Сотрудники миссии InSight сделали вывод о том, что дальнейшие попытки бурения марсианской поверхности не имеют смысла. Инструмент для измерения теплового потока из недр планеты не смог углубиться в грунт на необходимое расстояние, поскольку из-за комковатости почвы не обеспечивалось достаточное трение.
Недавно на официальном веб-сайте Управления по аэронавтике и исследованию космического пространства Соединенных Штатов Америки (NASA) было опубликовано сообщение о ( NASA) появилось сообщение о продлении марсианской миссии InSight (и юпитерианской Juno). Это указывает на то, что инструменты зонда, хоть и прослужили дольше запланированного срока, остаются в рабочем состоянии. Поэтому ученые намерены продолжить сбор данных и проведение новых исследований.
Для уменьшения воздействия перепадов температуры на провода планируется покрыть шлейф, идущий от посадочной платформы к сейсмометру, небольшим слоем грунта. Это необходимо, поскольку сейсмодатчик обладает крайне высокой чувствительностью: даже незначительное тепловое расширение и сжатие при охлаждении проводящего шлейфа приводят к возникновению помех. К сожалению, возникли и трудности.
Плохие известия
Следующая же новость вслед за вышеописанной — довольно грустная. Второй важнейший инструмент зонда оказался полным провалом. За более чем два земных года, которые InSight провел на Марсе, комплекс приборов HP3 так и не приступил к выполнению своей задачи. «Набор инструментов изучения теплового потока и физических свойств» ( Комплект, посвященный тепловому потоку и физическим свойствам ) был разработан Германским центром авиации и космонавтики ( DLR). Устройство включает в себя вибрирующий бур, который погружается в грунт на глубину не менее трех метров. Достигнув этой отметки, температурные датчики должны были зафиксировать тепло, исходящее из недр планеты.
Прозвище этого бура — «крот» (mole) — выбор данного элемента — не случайность, а результат, обусловленный принципом его работы. Подобно живому землекопу, HP3 полагается на уплотнение грунта вокруг прорытого тоннеля. Чтобы продвигаться дальше, ему необходимо «оттолкнуться» от почвы, которую он уже раздвинул. А точнее, стенки вертикального тоннеля должны быть достаточно твердыми и шершавыми, чтобы при ударах зонд не отскакивал вверх, а проваливался глубже. Расчеты инженеров основывались на существующих данных о приповерхностном слое Марса, которые получили предыдущие миссии. Однако, в месте посадки InSight, судя по всему, характеристики грунта оказались не совсем такими, как ожидалось.
Несмотря на все усилия специалистов, миссия не смогла погрузить «крота» глубже, чем на 2-3 сантиметра под землей. Даже принимая во внимание размеры самого устройства (40 сантиметров), это значительно меньше запланированной глубины в три метра. Осмотреть окружающее пространство и выяснить причину препятствия для бура не представляется возможным. По всей видимости, он столкнулся с камнем или очень плотным слоем грунта, а слишком рыхлый верхний слой не обеспечивает необходимого трения по бокам формирующегося тоннеля. В результате, инструмент просто выпрыгивает из углубления.
Не помогло даже прижатие торца HP3 рукой-манипулятором InSight. Поначалу казалось, что это решение исправило положение. Весной 2020 года «крота» буквально погрузили в грунт традиционным способом. Конечно, без использования лопаты, но приложили значительное усилие, по крайней мере, для инструмента высокой точности сила воздействия была ощутимой. Лопатку на манипуляторе уперли в верхний конец HP3, сначала выполнялось прижимное усилие, которое сочеталось с работой «крота». Он продвинулся на несколько десятков сантиметров, однако удалось лишь скрыть его под землей и засыпать сверху.
Продолжения не последовало. Последнюю попытку операторы осуществили 9 января; прибор нанес пятьсот ударов, но не сдвинулся с места ни на миллиметр. В официальном порядке его работа считается законченной. Поскольку HP3 создан одноразовым, вынуть его и переставить на новое место манипулятором не представляется возможным. Остается довольствоваться лишь тем, что удалось узнать благодаря провалу.
Не все так плохо
Не стоит отчаиваться, ведь даже отрицательный итог – это тоже результат, именно так функционирует наука. Полученные данные предоставили ученым новые возможности для обдумывания свойств марсианского грунта. А инженерам необходимо будет выполнить еще большое количество имитаций и практических испытаний, чтобы создать более эффективный буровой инструмент. Кроме того, команда InSight испытала зонд в совершенно новых для него ролях.
Первоначально не было никаких предположений о возможности использования данного устройства для выполнения масштабных земляных работ и оказания значительного физического воздействия, поскольку оно не было для этого спроектировано. Тем не менее, оно успешно справилось с поставленной задачей. Учитывая этот опыт, операторы сейчас планируют оптимизировать работу второго важного инструмента InSight. Как отмечалось ранее, манипулятор будет использоваться для выполнения функций экскаватора, и с его помощью произведут захоронение кабелей сейсмометра.
Кроме того, в феврале на Марс запланировано прибытие новой миссии, включающей марсоход Perseverance. Существует вероятность, что чрезвычайно чувствительный сейсмометр InSight «в результате этого человек сможет зафиксировать момент посадки. В случае успеха, это станет уникальным событием. При этом, зарегистрировать колебания смогут сразу несколько источников.
- Во-первых, наиболее заметное изменение – снижение веса 77-килограммовых балансиров ( CMBD), эти элементы марсоход сбросит на высоте приблизительно 1500 километров. Они необходимы для стабилизации центра тяжести во время перелета и перед входом в атмосферу, поэтому их нужно будет отбросить. Эти объекты столкнутся с поверхностью планеты на скорости около 14 тысяч километров в час: такой мощный удар должен породить сейсмические волны, которые сможет зафиксировать чувствительный датчик, расположенный на расстоянии 3,5 тысяч километров.
- В качестве альтернативного объяснения можно рассмотреть воздействие ударной волны, возникшей при сверхзвуковом входе марсохода в атмосферу. Несмотря на то, что атмосфера Марса отличается низкой плотностью, вероятность такого события, хоть и крайне мала, всё же существует. Ударная волна способна достичь поверхности планеты и вызвать сейсмические колебания.
Определить момент посадки с помощью сейсмометра удастся лишь в случае отклонения от запланированного сценария, которое приведет к отказу парашютов. Однако такой исход событий крайне нежелателен.