Mellan 1995 och 2003, NASA:s rymdfarkost Galileo gjorde flera förbiflygningar av Jupiters måne, Europa. Flera fynd från observationer av månen pekade på bevis på ett flytande hav under Europas isiga yta. Havet, forskare tror, kan hysa mikrobiellt liv, eller bevis på nu utdöda mikrobiellt liv.

Medan forskare i allmänhet är överens om var de ska leta – under det tjocka, planetomfattande isskal där vatten är i kontakt med en stenig kärna och där biokemiska ingredienser för liv kan finnas – hur man tar sig dit för att samla in prover är fortfarande ett stort taktiskt problem.

"Uppskattningar av tjockleken på isskalet varierar mellan 2 och 30 kilometer (1,2 och 18,6 miles), och är en stor barriär som alla landare måste övervinna för att komma åt områden som vi tror har en chans att ha biosignaturer som representerar livet på Europa, sa Andrew Dombard, docent i jord- och miljövetenskap vid University of Illinois i Chicago.

Dombard och hans kollegor presenterade en möjlig lösning på detta problem vid American Geophysical Unions möte i Washington, D.C., denna vecka:en kärnkraftsdriven tunnelsond.

Dombard och hans make, D'Arcy Meyer-Dombard, docent i geo- och miljövetenskap vid UIC, är en del av en grupp forskare på NASA Glenn Research COMPASS-teamet, en multidisciplinär grupp av forskare och ingenjörer med uppgift att designa teknik och lösningar för rymdutforskning och vetenskapsuppdrag.

Gruppen genomförde en konceptstudie för en kärnkraftsdriven "tunnelbot" som kan penetrera isskalet och nå toppen av Europas hav samtidigt som den bär anordningar och instrument som kan användas för att söka efter tecken på liv eller utdöende liv. Boten skulle också utvärdera beboeligheten av själva ishyllan.

"Vi var inte oroliga för hur vår tunnelbot skulle ta sig till Europa eller bli utplacerad i isen, Dombard sa. "Vi antog bara att den kunde komma dit och vi fokuserade på hur den skulle fungera under nedstigningen till havet."

Boten skulle prova is i hela skalet, såväl som vatten vid gränsytan mellan is och vatten, och skulle titta på undersidan av isen för att söka efter mikrobiella biofilmer. Boten skulle också ha förmågan att söka efter "sjöar" med flytande vatten i isskalet.

Forskarna övervägde två konstruktioner för deras bot:en som drivs av en liten kärnreaktor, och den andra drivs av allmänna värmekällor - radioaktiva värmekällmoduler designade för rymduppdrag. Värme från båda dessa källor kan användas för att smälta isskalet. Kommunikation skulle tillhandahållas av en rad "repeaters" anslutna till boten med fiberoptiska kablar.

NASA sponsrar rutinmässigt konceptstudier för att testa var tekniken finns som behövs för att svara på viktiga frågor i solsystemet. Kanske ingen fråga är viktigare än, "Finns det liv någon annanstans?" och Europa är en av de bästa platserna att titta på. Oavsett om ett tunneluppdrag är planerat, och i så fall, om någon av dessa mönster väljs, återstår att se.

Kathleen Craft från Applied Physics Laboratory vid Johns Hopkins University och COMPASS-teamet leder Steven Oleson och J. Michael Newman från NASA Glenn Research Center arbetade också med konceptstudien.