Δοκιμή βράχου της γης για να βοηθήσει το ρόβερ της NASA να εργαστεί στον Άρη

Χρησιμοποιώντας προσεκτικά επιλεγμένους βράχους εδάφους, οι μηχανικοί προσπαθούν να καταλάβουν πώς να χειριστούν θρυμματισμένους βράχους σαν αυτούς που συνάντησε ο ανιχνευτής στην πρώτη του προσπάθεια δειγματοληψίας.

Δημιουργία τρύπας σε δοκιμαστικό βράχο: Μηχανικοί στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA πραγματοποίησαν δοκιμές σε βράχους σαν αυτόν για να καταλάβουν γιατί η πρώτη προσπάθεια του ρόβερ Perseverance του οργανισμού έδωσε δείγμα σκόνης. Ένα αντίγραφο του τρυπανιού rover προσπάθησε να δημιουργήσει έναν πυρήνα από θρυμματισμένο βράχο. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

πότε[{” attribute=””>NASA’s Perseverance Mars rover tried to collect its first rock core sample last August, the outcome presented a puzzle for the mission team: The rover’s sample tube came up empty. But why?

Not long after, Perseverance successfully gathered a sample the size of a piece of chalk from a different rock. The team concluded that the first rock they had chosen was so crumbly that the rover’s percussive drill likely pulverized it.

But engineers at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California, which manages the mission, want to understand why that first sample, nicknamed “Roubion,” turned to dust. The mission’s scientists and engineers had run extensive test campaigns on dozens of rock types prior to launch, but they hadn’t seen any react exactly like Roubion.

So a new test campaign was started – one that would include a field trip, a duplicate of Perseverance’s drill, and JPL’s unique Extraterrestrial Materials Simulation Lab. Answers remain elusive, but here’s a closer look at the process.

Πώς αντιμετωπίζουν τα διαστημόπλοια τις καταιγίδες σκόνης στον Άρη; Λάβετε τα τελευταία νέα για τον υπόλοιπο στόλο της NASA στον Άρη με την Έκθεσή μας για τον Άρη. Η νέα κυκλοφορία εστιάζει στην τελευταία καταιγίδα σκόνης στον κόκκινο πλανήτη. Παρακολουθήστε πώς τα τροχιακά του οργανισμού υποστήριξαν το προσγειωμένο InSight καθώς η ισχύς του μειώθηκε κατά τη διάρκεια του γεγονότος του Ιανουαρίου. Πηγή: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS

Θυμηθείτε το Ροπιόν

Η αναδημιουργία των μοναδικών φυσικών ιδιοτήτων του Roubion θα είναι το κλειδί για τη δοκιμαστική καμπάνια.

«Από τους βράχους που είδαμε, ο Robin είχε τις περισσότερες ενδείξεις αλληλεπίδρασης με το νερό», δήλωσε ο Ken Farley του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, Επιστήμονας του Έργου Επιμονής. «Γι’ αυτό κατέρρευσε».

Οι βράχοι που αλλοιώνονται από το νερό μπορεί να είναι πιο επιρρεπείς στην κατάρρευση. Εκτιμάται επίσης ιδιαίτερα για τους μελετητές επιμονής. Το νερό είναι ένα από τα κλειδιά της ζωής -τουλάχιστον στην ξηρά- και γι’ αυτό η Perseverance εξερευνά τον κρατήρα Jezero. Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, το νησί Jezero είχε μια λίμνη που τροφοδοτούνταν από ποτάμια, καθιστώντας το ιδανικό μέρος για να αναζητήσετε σημάδια της αρχαίας πλέον μικροσκοπικής ζωής. Η Perseverance συλλέγει δείγματα που οι μελλοντικές αποστολές μπορούν να φέρουν πίσω στη Γη για να μελετηθούν σε εργαστήρια με ισχυρό εξοπλισμό πολύ μεγάλο για να σταλεί στον Άρη.

