InSight-landaren gör framsteg på Mars. Efter många månader av kamp och noggrann anpassning är InSight-landarens 'Mullvad' äntligen i marken. Det finns fortfarande mer känsligt arbete att göra, och de är inte på djupet ännu. Men efter en så lång, mödosam affär känns det här som en seger.
De Insikt (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) landare skickades till Mars för att studera planetens inre. Även om det till stor del är ett NASA-uppdrag, byggde German Aerospace Center (DLR) ett av landarens nyckelinstrument, Värmeflöde och fysiska egenskaper Paket (MOBILTELEFON3), kärleksfullt kallad Mullvad. Mullvadens uppgift är att mäta värmen som strömmar från Mars inre till ytan.
Men för att göra det måste den hamra sig ner under ytan. Helst skulle den penetrera till ett djup av cirka fem meter, även om den fortfarande kan få bra data på cirka tre meters djup. Problemet är att Mars-ytan inte har samarbetat, och mullvaden har knappt kunnat göra några framsteg genom att penetrera under ytan.
Men enligt Tilman Spohn, Mole's Principal Investigator, lönar sig de senaste försöken att få ner sonden i marken.
Hindret mot mullvad är det som kallas duricrust. Det är ett komprimerat, härdat lager av smuts under ett tunt lager sand. På grund av mullvadens design har den duricrust skapat ett stort problem.
Mullvaden hamrar sig själv under ytan. För att det ska fungera förlitar den sig på friktion med sidorna av sitt hål för att motverka mullvadens rekylverkan. Tanken var att när mullvad hamrade, skulle materialet som omger mullvaden fyllas i när den hamrade, vilket ger friktionen.
På den här bilden visas värmeflödes- och fysiska egenskaperssonden införd i Mars. Bild: NASA
Men duricrusten har hindrat det från att hända. Den är så kompakt att den inte flyter fritt in i mullvadens hål och ger inte den nödvändiga friktionen. Och den lösa sanden från det tunna ytskiktet verkade helt enkelt försvinna in i hålet under hamrningen. Under månaderna har teamet provat flera metoder för att få ner mullvaden i marken.
De har försökt att använda skopan på instrumentarmen för att hjälpa mullvaden att penetrera. De tryckte på sidan av mullvaden för att försöka ge den nödvändiga friktionen, men det fungerade inte. De försökte, försiktigt, trycka ner på mullvaden utan att skada ledningsnätet. Det fungerade inte heller.
De försökte också använda skopan för att trycka in lös ytsand i hålet, i hopp om att det skulle ge den nödvändiga friktionen. Även om alla dessa metoder hjälpte lite, var de inte lösningar.
Faktum är att vissa av dessa försök kan ha förvärrat problemet.
Eftersom teamet har provat alla dessa saker, har mullvaden hamrat i samma jord. Oron nu är att jorden direkt under instrumentet har blivit kompakt, vilket är ytterligare ett hinder för mullvadens framgång.
I början av juni meddelade NASA och DLR att Mullvad hade gjort det under jorden.
Efter flera assist från min robotarm verkar mullvaden vara under jorden. Det har varit en riktig utmaning att felsöka på miljontals mils avstånd. Vi måste fortfarande se om mullvaden kan gräva på egen hand. Mer från vår @DLR_sv partners: https://t.co/7YjJIF6Asx #SaveTheMole pic.twitter.com/qHtaypoxPp
- NASA InSight (@NASAInSight) 3 juni 2020
I juni twittrade NASA den här videon där mullvaden begravde sig i Mars-jorden.
I juli meddelade de att även om mullvaden nu var under jorden, så kanske den kanske fortfarande vara fast . Det beror på att när mullvaden inte längre sticker ut från marken, kan skopan på instrumentarmen inte hjälpa längre. Mullvaden är på egen hand.
Nu har DLR släppt några nya bilder av mullvaden, och chefsutredaren Tilman Spohn har skrivit en nytt blogginlägg uppdaterar oss om mullvadens situation. Teamet har flyttat skopan ur vägen för att kamerorna ska kunna undersöka jorden och situationen närmare.
'Efter det fria mullvadstestet som genomfördes i juni (se loggboksinlägget från 7 juli 2020), bestämde sig 'Mulvadar'-teamet för att lyfta InSights arm och ösa och ta en titt på mullvaden i gropen', skrev Spohn i sin blogg. 'En del av oss hade förväntat oss – eller fruktade – att de tidigare hamrarna skulle ha dränerat sanden från gropen. Sanden, så tänkte man, skulle ha lossnat och fallit ner i eventuella djupare sprickor och håligheter i duricrusten. När allt kommer omkring är vi fortfarande förbryllade över var allt material – cirka 300 kubikcentimeter eller 10 uns – tog vägen när gropen bildades i mars 2019.”
Denna bild, förvärvad på Sol 577, visar mullvad nästan helt täckt med sand. Den visar också fotavtrycket av skopan framför mullvaden på närsidan och intressanta överhäng och lager i duricrusten på bortre sidan. Överhänget definierar inte nödvändigtvis tjockleken på duricrust men kan indikera skiktning i den senare. Överhänget har regelbundna sprickor som är häpnadsväckande breda. Horisonten ovanför den spruckna skorpan kan indikera botten av ett sandlager nära ytan. Bildkredit: NASA/JPL-Caltech.
