Вид космического корабля InSight на Марс. Сейсмометры SEIS внизу слева, Mole справа, но на иллюстрации, изображенной на глубине, он еще не достиг. | фото: НАСА
Мы не знаем, что был для вас 2019 год, но он был по крайней мере противоречивым для InSight на Марсе. Устройство, которое достигло поверхности планеты в конце ноября 2018 года, выполнило свои обязательства на 100 процентов за первые несколько месяцев, хотя работа зондов на другой планете все еще не является обычным делом. Затем, однако, возникли неожиданные проблемы с одним из наиболее важных устройств InSight, буровым устройством, известным как Mole.
Крот, официально называемый HP 3 (название происходит от термина «пакет теплового потока и физических свойств»), по сути, представляет собой вибрирующее сверло длиной около 40 сантиметров. Созданный в Европе, это инструмент, созданный под надзором ESA, а его ядром является электрический двигатель, который приводит в действие молот, который должен постепенно выбивать устройство на поверхность. За один ход он должен двигаться порядка десятых долей миллиметра.
Космический корабль InSight настроен для работы на поверхности Марса. Обратите внимание на расширенные солнечные панели и защитный чехол с сейсмометрами, которые хранятся до сих пор.
Он должен перемещаться на глубину около пяти метров и точно измерять температуру скалы Марса на разных глубинах. Это даст геологам много информации о его свойствах и самой планете. Очень похожий эксперимент был проведен на Луне в полете Аполлона-15, где скважина должна была повторяться несколько раз, прежде чем достигнуть глубины цели (в конечном итоге около 2,4 метра).
Но на Луне были люди, которые могли нести сверло и начать в другом месте. InSight не может сделать ничего подобного, поэтому он должен быть на 100 процентов с самого начала. Поэтому дизайнеры создали Mole как очень прочное и долговечное устройство, которое должно обрабатывать широкий спектр материалов.
В марте 2019 года он достиг глубины около 30 сантиметров, но остановился там. Вероятно, потому что стенки просверленного отверстия были недостаточно прочными. Вместо глубокого и узкого «туннеля» постепенно образовалась вмятина, в которой Крот не поддерживал направление бурения. Это только расширило это далее. Таким образом, эксперимент оказался в тупике. Таким образом, с марта по октябрь 2019 года не было «бурения», и были проверены только возможные решения неожиданной проблемы.
Наконец, было выбрано простое решение: Мол помогает удерживать лезвие на конце рычага робота InSight в отверстии. Трение должно помочь стабилизировать и удерживать сверло на месте. Процедура сработала хорошо, Крот медленно исчез под поверхностью в октябре. Управление полетом перестало удерживать его на лопатке, чтобы не повредить кабели, ведущие от сеялки к зонду, и обеспечить передачу данных. Вместо этого они толкнули поверхность Марса возле буровой установки в надежде, что на Моле будет оказано давление.
Результаты эксперимента не заставили себя долго ждать. 27 октября NASA объявило, что Крот прекратил движение вперед, под поверхностью во время следующей запрограммированной фазы бурения, и вместо этого начал движение назад. В течение нескольких десятков ударов, сверло в значительной степени возвратилось над поверхностью.
Ситуация была очень нестабильной, но, видимо, удалось исправить ее в значительной степени. Как показывают новые кадры InSight, Крот в значительной степени вернулся под поверхность. Старый трюк с захватом совка помог.
Темпы продвижения совсем не быстрые, но очень осторожные - интервал между бурением увеличился с трех дней Марса до семи. В период с 7 по 14 декабря космический корабль продвинулся к Марсу на 65 миллиметров (обратите внимание, что «дыра» имеет глубину «цель» пять метров). с помощью шпателя, чтобы предотвратить повреждение кабелей, идущих от него.
Бурение не будет продолжаться в праздничные дни, команда хочет вернуться к нему в новом году. Когда Крот снова исчезает под поверхностью, у них есть несколько новых «трюков с лопатами», которые они хотят попробовать. Их основой по-прежнему, возможно, является уменьшение отскока за счет трения или уплотнения почвы. Он может даже попытаться столкнуть Крота в землю буквально на несколько метров.
Давайте добавим, что даже если буровое долото теперь входит в почву под относительно большим углом, это (или, скорее, не должно быть) не проблема. Он должен без проблем выпрямиться в вертикальном положении - если только Марс снова не удивится.
Тем не менее, риск выпадения родинки из ямы все еще не равен нулю. Как вы можете видеть на снимке зонда с 380-го дня, он продолжает выходить из отверстия на работе.
InSight Sol 380 Камера для развертывания приборов. Еще один раунд бурения, показывающий прогресс в начале с небольшим прыжком назад прямо в конце последовательности. Марс начинает меня раздражать.
Как и ожидалось, причина самой проблемы не может быть решена. Этого можно было ожидать, потому что это, вероятно, просто связано с условиями на Марсе, которые мы не собираемся переделывать. Что именно является причиной, ни НАСА, ни сотрудничающие агентства не осмеливаются говорить однозначно. Было высказано предположение, что это, вероятно, будет сочетание нескольких факторов, от твердости породы до, возможно, влияния разреженной атмосферы Марса.
Глава Центра контроля родинок Тильман Спон, теперь оценивает, что лично он, основываясь на новой информации, является основной причиной наличия мелкого песка в яме. По его оценкам, поверхность покрыта твердой «коркой», можно сказать, но ее толщина составляет всего около 20 сантиметров. Ниже это, вероятно, слой песка, который при определенных обстоятельствах начинает заполнять отверстие быстрее, чем Мол может пробурить. Сверло слегка подпрыгивает при каждом ударе, песок выливается на место, сверло чуть выше при следующем ударе, и так далее, и так далее.
Единственное решение - это адаптироваться к обстоятельствам и работать так, чтобы не было риска полного выпадения устройства. Поскольку вернуть его невозможно, это будет конец его работы, а космический корабль InSight не достигнет одной из своих основных целей.
Марс слишком далеко, чтобы контролировать Моль в режиме реального времени, с задержкой сигнала от трех до 22 минут в зависимости от положения наших планет. (Когда мы находимся в самой отдаленной точке, общение осложняется Солнцем, что буквально мешает.) Например, устройство может быть запрограммировано на более короткие рабочие циклы с меньшим числом ударов (может быть, меньше ударов в минуту?) дыры полностью выскочат. Таким образом, инженерам и техническим специалистам, отвечающим за исследование, непременно придется поиграть даже после Рождества.