Αεροφωτογραφία του οικολογικού καταφυγίου Santa Margherita: Ένα drone κατέγραψε αυτή την άποψη των μελών της Ομάδας Ανιχνευτών Persistent Mars της NASA στο περιβαλλοντικό πάρκο Santa Margarita στη Νότια Καλιφόρνια καθώς αναζητούν θρυμματισμένους βράχους για μια δοκιμαστική αποστολή. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

εκδρομή

Για να βρουν τις εφεδρικές στάσεις του Roubion, δόθηκε άδεια σε μερικά μέλη της ομάδας ρόβερ να ψαρέψουν στο βράχο στο οικολογικό πάρκο Santa Margherita, δύο ώρες οδικώς από το Εργαστήριο Jet Propulsion. Η ομάδα έψαχνε για βράχους που θα γέμιζε ένα καλό γεωλογικό σημείο: ήταν αρκετά στεγανά ώστε να είναι σαν κοκκινολαίμη, αλλά όχι τόσο εύθραυστα που μπορεί να διαλυθούν με το παραμικρό άγγιγμα. Τελικά επέλεξαν μισή ντουζίνα βράχους.

«Ήταν πολύ σωματική δουλειά», είπε η Louise Gandora του Jet Propulsion Laboratory, επικεφαλής μηχανικός δειγματοληψίας και buffering, που ηγήθηκε της δοκιμαστικής εκστρατείας. “Κόβαμε με βράχια σφυριά και μοχλούς. Μερικοί βράχοι ήταν αρκετά μεγάλοι που χρειαζόμασταν όλοι να κολλήσουμε ένα τεντωμένο πανί για να τις βάλουμε στο κρεβάτι του φορτηγού μας.”

Επόμενο βήμα: δοκιμή στο Εργαστήριο Jet Propulsion. Ένα από τα μέρη όπου συμβαίνει αυτό είναι το Εργαστήριο Προσομοίωσης Εξωγήινων Υλικών, ένα είδος κέντρου εξυπηρέτησης που προετοιμάζει υλικά για δοκιμή σε άλλα σημεία του JPL.

Rock Hunters στο JPL: Μέλη της ομάδας Jet Propulsion Laboratory που έψαξαν για βράχους που μοιάζουν με τον Άρη στο Οικολογικό Καταφύγιο Santa Margherita ποζάρουν για μια selfie. Από αριστερά: Erin Dallchog, Iona Brockie, Louise Gandora, Ken Farley και Sarah Yericks. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

Superstore Rock

Το χαμηλό κτίριο βρίσκεται στην πλαγιά ενός λόφου πάνω από το Mars Yard. Τα εξωτερικά τύμπανα περιέχουν μια κοκκινωπή σκόνη που ονομάζεται Mojave Mars Simulant, μια ειδική συνταγή για την αναδημιουργία των χαοτικών συνθηκών στις οποίες ταξιδεύουν τα οχήματα περιπλάνησης. Σωροί βράχων -μερικοί γεμάτοι τρύπες- είναι διάσπαρτοι γύρω από ένα απαγορευμένο βιομηχανικό πριόνι κοντά στην είσοδο. Στο πίσω μέρος στέκεται ένα τσιμεντένιο καταφύγιο με ροκ σεντούκια με ονόματα που ακούγονται σαν Mad Libs για τους γεωλόγους: Old Dutch Pumice, China Ranch Gypsum, Bishop Tuff.

«Μου αρέσει να λέω ότι κάνουμε τη χειροτεχνική επιλογή και προετοιμασία των υλικών», είπε η Sarah Yerkes, μηχανολόγος μηχανικός που ηγείται του εργαστηρίου. «Η δοκιμή του είναι εν μέρει κατασκευή και εν μέρει τρελή επιστήμη».

Ο Yerix είναι ένας από τους ανθρώπους που διάλεξαν πέτρες στο ταξίδι του Santa Margherita Ecological Preserve. Για να δοκιμάσει σε ογκόλιθους τύπου Roubion, η ομάδα του Yearicks εργάστηκε με ένα τρυπάνι δομικής ποιότητας – όχι ένα τρυπάνι με οπή – μαζί με άλλα εργαλεία, ενώ η ομάδα Jandura χρησιμοποίησε μια εκδοχή του τρυπανιού επιμονής που μοιάζει με μύγα. Δείγματα εμπρός και πίσω, ελεγμένα με διαφορετικούς τρόπους.

