VIPER——关于地外冰层穿透技术的学生研究

近期对 Cassini 号科学数据及地基观测的分析提供了证据，表明土星卫星 Enceladus 上环绕固态冰壳之下存在全球性海洋。Enceladus 南极的图像显示冰壳中有若干裂缝，不断喷出冻结的水颗粒羽流，形成了土星外环之一的 E 环。在 Enceladus 这一南部区域，冰壳被认为薄至 2 km，比月球其余部分薄约一个数量级。冰壳之下是液态水构成的全球性海洋。科学家正在讨论不同的取样水的方法，例如利用融化探针融穿冰层。FH Aachen UAS 开发了一种可操纵融化探针原型，能在冰中导航，并已在地面环境中成功测试。这意味着无大气和/或环境压力、约 100 至 150 K 的低冰温（近南极）以及 0.114 m/s$^2$ 或 1100 {\mu}g 的极低重力。FH Aachen UAS 将于 2017 年研究其中两项影响因素：低冰温与低于水三相点的低环境压力。但大实验舱内不易模拟低重力。然而 RWTH Aachen 对融化过程的数值模拟显示出融化行为对重力的依赖性。鉴于此，VIPER 在 FH Aachen UAS 的大规模实验模拟与 RWTH Aachen 的数值模拟之间建立了联系。为分析融化过程，REXUS 火箭提供了约 90 秒的减重力与低环境压力下的实验时间。