Этот «крот» месяцами жил в марсианском грунте.
К настоящему времени предполагалось, что миниатюрный отбойный молоток будет благополучно закопан на глубине 15 футов под поверхностью Марса. Вместо этого он продолжает чахнуть у поверхности, его нос укрылся на фут под землей, а хвост торчит на два дюйма над чужой землей.
Находясь за много миллионов миль, международная группа инженеров провела весну и лето, анализируя, что остановило землеройный инструмент по прозвищу «крот», и импровизируя решения, чтобы заставить его снова копать. На этой неделе их вторая крупная попытка спасти экскаватор, на этот раз с помощью робота-манипулятора с корабля-носителя - InSight Lander НАСА - для физической поддержки крота. В то время как другие инструменты посадочного модуля работают по назначению, судьба способности миссии отслеживать поток тепла внутри Красной планеты зависит от того, сможет ли инженерная изобретательность команды преодолеть неизвестность марсианского подземелья.
«Я думаю, что команда, вероятно, считает, что то, что мы здесь пытаемся сделать, имеет наибольшие шансы на успех», - говорит Мэтью Голомбек, соисследователь InSight, который помогал выбирать место посадки.
Крот - это бизнес-конец одного из инструментов InSight, Пакета теплового потока и физических свойств (сокращенно HP3). Разработанный Немецким аэрокосмическим центром (DLR), HP3 может измерять, сколько тепла уходит от ядра Марса к его поверхности. Большая часть внутреннего тепла планеты осталась от ее образования, поэтому измерение внутренней температуры Красной планеты поможет планетологам лучше понять ее рождение. Но чтобы сделать это точно, он должен находиться под землей не менее девяти футов, достаточно глубоко, чтобы избежать сезонного потепления и охлаждения поверхности.
Предполагается, что устройство длиной 15 дюймов и шириной один дюйм проскользнет в марсианский грунт, отталкивая небольшие камни движением вверх-вниз, как отбойным молотком. Связываясь с посадочным модулем пару раз в неделю, Лаборатория реактивного движения должна была посылать кроту серию команд, предписывающих копать по несколько футов за раз, делая перерывы между сеансами на несколько дней, чтобы избежать перегрева.
Для первого раскопа команда запрограммировала крота на прокладку туннеля либо на два фута, либо на 4000 ходов, в зависимости от того, что наступит раньше. Но когда пришли данные, показывающие, что он выполнил каждый удар, не приблизившись к заданной глубине, они поняли, что что-то не так - либо крот зацепился за свое жилище, либо наткнулся на странную почву, либо напрасно стучал по гигантскому камню.
DLR и JPL быстро собрали «группу реагирования на аномалии» и после нескольких месяцев анализа в июне решили поднять корпус с помощью роботизированной руки InSight и посмотреть прямо на крота. Камеры посадочного модуля прислали смешанный отчет: большая часть крота проникла в землю, но копать дальше он был не в состоянии. JPL описывает устройство как «самозабивающийся гвоздь», и, как и гвоздь, он должен прочно вонзаться в грязь, чтобы продвигаться вперед. Но снимки показали, что крот выкопал вокруг себя отверстие шириной почти три дюйма и прислонился к стене под углом 15 градусов.«Я и другие члены команды были немного шокированы, когда увидели, насколько велика яма на самом деле», - написал Тилман Спон, главный исследователь HP3, в блоге DLR.
Марсоходы сделали немного больше, чем поцарапали поверхность Марса, но исследователи могут увидеть, что астероиды выкопали в ударных кратерах. Они также могут немного интуитивно понять, как формируется почва (официально «реголит»), измеряя, как быстро она остывает. Десятилетия данных из различных миссий заставили инженеров ожидать, что марсианская грязь на этом участке не будет содержать камней и будет достаточно песчаной, чтобы течь и разрушаться за роющим кротом. Но отверстие вокруг крота указывает на то, что удивительно липкий реголит не сотрудничает. «У нас есть два конкурирующих фрагмента информации, которые не совсем совпадают», - говорит Голомбек.
Несмотря на то, что они окончательно не исключили наличие невидимой подземной породы, инженеры уверены, что крота беспокоит слой реголита под названием «твердая корка». Дурная корка формируется медленно с течением времени, поскольку влага в воздухе откладывает соли в почве, которые склеивают частицы грязи вместе. Крот может разбить твердую корку, но тогда почва слипается, как мокрый песок, и держится на расстоянии, а не падает на крота и дает ему материал, на который можно надавить.
Еще одно свидетельство существования липкой почвы было получено в результате первой крупной стратегии спасения, которую Спон называет «садоводством». Переработанная конструкция руки InSight унаследовала от предыдущей миссии небольшой ковш, который группа аномалий поняла, что они могут использовать, чтобы пробить стены отверстия и дать кроту что-то, на что можно надавить. Однако шесть сеансов садоводства показали, что почва оказалась еще более липкой, чем ожидалось. Рука не смогла пробить твердую корку, оставив только отпечатки совка на тонком слое песка на поверхности.
Инженеры DLR рассматривали возможность использования ковша для заталкивания песка в отверстие, но, поскольку операция заняла бы месяцы, они решили прижать ковш непосредственно к кроту - более рискованный вариант, поскольку одна деталь оборудования могла испортить отверстие. другой. «Это то, из-за чего инженеры JPL очень нервничают, - говорит Спон.
После практики в песочнице на Земле с полноразмерными версиями InSight и крота, на этой неделе НАСА приказало манипулятору отклониться в сторону, прижав крота к стенке дыры и, надеюсь, придав ему фунт или около того. или купить, что нужно. По словам Троя Хадсона, инженера по системам приборов в JPL, испытания в песочнице генерировали от двух до 10 фунтов силы, но остается только догадываться, как беспрецедентный маневр будет разыгрываться на Марсе. «Рука не была создана для таких вещей, - говорит Голомбек. «Здесь мы полностью выходим за рамки учебника».
Как только крот приколот к руке, судьба копателя сводится к числу ударов Златовласки, равному 20. Если меньше, он может вообще не закопаться. Еще чуть-чуть, и крот может исчезнуть под землей, позволив руке совка скользнуть над его хвостом и ударить по хрупкому кабелю данных, соединяющему его с посадочным модулем на другой стороне. Раскопки состоялись во вторник, и инженеры JPL и DLR проведут остаток недели, анализируя фотографии в поисках признаков прогресса.
У команды по исследованию аномалий есть еще несколько трюков в рукаве, если крот отказывается сдвинуться с места, например, рискованное нажатие совком вниз прямо на хвост крота, но есть ощущение, что текущая попытка спасения может быть определяющий момент в миссии крота. Соответственно, инженеры подготовились к любому исходу.
«Если это в конечном итоге не удастся, это будет сокрушительно, - говорит Хадсон, - но я думаю, что уже пережила большую часть этого горя. С тех пор, как случилась аномалия, замаячил призрак, что это не сработает».
Поскольку инженеры неоднократно нажимали кнопку обновления, ожидая, пока изображения достигнут Земли, они надеются на признаки скромного закапывания, когда открытый хвост крота уменьшился с двух дюймов до одного дюйма. Но даже в этом лучшем случае крот не выберется из леса. Затем команде нужно будет решить, достаточно ли дополнительной глубины для покупки, чтобы начать копать, или им нужно будет еще немного поработать в саду и засыпать яму позади нее.
«Хотя было бы замечательно, если бы крот продвинулся вперед, - говорит Спон, - это не конец истории».