Under de senaste veckorna har det varit en hel del spänning i luften vid NASA Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, där uppdragskontrollanter förbereddeUthållighetrover för att skaffa sitt första prov från Mars-ytan. Denna milstolpe i uppdraget skulle vara kulmen på år av hårt arbete av ett team på över 90 hängivna forskare och ingenjörer.
Kommandon för att påbörja operationer för att ta sitt första prov (från borrplatsen Roubion) skickades till rovern på Sol 164 (tors den 5 augusti). På morgonen fredagen den 6 augusti samlades teamet för att se provtagningsdata komma in. Allt verkade vara bra tills de fick besked några timmar senare att provröret var tomt ! Sedan dess har roverns vetenskaps- och ingenjörsteam undersökt vad som kunde ha blivit av provet.
Uthållighet’s Exempel på cachesystem (SCS) är en unik hårdvara. I grund och botten är det det första systemet som gör det möjligt för återvändande provuppdrag utan behov av stövlar på marken – vilket var fallet med månstenarna som Apollo-astronauterna tog tillbaka. Den består av tre robotelement, som inkluderar den 2 meter långa och femledade robotarmen, som bär ett stort torn som inkluderar en roterande slagborr för att samla in kärnprover.
Det andra elementet är lite karusell , som tillhandahåller borrkronorna och tomma provrör och överför provfyllda rör till roverchassit för bedömning och bearbetning. Den tredje är den 0,5 meter långa (1,6 fot) provhanteringsarmen (aka. 'T-Rex-armen') som är placerad i roverns mage och ansvarar för att flytta provrör mellan lagrings- och dokumentationsstationer samt bitkarusellen.
Louise Jandura, chefsingenjör för sampling och cachning vid NASA JPL, delade historien på NASA:sUthållighethemsida. Som hon förklarade samlades teamet online kl. 02:00 PDT (05:00 EDT) för att se de första data som kom in från kärnoperationen. Data verifierade att Corer hade borrat till önskat djup av 7 cm (tum). Samtidigt gav en av roverns navigationskameror en bild av borrhålet omgivet av skärhögen.
'Än så länge så bra tänkte vi när vi loggade ut för att försöka få några timmars sömn till innan nästa uppsättning data anlände cirka 6 timmar senare,' sa hon. Men som hon gick för att beskriva , vad de sedan lärde sig skickade dem på en berg-och-dalbana av känslor:
'Telemetri och en bild från CacheCam inuti Adaptive Caching Assembly (ACA, rörbearbetningsmaskinvaran) bekräftade att vi hade överfört provröret från Corer till ACA, förseglat provröret och framgångsrikt placerat det i förvaring - en enorm första gången framgång. Laget var upprymt. Sedan kom volymmätningen och bilden efter mätningen som indikerar att provröret var tomt.'
Borrhålet från Perseverances första provtagningsförsök kan ses, tillsammans med roverns skugga, på den vänstra bilden tagen av en av roverns navigationskameror. Den högra bilden är en sammansatt bild av Perseverances första borrhål på Mars genererad med hjälp av flera bilder tagna av roverns WATSON-bildkamera. Kredit: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Teamet tillbringade de kommande två dagarna med att gå igenom uppdragsdata för att fastställa orsaken till problemet. Hittills har de lyckats undersöka tre möjliga förklaringar. Först undersökte de data från Corer för att bedöma dess prestanda under både nötnings- och kärnborrningsaktiviteter, och jämförde dem sedan med data från jordbaserade tester (där över 100 kärnprover borrades i en simulerad miljö).
För det andra undersökte de bilder av Mars-ytan där rover färdades under sina aktiviteter efter kärnborrning. Dessa avslöjade inget utöver det vanliga under utborrningsprocessen, inte heller visade de upp en intakt kärna eller kärnbitar på Mars yta. Som ett resultat beslutade teamet att ta djupmätningar av borrhålet med hjälp av bilder tagna efter att kärnprovet borrats.
Detta inkluderade den ursprungliga kärnbilden och sammanslagna bilder tagna av Topografisk vidvinkelsensor för drift och teknik (WATSON) imager – som är en del av Skanna beboeliga miljöer med Raman & luminescens för organiska ämnen och kemikalier (SHERLOC) instrument. Baserat på dessa mätningar, sa Jandura, kom teamet fram till följande slutsats:
'[D]en härdningsaktivitet i denna ovanliga sten resulterade endast i pulver/små fragment som inte behölls på grund av sin storlek och avsaknaden av någon betydande del av en kärna. Det verkar som om berget inte var tillräckligt robust för att producera en kärna. En del material är synligt i botten av hålet. Materialet från den önskade kärnan finns sannolikt antingen i botten av hålet, i klipphögen eller någon kombination av båda. Vi kan inte särskilja ytterligare med tanke på mätosäkerheterna.
Bild av South Seitah-regionen tagen av Ingenuity Helicopter (vars skugga är synlig nära botten av bilden). Kredit: NASA/JPL-Caltech
Kort sagt, de har kommit fram till att det pulverformiga kärnprovet föll isär mellan den punkt där de tog bort det från marken och försökte lägga det i ett rör och tillbaka i SCS. Både vetenskaps- och ingenjörsteamen tror att bergets natur var den främsta bidragsgivaren till svårigheten de upplevde och har sedan dess beslutat att fortsätta och vänta på att rovern ska nå sin nästa provplats.
Denna plats ligger i regionen Jezero-kratern känd som South Seitah, som fotograferades från luften så sent som Onsdagen den 11 augustith , vid Ingenuity Mars Helikopter . Detta kommer att vara längst bortUthållighethar rest för denna fas av sin vetenskapsverksamhet. Baserat på bilder som erhållits av rover och Ingenuity hittills, förutser roverteamet att de sannolikt kommer att stöta på sedimentära bergarter som kommer att vara lättare att få ett kärnprov från.
Utom för förseningar eller utveckling, räknar teamen med att de kommer att extrahera ett kärnprov från denna region i början av september. Denna upplevelse, där hårdvaran fungerade som förväntat men miljön inte samarbetade, är en påminnelse om utforskningens natur, sa Jandura :
'Ett specifikt resultat garanteras aldrig hur mycket du än förbereder dig. Trots detta resultat har vetenskap och ingenjörsvetenskap gått framåt. Vi uppnådde den första kompletta autonoma sekvensen av vårt provtagningssystem på Mars inom tidsbegränsningarna för en enda sol. Detta bådar gott för takten i vår återstående vetenskapskampanj.”
Vidare läsning: NASA