Erebus är i slutet av vår värld – och erbjuder en portal till en annan.

Det är vår planets sydligaste aktiva vulkan, når 12, 448 fot (3, 794 meter) ovanför Ross Island i Antarktis. Temperaturerna vid ytan ligger långt under fryspunkten större delen av året, men det hindrar inte besök från forskare:Erebus är också en av få vulkaner i världen med en exponerad lavasjö. Du kan titta över kanten på dess huvudkrater och stirra rakt in i den.

Det är också en bra stand-in för en frusen främmande värld, den typ som NASA vill skicka robotar till en dag. Det är därför Aaron Curtis, en postdoktor vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, tillbringade december månad med att utforska isgrottor under vulkanen. I flera veckor, han testade robotar, en borr- och datorstödd kartteknik som en dag kan hjälpa oss att förstå de isiga världarna i vårt yttre solsystem.

Det var Curtis sjunde besök på berget Erebus, som han gjorde på uppdrag av både JPL och Mount Erebus Volcano Observatory. Han reste tillsammans med flera kollegor som studerade allt från stenarnas ålder till sammansättningen av gaser som släpps ut från lavasjön.

Havsvärldar som Europa kommer säkert att vara klart mer främmande än Erebus. Europas temperaturer är hundratals grader under fryspunkten; dess is är säker på att vara annorlunda än jordens; dess yta badar i Jupiters strålning.

Men det finns vissa likheter som gör Erebus till en bra testplats för framtida teknologier.

"Vi tror att vissa funktioner i dessa grottor liknar det du kan se på en måne som Europa, " sa Curtis.

Frusen skönhet

För de gamla grekerna, Erebus var en ingång till underjorden. Det är en passande namne:forskare har upptäckt att berget Erebus har sin egen undre värld – även om den är häpnadsväckande skönhet.

Vulkanens gaser har huggit ut massiva grottor, som är fyllda med skogar av rimfrost och katedralliknande istak. Curtis sa att värmen från Erebus håller grottorna mysiga - nära 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius) - och driver varma gaser ut ur ventilerna på ytan, där de fryser till torn. Inuti grottorna, blandningen av varm och kall luft bildar isiga "skorstenar" som når mot marken.

Medan han doktorerade vid New Mexico Institute of Mining and Technology, Curtis skrev sin avhandling om bildandet av dessa grottor. Han sa att de senaste åren forskare har också upptäckt en mångfald av mikroskopiska organismer som lever i deras inre. Dessa extremofiler, som de är kända, tyder på att liv kan vara möjligt på avlägsna planeter med liknande grottsystem.

Verktyg för en iskall måne

Curtis gick med i JPL:s Extreme Environments Robotics Group 2016, där ingenjörer utvecklar smidiga maskiner som kan klättra, rusa och vandra över svår terräng.

Aaron Parness, chef för Robotic Prototyping Lab, sade Mt. Erebus var en bra testplats för några av robotarna och instrumenten under utveckling. När en medlem i gruppen bedriver fältforskning, de testar ofta varandras arbete. Det är en del av den snabba designprototypen som styr koncernens ansträngningar.

"Fälttester visar dig saker som är svåra att lära sig i laboratoriet, ”, sade Parness. ”Vi hoppar på de möjligheter. Även om prototypen inte är redo att fungera perfekt, det betyder inte att den inte är redo att lära oss lektioner om hur vi kan göra nästa iteration bättre."

Curtis testade flera unika projekt vid berget Erebus. Det fanns Ice Screw End Effector (ISEE), en sorts isborr designad för "fötterna" på en väggklättringsrobot som heter LEMUR. Borren skulle tillåta LEMUR att fästa sig på väggar, samtidigt som man drar ut prover av isen för varje steg. Framtida konstruktioner kanske kan kontrollera efter kemiska tecken på liv i dessa prover.

ISEE hade inte sett mycket fälttester innan den här resan – bara isen som växer inuti ett kylskåp på JPL.

"Vi försöker få en känsla för vilken typ av is den här borren fungerar i, " sa Curtis. Han tillade att is kan vara plastisk eller spröd beroende på olika densiteter, luftfuktighet och andra faktorer. Isgrottorna under Erebus visade sig ha mycket högre luftkoncentrationer än förväntat:"Skillnaderna kan vara som att försöka klättra på en marshmallow mot en lättmetall."

Ett annat test var för PUFFER, en origami-inspirerad robot som kan sitta platt under förvaring och "puffa upp" för att utforska ett större område. PUFFER har kört mycket runt JPL, i Pasadenas Arroyo Seco och andra ökenmiljöer – men inte på snö. Curtis styrde roboten runt med hjälp av nydesignade snöhjul, som har en bred, plan yta.

Ett annat verktyg som kan vara till hjälp för framtida upptäcktsresande är en strukturerad ljussensor som används för att skapa 3D-grottkartor. JPL:s Jeremy Nash och Renaud Detry gav sensorn, som förlitar sig på datorseende för att kartlägga det inre av en grotta.

Curtis sa att is är ett hårt material för 3D-modellering, till stor del för att det är så reflekterande. Ljus har en tendens att studsa från sin yta, gör det svårt för en dator att läsa dessa data och rekonstruera ett utrymme.

"Isen glittrar, och de glittrande kristallerna ser olika ut från varje vinkel, " sa Curtis. "Det är som en spegelsal."

Äventyrlig vetenskap

Gör inga misstag om det - en forskningsresa till Erebus är inte precis en semester.

Curtis och hans kollegor mötte tre stora snöstormar under sin resa, vardera varar cirka en vecka. Det ledde till reseförseningar när leveranshelikoptrar inte kunde göra säker passage.

Teamet hanterade också begränsad energi i en region som upplever sex månaders natt, blockerar solljus för solceller. Vindkraftverk på vulkanen är den vanligaste energiformen, även om de står inför sina egna utmaningar:frost byggs upp på knivarna, får dem att vibrera i bitar.

Men chansen att bedriva forskning på en så ödslig och respektingivande plats är svår att missa.

"När jag känner lukten av svavelväte som parfymerar minus-25 grader Celsius-luften, det finns ingenstans jag hellre skulle vilja vara, " sa Curtis.