本周，来自NASA和伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员正在威斯康星州门多塔湖的冰冻表面上，为星际探索做准备。在他们下方，厚度超过一英尺（30厘米）的冰层下，美国宇航局的新型环境无扰冰下机器人南极探险者（ENDURANCE）正在绘制湖泊的水下地形图。如果本次及后续航行取得成功，类似的探测器可能会在2028年之前被派往木星卫星木卫二冰冻表面下的疑似液态水域进行导航。
ENDURANCE是美国宇航局天体生物学探索行星科学和技术（ASTEP）计划资助的230万美元项目，它是一种设计在冰下水域运行的自主飞行器。其任务是：收集环境数据（如微生物生命样本）并创建海底地形的三维地图。
门多塔湖的努力是今年晚些时候在南极洲永久冻结的邦尼湖进行的为期一个月的任务的预演。邦尼湖表面覆盖着高达15英尺（4.5米）厚的冰层。该湖泊长约2.5英里（4公里），宽1英里（1.6公里），深130英尺（40米），位于南极大陆的麦克默多干谷，之所以选择这里，是因为其极端条件与ENDURANCE在木卫二可能遇到的条件最为接近。如果这次南极洲之旅取得成功，ENDURANCE将在明年进行第二次测绘。
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从这些探险中收集的所有数据都将发送到伊利诺伊大学的电子可视化实验室，研究人员将在那里创建湖泊的3D图像、地图和数据渲染图。ENDURANCE从它进入水中的融化孔开始测绘。利用开口的GPS坐标，该飞行器的位置由测量温度、光线和水化学性质的传感器收集的数据确定。在八小时的任务中，收集到的信息存储在板载闪存盘中，以便稍后在地面上进行恢复和分析。
工人们用链锯切割出一个10英尺（3.1米）乘14英尺（4.3米）的矩形潜水孔，为ENDURANCE在门多塔湖冰冷的表面上准备一个入口点。由于ENDURANCE通过冰洞进入和离开水下栖息地，因此它被设计成一种紧凑的飞行器——长约4.7英尺（1.4米），宽3.5英尺（1.1米），高2.6英尺（0.8米），在陆地上重约176磅（80公斤）。推进底盘使用商用组件以及定制设计的飞行电子设备和推力矢量控制器。预计最大行驶速度可达每秒5英尺（1.5米）。
大多数车载科学仪器都是基于光纤的，安装在贯穿飞行器整个内部长度的流通管壁上。氯化物和电导率探头在飞行器的后部感应相同的流动流。一个带有照明的数码相机位于右舷船头（如果您面对潜艇的前方，则位于右侧），用于捕获每个体素（体素）内的可见光谱图像，以及拍摄底部沉积物图像。三维图像由体素组成，就像二维图像由像素组成一样。
ENDURANCE使用两个锂离子电池供电，它使用安装在船头、左舷（左侧）和右舷的声纳阵列检测并避开障碍物，这些声纳阵列可以警告该飞行器关于最远328英尺（100米）远的物体。声纳的探测范围预计在ENDURANCE到达任何障碍物之前至少给它一分钟的时间。
一旦ENDURANCE潜入水中，就会将一个超短基线收发器放入水中，并发出信号，为自主飞行器提供一个参考点。这有助于该飞行器的测绘任务，也有助于研究人员找回他们的机器人潜艇。如果出现故障，导致ENDURANCE迷路或无法返回入口孔，那么由于其运行环境恶劣，将会是灾难性的。“当你把东西放入南极洲的湖泊时，你不想失去它，”美国宇航局天体生物学高级科学家约翰·鲁梅尔说。
ENDURANCE是深层潜水器热探险者（DEPTHX）的后续项目，该项目是美国宇航局资助的项目，由位于德克萨斯州德尔瓦莱的StoneAerospace公司领导，该公司是一家生产用于探索海洋深处以及深空的技术的制造商。去年，DEPTHX在墨西哥进行了广泛的水下野外测试，其成功为ENDURANCE的任务铺平了道路。
虽然DEPTHX在华氏86度（摄氏30度）的温水中进行了测试，但ENDURANCE将在邦尼湖遇到华氏32度（摄氏0度）的条件，该湖的分层水域包含淡水和咸水。在其表面附近，邦尼湖有一个约16英尺（5米）的淡水层，上面覆盖着约110英尺（33.5米）的咸水，后者的盐度是正常海水的3倍，鲁梅尔说。这种盐度的增加会导致ENDURANCE的声波表现出不同的行为，向上反弹的次数比在淡水或盐度较低的水中要多。
美国宇航局对ENDURANCE的超凡脱俗的期望包括前往木卫二的旅行，鲁梅尔说，该机构希望在二十年内实现。然而，在ENDURANCE准备潜入木卫二的海洋之前，它必须在地球上证明自己的实力，木卫二的海洋的特征是高达12英里（20公里）厚的冰层，其上的水可能深达62英里（100公里）。鲁梅尔说，一旦到达那里，ENDURANCE可以在太空探索中发挥非常特殊的作用，他补充说，“它很可能成为第一个发现外星生命的飞行器。”