Il monte Erebus è alla fine del nostro mondo e offre un portale per un altro.

È il vulcano attivo più meridionale del nostro pianeta, arrivando a 12, 448 piedi (3, 794 metri) sopra l'isola di Ross in Antartide. Le temperature in superficie sono ben al di sotto dello zero per la maggior parte dell'anno, ma ciò non impedisce le visite degli scienziati:Erebus è anche uno dei pochi vulcani al mondo con un lago di lava esposto. Puoi sbirciare oltre il bordo del suo cratere principale e fissarlo direttamente.

È anche un buon sostituto per un mondo alieno ghiacciato, il tipo a cui la NASA vuole inviare dei robot un giorno. Ecco perché Aaron Curtis, uno studioso post-dottorato presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California, trascorso il mese di dicembre esplorando le grotte di ghiaccio sotto il vulcano. Per diverse settimane, ha testato robot, un trapano e una tecnologia di mappatura assistita da computer che un giorno potrebbe aiutarci a capire i mondi ghiacciati nel nostro sistema solare esterno.

Era la settima visita di Curtis al monte Erebus, che ha realizzato per conto sia del JPL che dell'Osservatorio del vulcano Mt. Erebus. Ha viaggiato con diversi colleghi che studiavano di tutto, dall'età delle rocce alla composizione dei gas emessi dal lago di lava.

I mondi oceanici come Europa sono sicuramente più alieni di Erebus. Le temperature di Europa sono centinaia di gradi sotto lo zero; il suo ghiaccio è certamente diverso da quello della Terra; la sua superficie è immersa nella radiazione di Giove.

Ma ci sono alcune somiglianze che rendono Erebus un buon banco di prova per le tecnologie future.

"Pensiamo che alcune caratteristiche di queste grotte siano simili a quelle che potresti vedere su una luna come Europa, " disse Curti.

Bellezza congelata

Per gli antichi greci, Erebus era un ingresso agli inferi. È un omonimo appropriato:gli scienziati hanno scoperto che il monte Erebus ha il suo mondo sotterraneo, anche se di straordinaria bellezza.

I gas del vulcano hanno scavato enormi caverne, che sono pieni di foreste di brina e soffitti di ghiaccio simili a cattedrali. Curtis ha detto che il calore di Erebus mantiene le grotte accoglienti - vicino a 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius) - e spinge i gas caldi fuori dalle prese d'aria in superficie, dove si congelano in torri. All'interno delle grotte, la miscelazione di aria calda e fredda forma "camini" ghiacciati che si protendono verso il suolo.

Mentre perseguiva il dottorato presso il New Mexico Institute of Mining and Technology, Curtis ha scritto la sua tesi sulla formazione di queste grotte. Ha detto che negli ultimi anni, gli scienziati hanno anche scoperto una vasta gamma di organismi microscopici che vivono al loro interno. Questi estremofili, come sono conosciuti, suggeriscono che la vita potrebbe essere possibile su pianeti lontani con sistemi di grotte simili.

Strumenti per una luna ghiacciata

Curtis è entrato a far parte del gruppo di robotica per ambienti estremi di JPL nel 2016, dove gli ingegneri stanno sviluppando macchine agili in grado di arrampicarsi, correre e vagare su terreni difficili.

Aaron Parness, responsabile del Laboratorio di Prototipazione Robotica, ha detto che il monte Erebus è stato un buon banco di prova per alcuni dei robot e degli strumenti in fase di sviluppo. Quando un membro del gruppo sta conducendo una ricerca sul campo, spesso mettono alla prova il lavoro dell'altro. Fa parte della prototipazione rapida del design che guida gli sforzi del gruppo.

"I test sul campo ti mostrano cose difficili da imparare in laboratorio, " Parness ha detto. "Coltiviamo queste opportunità. Anche se il prototipo non è pronto per funzionare perfettamente, non significa che non sia pronto per insegnarci lezioni su come migliorare la prossima iterazione."

Curtis ha testato diversi progetti unici sul monte Erebus. C'era l'Ice Screw End Effector (ISEE), una sorta di trivella da ghiaccio progettata per i "piedi" di un robot arrampicatore di pareti chiamato LEMUR. Il trapano permetterebbe a LEMUR di attaccarsi alle pareti, mentre si estrae anche campioni di ghiaccio ad ogni passaggio. I progetti futuri potrebbero essere in grado di verificare la presenza di segni chimici di vita all'interno di questi campioni.

L'ISEE non aveva visto molti test sul campo prima di questo viaggio, solo il ghiaccio che cresceva all'interno di un frigorifero al JPL.

"Stiamo cercando di capire in che tipo di ghiaccio funziona questo trapano, " ha detto Curtis. Ha aggiunto che il ghiaccio può essere plastico o fragile a seconda delle diverse densità, umidità e altri fattori. Le grotte di ghiaccio sotto Erebus hanno dimostrato di avere concentrazioni di aria molto più elevate del previsto:"Le differenze in gioco possono essere come provare a scalare un marshmallow rispetto a un metallo leggero".

Un altro test è stato per PUFFER, un robot ispirato agli origami che può rimanere piatto durante lo stoccaggio e "gonfiarsi" per esplorare un'area più ampia. PUFFER ha girato molto intorno al JPL, nell'Arroyo Seco di Pasadena e in altri ambienti desertici, ma non sulla neve. Curtis ha manovrato il robot con il joystick usando ruote da neve di nuova concezione, che hanno un ampio, superficie piana.

Un altro strumento che potrebbe essere utile per i futuri esploratori è un sensore di luce strutturato utilizzato per creare mappe di grotte 3D. Jeremy Nash e Renaud Detry del JPL hanno fornito il sensore, che si basa sulla visione artificiale per mappare l'interno di una grotta.

Curtis ha detto che il ghiaccio è un materiale duro per il modello 3D, in gran parte perché è così riflessivo. La luce ha la tendenza a rimbalzare sulla sua superficie, rendendo difficile per un computer leggere quei dati e ricostruire uno spazio.

"Il ghiaccio brilla, e i cristalli scintillanti sembrano diversi da ogni angolazione, "Ha detto Curtis. "È come una sala degli specchi."

Scienza avventurosa

Non commettere errori:un viaggio di ricerca sul Monte Erebus non è esattamente una vacanza.

Curtis e i suoi colleghi hanno affrontato tre grandi bufere di neve durante il loro viaggio, ciascuno della durata di circa una settimana. Ciò ha portato a ritardi di viaggio quando gli elicotteri di rifornimento non potevano effettuare un passaggio sicuro.

Il team si è anche occupato di energia limitata in una regione che vive sei mesi di notte, bloccando la luce solare per le celle solari. Le turbine eoliche sul vulcano sono la forma di energia più comune, anche se devono affrontare le proprie sfide:il gelo si accumula sulle lame, facendoli vibrare a pezzi.

Ma è difficile rinunciare alla possibilità di condurre ricerche in un luogo così desolato e maestoso.

"Quando sento l'odore di quell'idrogeno solforato che profuma l'aria a meno-25 gradi Celsius, non c'è nessun posto dove preferirei essere, " disse Curti.