火星好奇号探测器进行新钻探技术的首次测试

火星好奇号探测器进行新钻探技术的首次测试

发布时间:2018-05-15    浏览量:13

美国宇航局好奇火星探测器于2月26日采用新的钻孔方法在一个名为Lake Orcadie的目标上产生了一个洞。由于运动问题在一年多以前就开始动作,这个洞标志着流动站钻头的第一次操作。学分:NASA / JPL-Caltech / MSSS

美国宇航局的火星好奇号探测器自从演习停止可靠工作以来,已经在红色星球上进行了第一次新的钻探技术测试。

这个早期测试在一个名为Orcadie湖的目标上产生了一个大约半英寸(1厘米)深的洞 - 对于一个完整的科学样本来说还不够,但足以验证这种新方法是机械地工作的。这只是一系列测试的第一步,以确定新钻取方法如何收集样品。如果这次演习取得了足够的深度来收集样本,团队将开始测试新的样本交付流程,最终交付给流动站内的仪器。


em在没有使用好奇号火星探测器的演习一年多之后,工程师们设计了一种解决方法,并首次在红色星球上进行了测试。计划在未来进一步测试钻取方法。 / em

该钻头用于将岩石样品粉碎成粉末,然后将其存入两个Curiosity的实验室仪器,火星样品分析或SAM,化学和矿物学或CheMin中。自2012年登陆以来,好奇心利用其演习收集了15次样本。然后,在2016年12月,演习的一个关键部分停止工作。演习的目的是使用两个手指状的稳定器来稳定自身以抵抗岩石;发生故障的电机阻止钻头在这些稳定器之间伸展和缩回。

经过几个月的努力,Curiosity的工程团队能够将钻机一直延伸到稳定器之外,但运动问题依然存在。该团队为自己提出了一个挑战:他们是否可以攻击太空机器人的钻机,使其不需要稳定器?

Curiosity当前位置上Vera Rubin Ridge上的一个新洞的图像表明这种“MacGyvering”正在取得成效。通过将钻机放置在延伸位置,工程师们可以在地球上进行测试期间进行数月的徒手钻探。 Orcadie湖的这个洞提供了有关这种操作在火星环境中如何工作的第一个见解。

如果以前的方法就像钻床一样,在钻头延伸到表面的过程中保持钻头稳定,现在它更加自由。美国国家航空航天局的流动站正在利用其整个手臂向前推动钻头,在用力传感器进行测量时重新对中。该传感器最初被用于阻止漫游者的手臂,如果它接收到强力冲击。它现在为好奇心提供了一种重要的触感,防止钻头过度横向漂移并卡在岩石中。

“我们现在在火星上的钻探更像你在家里的方式,”美国宇航局喷气推进实验室,加利福尼亚州帕萨迪纳的副项目经理史蒂文·李说。 “人们很擅长重新定位演习,几乎没有考虑过。编程好奇心本身就具有挑战性 - 尤其是当它不是为了这样做而设计的。“

这并不容易。喷气推进实验室的工程师花了许多两班测试新方法,包括周末和假期。他们还必须在他们的试验床上进行“侵入性手术” - 几乎完全复制的好奇心 - 安装一个力传感器以匹配火星上的传感器。在2012年好奇号发布之前,地基测试台的传感器已停止工作,但在此之前,从来没有理由替换它。

“这对于新钻井方法来说是一个非常好的信号,”好奇号采样工程师JPL的Doug Klein说。 “接下来,我们必须钻出一个全面的洞,并展示我们将样品提交给好奇号的两个板载实验室的新技术。”

将钻头放在延伸位置意味着它不再能够接触到筛分,分离并将岩石粉末输送到流动站仪器(称为现场火星岩分析的采集和处理或CHIMRA)的设备。

JPL也不得不发明一种不使用这种装置来沉积粉末的新方法。新的解决方案使好奇心看起来好像是在为自己的科学添加调味料,从钻头中摇出颗粒,就好像它是从振动筛中取出盐一样。

这种攻击已经在地球上成功地进行了测试 - 但是地球的大气和重力与火星的大气和重力有很大不同。火星上的岩石粉末是否会以相同的体积和受控制的方式掉出来还有待观察。

在未来的日子里,好奇号的工程师们将评估最近的测试结果,并可能在附近再次进行钻探。如果收集到足够的样本,他们将使用漫游者的Mastcam来测试样本的分量,以估计可从钻头中摇动多少粉末。

尽管这次演习的第一次测试并没有产生完整的样本,但Curiosity的科学团队很高兴看到这一步回到常规钻探的路上。对从Vera Rubin Ridge获得多个钻探样品,特别是从包含灰色和红色岩石的上部山脊,有很高的兴趣。后者富含赤铁矿,一种在水存在下形成的氧化铁矿物。钻探样本可能会揭示山脊的起源及其与水相互作用的历史。

来源:喷气推进实验室Andrew Good

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