Enligt Spohn var teamet glada över att se saker och ting i de nya bilderna. Det är mestadels täckt av sand nu, med bara en liten del av instrumentet synligt på ytan. Det finns mer sand i gropen nu, som de tror kan vara hårdskorpa pulveriserad av allt hamrande.
Men de var tvungna att ta reda på vad de skulle göra härnäst, och en livlig debatt utbröt.
'En del var för att fylla gropen, komprimera sanden i gropen och sedan trycka skopan på ytan för att ge kraft, som sedan skulle överföras till mullvad av sanden', skrev Spohn. Sanden och den nedåtgående kraften skulle påverka instrumentets rekyl, hoppades de.
Men andra hade en annan idé. 'Andra hävdade att vi först borde försöka få mullvaden några centimeter djupare genom att trycka på baklocket med spetsen av skopan.'
Efter mycket diskussion bestämde de sig för att trycka ner mullvaden med scoop. De hade gjort det tidigare och haft framgång, så, resonerade de, kanske det kommer att fungera igen.
Men det är ett riskabelt drag. Det finns en risk att skada ledningsnätet, vilket kan vara katastrofalt för uppdraget. Och scoopet skulle behöva omorienteras för att kontakta mullvaden, en annan risk.
Det här är en bild av det skenbara HP3-instrumentet i DLR:s testbädd. Om du trycker ner mullvaden med skopan riskerar du att skada ledningsnätet. Bildkredit: DLR
'Efter intensiva diskussioner bestämde teamet sig för att först göra en push på ryggmössan, liknande de framgångsrika ryggmössan som gjorts under de senaste månaderna. Det enda problemet är att i den tidigare konfigurationen – längst ner – passar skopan inte längre i gropen”, skrev Spohn.
'Du kan lyfta skopan och trycka med bladet, men det innebär en högre risk att halka och antingen skada kabeln eller att inte kunna förhindra att mullvaden 'hamrar bakåt'. Jag har redan nämnt att placeringen av skopan är riskabel och måste göras med millimeters noggrannhet”, skrev Spohn. 'Med bladet nere är det här ännu svårare än tidigare.'
En bild på mullvad och instrumentarmsscoop från 6 augusti 2020. Bildkredit: NASA/DLR
Teamet bestämde sig för att göra vad de kallar ett 'skraptest.' Tanken är att använda skopan för att skrapa in mer lös ytsand i hålet. De hade ingen aning om hur framgångsrikt det skulle vara, men att göra testet skulle 'ge oss mer tid att se hur skopan kunde passa in i gropen med CAD-modeller', skrev Spohn.
Spohn säger att skrapningen var en fullständig framgång och mycket effektivare än de trodde att den skulle vara. – Skrapningen var mycket effektivare än förväntat och sanden fyllde gropen nästan helt. Mullvaden är nu täckt, men det finns bara ett tunt lager sand på bakstycket”, skrev Spohn i sin blogg.
Efter den framgångsrika skrapoperationen fylldes hålet och mullvad var helt täckt. Bildkredit: NASA/JPL-Caltech
Så nu är mullvaden i den position som de hoppades att den skulle vara i för månader sedan: begravd.
Men sagan är inte över än. Teamet har fortfarande för avsikt att använda skopan för att trycka nedåt på mullvaden i dess hål. ”Detta är först och främst en något enklare, mer förutsägbar och mindre tidskrävande operation jämfört med en sekvens av skraprörelser; möjligen kombinerat med rörelser av spaden för att fylla gropen”, skrev Spohn.
'Jag tror att vi senast efter att ha fyllt gropen borde kunna motverka rekylen med tillräcklig kraft och mullvaden kommer förhoppningsvis att 'gräva' djupare in i Mars-jorden på egen hand. Håll tummarna!'
Jag har använt min skopa för att fylla i gropen runt min robotmölvad. Detta, i kombination med ytterligare en knuff på jorden ovanifrån, kan hjälpa till att ge mullvad den boost den behöver för att fortsätta göra framsteg. Steg för steg.
- NASA InSight (@NASAInSight) 10 augusti 2020
Mer från vår @DLR_sv partners: https://t.co/BwvHcLRy6b #SaveTheMole pic.twitter.com/MezKt6vfGP
Om detta fungerar kommer det att täcka en imponerande bedrift av interplanetär felsökning. Och vi kanske redan har en indikation på vad mullvaden kan berätta för oss när den når sitt arbetsdjup.
'Som en stödjande indikation noterar jag att en nyligen genomförd mätning av den termiska konduktansen från mullvad till regoliten visar ökade värden jämfört med tidigare mätningar. Detta tyder på att både den termiska och mekaniska kontakten har förbättrats. Så vi känner oss optimistiska!'
Mer:
- Tilman Spohns blogg: Mars InSight-uppdrag: Mullvaden är 'in' och 'finishen' är 'i sikte'
- NASA: InSight Lander
- Universum idag: Efter ett utmanande första år på Mars visar InSight oss att Mars är seismiskt aktiv