تغییر میکند. این نقشه میتواند به یک آزمایشگاه بزرگتر کمک کند تا بداند دقیقا چه چیزی را بررسی میکند.
البته این قابلیت، مسئولیت بیشتری برای تمیز نگه داشتن تجهیزات نیز ایجاد میکند. ناسا پیشتر برای جلوگیری از احتمال برخورد ناخواسته فضاپیمای کاسینی با انسلادوس، در پایان مأموریت آن را عمدا به سمت زحل هدایت کرد. رباتی که بهطور هدفمند به مناطق فعال انسلادوس میرود نیز باید استانداردهای سختگیرانه پاکیزگی زیستی را رعایت کند؛ هم برای محافظت از خود قمر و هم برای حفظ اعتبار علمی اندازهگیریهایش.
مطالعه سال ۲۰۲۵ چه دستاوردی داشت؟
دستاورد فاز اول این نیست که LEAP آماده سوار شدن بر یک فضاپیماست. دستاورد اصلی این است که یک طرح جذاب و ساده، با واقعیتهای جرم، نیرو، توان، زمین و اندازهگیری روبهرو شده است.
نمونه آزمایشی میتواند بپرد، غلت بزند، دوباره روی وضعیت ایستاده قرار بگیرد و هنگام پرواز جهت خود را تغییر دهد. مواد و تجهیزات الکترونیکی احتمالی مشخص شدهاند. یک مسیر مفهومی نیز از استقرار ربات، بررسی سطح، نمونهبرداری از فواره و حرکت به سمت نقاط دیگر تعریف شده است.
تیم علمی همچنین مشخص کرده است که چه مقایسههایی میتواند به ارتباط دادن فوارهها با اقیانوس زیرسطحی کمک کند.
فهرست موارد حلنشده نیز به همان اندازه ارزشمند است. دقت پرشهای طولانی در انسلادوس همچنان مشخص نیست. مدلهای تعامل سطحی به اعتبارسنجی نیاز دارند. عملکرد حرارتی، خودکارسازی، تجهیزات نمونهبرداری و نسخه نهایی پای ربات به مطالعات بیشتری نیاز دارند.
مأموریت میزبان نیز هنوز وجود خارجی ندارد و نمیتوان هیچ تاریخ پرتابی را بهطور معتبر برای LEAP اعلام کرد.
این دقیقا هدف چنین بودجههای اولیهای است. ناسا با تأمین بودجه به یک ایده غیرمعمول فرصت میدهد تا آنقدر جزئیات پیدا کند که مشخص شود آیا جذابیت اولیه آن در برابر شرایط واقعی محیط نیز دوام میآورد یا خیر.
جذابیت LEAP همچنان در سادگی ایده آن نهفته است، زیرا خود این قمر بخشی از مسیر را انجام میدهد. انسلادوس مواد منشأگرفته از اقیانوس را از میان یخ بالا میآورد و آنها را به فضای بالای سطح پرتاب میکند.
LEAP تلاش خواهد کرد یک آزمایشگاه کوچک را برای چند ثانیه در این جریان قرار دهد، سپس روی سطح فرود بیاید و همین کار را در نقطهای دیگر تکرار کند.
برای رسیدن به دریا نیازی به حفاری نیست؛ اما تقریبا تمام بخشهای دیگر این ایده همچنان دشوار هستند.
