Curiosity tester en ny måde at bore på Mars

NASAs Mars Curiosity-rover har udført den første test af en ny boreteknik på den røde planet, siden dens bor holdt op med at fungere pålideligt.

Denne tidlige test producerede et hul omkring en halv tomme (1 centimeter) dybt ved et mål kaldet Lake Orcadie - ikke nok til en fuld videnskabelig prøve, men nok til at validere, at den nye metode virker mekanisk. Dette var blot den første i, hvad der vil være en række tests for at bestemme, hvor godt den nye boremetode kan indsamle prøver. Hvis dette bor havde opnået tilstrækkelig dybde til at indsamle en prøve, holdet ville være begyndt at teste en ny prøveleveringsproces, i sidste ende leverer til instrumenter inde i roveren.

Boret bruges til at pulverisere stenprøver til pulver, som derefter deponeres i to af Curiositys laboratorieinstrumenter, Prøveanalyse på Mars, eller SAM, og kemi og mineralogi, eller CheMin. Curiosity har brugt sin boremaskine til at indsamle prøver 15 gange siden landet i 2012. Så i december 2016, en vigtig del af boremaskinen stoppede med at fungere. Boret blev designet til at bruge to fingerlignende stabilisatorer til at stabilisere sig mod sten; en defekt motor forhindrede boret i at trække sig ud og tilbage mellem disse stabilisatorer.

Efter måneders indsats, Curiositys ingeniørteam var i stand til at forlænge boret helt ud forbi stabilisatorerne, men motorproblemet varede ved. Holdet udgjorde en udfordring for sig selv:kunne de hacke rumrobottens boremaskine, så den ikke krævede stabilisatorer?

Billeder af et nyt hul på øvre Vera Rubin Ridge, Curiositys nuværende placering, foreslår, at denne "MacGyvering" betaler sig. Ved at efterlade boremaskinen i en udvidet position, ingeniører var i stand til at øve denne frihåndsboring i månedsvis under test her på Jorden. Dette hul ved Lake Orcadie giver den første indsigt i, hvordan denne operation vil fungere i Mars-miljøet.

Hvis den tidligere metode var som en boremaskine, holde bitsen stabil, når den strækker sig ind i en overflade, det er nu mere frihånd. NASA-roveren bruger hele sin arm til at skubbe boret fremad, recentrerer sig selv, mens der foretages målinger med en kraftsensor. Denne sensor blev oprindeligt inkluderet for at stoppe roverens arm, hvis den fik et kraftigt stød. Det giver nu nysgerrighed en vital følesans, forhindrer boret i at drive sidelæns for meget og sætte sig fast i sten.

"Vi borer nu på Mars mere som du gør derhjemme, " sagde Steven Lee, viceprojektleder ved NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien. "Mennesker er ret gode til at gencentrere boret, næsten uden at tænke over det. At programmere Nysgerrighed til at gøre dette af sig selv var udfordrende - især når det ikke var designet til at gøre det."

Det har ikke været let. JPL-ingeniører brugte mange dobbeltskift på at teste den nye metode, herunder i weekender og helligdage. De skulle også udføre "invasiv kirurgi" på deres testleje - en næsten nøjagtig kopi af Curiosity - ved at installere en kraftsensor, der matchede den på Mars. Den jordbaserede testbeds sensor var holdt op med at fungere inden Curiosity blev lanceret i 2012, men der havde aldrig været grund til at erstatte det før nu.

"Dette er et rigtig godt tegn for den nye boremetode, " sagde Doug Klein fra JPL, en af ​​Curiositys samplingsingeniører. "Næste, vi skal bore et hul i fuld dybde og demonstrere vores nye teknikker til levering af prøven til Curiosity's to ombordværende laboratorier. "

Hvis boret efterlades i udstrakt position, betyder det, at den ikke længere har adgang til en anordning, der sigter, portioner og leverer stenpulveret til roverens instrumenter (kaldet Collection and Handling for In-Situ Martian Rock Analysis, eller CHIMRA).

JPL måtte også opfinde en ny måde at deponere pulveret på uden denne enhed. Den nye løsning får Curiosity til at se ud som om den tilføjer krydderier til sin videnskab, ryste korn ud af borets bor, som om det tappede salt fra en shaker.

Denne tapning er blevet testet med succes her på Jorden - men Jordens atmosfære og tyngdekraft er meget anderledes end Mars. Om stenpulver på Mars vil falde ud i samme volumen og på en kontrolleret måde er endnu uvist.

I de kommende dage, Curiositys ingeniører vil evaluere resultaterne af denne nylige test og sandsynligvis bore igen i nærheden. Hvis der indsamles nok prøve, de vil teste portionering af prøven, ved at bruge roverens Mastcam til at vurdere, hvor meget pulver der kan rystes fra boret.

Selvom denne første test af boret ikke producerede en fuld prøve, Curiositys videnskabsteam er begejstrede for at se dette skridt på vejen tilbage til rutinemæssig boring. Der er stor interesse for at få flere borede prøver fra Vera Rubin Ridge, især fra den øvre højderyg, der indeholder både grå og røde sten. Sidstnævnte er rige på hæmatit, et jernoxidmineral, der dannes i nærværelse af vand. Borede prøver kan kaste lys over højderyggens oprindelse og historien om dens interaktion med vand.