Κοντινό πλάνο μιας άσκησης που μοιάζει με επιμονή: Αυτό το τρυπάνι είναι ένα αντίγραφο της άσκησης πάνω στον ανιχνευτή Άρη της NASA. Χρησιμοποιήθηκε σε μια δοκιμαστική εκστρατεία για να δούμε πώς θα ανταποκρινόταν ο εύθρυπτος βράχος στη διάτρηση. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

Βάλτε στη δοκιμή

Η ομάδα της Γκοντόρα εκτέλεσε τις ασκήσεις της που έμοιαζαν με μύγα λίγα χιλιοστά τη φορά, σταματώντας για να ελέγξει ότι ο πυρήνας σχηματιζόταν ακόμα. Εάν καταρρεύσει, θα εξετάσουν τις μεταβλητές που μπορεί να είναι η αιτία. Για παράδειγμα, οι μηχανικοί προσάρμοσαν τον ρυθμό κρούσης του τρυπανιού και το βάρος που τοποθετούνταν στο τρυπάνι. Προσπάθησαν επίσης να τρυπήσουν στο βράχο οριζόντια και όχι κάθετα, σε περίπτωση που η συσσώρευση συντριμμιών ήταν ένας παράγοντας.

Για κάθε προσαρμογή που κάνουν, φαίνεται, θα εμφανίζεται μια νέα ρυτίδα. Το ένα ήταν ότι τα εύθραυστα δείγματα εξακολουθούσαν να αντιστέκονται στο κρουστικό τρυπάνι. Όταν η ομάδα του Jandura μείωσε τη δύναμη των κρουστών για να αποφύγει τη μετατροπή του δείγματος σε σκόνη, το τρυπάνι δεν μπορούσε να διαπεράσει την επιφάνεια. Αλλά η επιλογή ενός μέρους που ανέχεται ένα πιο δυνατό χτύπημα σημαίνει να επιλέξετε ένα μέρος που αλληλεπιδρά λιγότερο με το νερό.

Η Perseverance έχει συλλάβει μέχρι στιγμής έξι δείγματα βράχου με μεγάλη φθορά και αλλαγή νερού, και η ομάδα γνωρίζει ότι είναι ικανή να κάνει πολλά περισσότερα. Όμως η εμπειρία τους με τον Ρουμπιόν τους έχει προετοιμάσει για μερικές από τις ακραίες περιπτώσεις που ο Άρης θα ρίξει με επιμονή στο μέλλον. Αν βρουν περισσότερους βράχους όπως ο Ρουμπιόν, το Εργαστήριο Προσομοίωσης Εξωγήινων Υλικών θα είναι έτοιμο με μια σειρά από υλικά αντάξια του Άρη.

Περισσότερα για την αποστολή

Η αστροβιολογία είναι ένας από τους κύριους στόχους της αποστολής επιμονής στον Άρη, συμπεριλαμβανομένης της αναζήτησης σημείων αρχαίας μικροβιακής ζωής. Το rover θα χαρακτηρίσει τη γεωλογία του πλανήτη και το παρελθόν του κλίματος, θα ανοίξει το δρόμο για την ανθρώπινη εξερεύνηση του Κόκκινου Πλανήτη και θα είναι η πρώτη αποστολή που θα συλλέξει αρειανούς βράχους και ρεγολίθους (σπασμένο βράχο και σκόνη) και θα τα αποθηκεύσει σε μια κρύπτη.

Οι επόμενες αποστολές της NASA, σε συνεργασία με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA), θα στείλουν διαστημόπλοια στον Άρη για να συλλέξουν αυτά τα σφραγισμένα δείγματα από την επιφάνεια και να τα επιστρέψουν στη Γη για βαθιά ανάλυση.

Η αποστολή Mars 2020 Perseverance αποτελεί μέρος της Προσέγγισης Εξερεύνησης Σελήνης-Άρη της NASA, η οποία περιλαμβάνει τις αποστολές Artemis στη Σελήνη που θα βοηθήσουν στην προετοιμασία για την ανθρώπινη εξερεύνηση του Κόκκινου Πλανήτη.

Το Εργαστήριο Jet Propulsion Laboratory, που λειτουργεί από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Καλιφόρνιας που διαχειρίζεται η NASA στην Πασαντένα της Καλιφόρνια, κατασκεύασε και λειτούργησε τις λειτουργίες του ρόβερ.