A hagyományos fúrók és olvasztó szondák nehezek, bonyolultak és rendkívül energiaigényesek. Most azonban a németországi Drezdai Műszaki Egyetem Repülőmérnöki Intézetének kutatói egy új megoldással álltak elő: egy lézeralapú jégfúróval, amely mély, keskeny csatornákat képes vájni a jégbe, miközben alacsony tömeg- és energiaigénnyel működik.

A kutatás vezetője, Martin Koßagk a Space.com-nak nyilatkozva így fogalmazott: „Olyan lézeres fúrót hoztunk létre, amely lehetővé teszi a mély, keskeny és energiahatékony hozzáférést a jéghez anélkül, hogy növelnénk az eszköz tömegét – amit a mechanikus fúrók és az olvasztó szondák nem tudnak elérni.”

A technológia lényege, hogy a lézer nem olvasztja, hanem szublimálja a jeget, vagyis közvetlenül gőzzé alakítja. A keletkező gőz a fúrólyukon keresztül távozik, és a felszínen elhelyezett műszerek képesek begyűjteni a gáz- és porszemcséket, majd elemezni azok kémiai összetételét és sűrűségét. Ez értékes információt adhat a vizsgált égitest hőmérsékleti tulajdonságairól és keletkezési történetéről.

Állandó tömegű marad

A rendszer előnye, hogy állandó tömegű marad, függetlenül a fúrás mélységétől. A koncepció körülbelül 150 watt teljesítménnyel működik, és mindössze 4 kilogramm a tömege. A laboratóriumi kísérletek során a prototípus vákuumban és kriogén körülmények között 20 centiméteres jégmintákat fúrt át, terepi teszteken pedig az Alpokban és az Északi-sarkvidéken több mint egy méter mélyre jutott a hóban. Már 20 watt teljesítménnyel is elérte az óránkénti 1 méteres sebességet, laza vagy poros jégben pedig akár 3 métert is.

Koßagk szerint a lézeres fúró „reálisabbá teszi a jeges holdak felszín alatti kutatását, lehetővé téve a jég összetételének és sűrűségének nagy felbontású elemzését, javítva a hőtranszport és az óceánmélység modelljeit olyan égitesteken, mint az Europa és az Enceladus.”

A módszernek ugyanakkor vannak korlátai: ha a fúró kőzet- vagy porréteggel találkozik, amelyben nincs jég, a folyamat megáll. Ezért a kutatók hangsúlyozzák, hogy a lézeres fúrót más mérőműszerekkel, például radarral kell kombinálni, amelyek előre jelezhetik az akadályokat. Koßagk hozzátette: „Fontos, hogy a lézeres fúrót más mérőeszközökkel együtt használjuk. A radar képes belátni a jégbe, és azonosítani a nagyobb akadályokat, amelyeket a fúró aztán kikerülhet.”

A jövőben a rendszer miniatürizálása, a porleválasztó egység kifejlesztése és az űrbeli minősítési tesztek elvégzése a következő lépés. A kutatók szerint egy kompakt változat akár egy leszállóegység fedélzetén is eljuthat egy jeges holdra, hogy feltárja a felszín alatti titkokat.

Érdekesség, hogy a technológia a Földön is hasznos lehet: az Alpokban végzett terepi kísérletek során a lézeres fúró képes volt a hó sűrűségét mérni anélkül, hogy gödröt kellett volna ásni. Koßagk szerint drónra szerelve akár lavinaveszélyes lejtőkön is biztonságosan gyűjthet adatokat.