Бурение Марса на станции InSight: успехи и поражения

Марс находится под пристальным вниманием ученых около 40 лет. С помощью автоматического зондирования изучались атмосферные процессы, которые напрямую влияют на его поверхность. Но то, что происходит в недрах Красной планеты, оставалось загадкой. Найти ответы была призвана миссия InSight, которую NASA запустило в 2018 году.

Планирование миссии

26 ноября 2018 года NASA сообщило о том, что аппарат «Инсайт» успешно состыковался с поверхностью Марса. Данные, полученные на станции, могли бы дать ответы на множество вопросов относительно планеты:

  • Как формировался ее рельеф?
  • Насколько внутренние структуры сохранили свою тектоническую активность?
  • Из чего состоят и какую толщину имеют мантия и кора?
  • Ядро каких размеров и структуры находится внутри?
  • С какой скоростью тепло от него поступает к поверхности почвы?

InSight, запущенный Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства 5 мая с авиабазы ВВС США, был создан специально для сбора информации относительно внутреннего строения Марса. Его конструкцию составляла посадочная платформа, на которой размещалось научное оборудование, и летный модуль. Во время посадки корабля из него были выпущены автономные зонды, с помощью которых можно было наблюдать процесс приземления со стороны в режиме реального времени.

В целом, продолжительность полета от Земли к Марсу составила семь месяцев. За это время «Инсайд» преодолел 458 миллионов километров. Проект был разработан на базе аппарата Phoenix, ранее успешно используемого для изучения областей возле марсианского северного полюса в 2007 году. 

 

Это интересно!

Время старта миссии InSight было выбрано не случайно. Для того, чтобы минимизировать финансовые расходы, руководители проекта назначили дату запуска на тот момент, когда дистанция между Землей и Марсом максимально сократилась. В июле 2018 года произошло событие под названием «Великое противостояние Марса», когда две планеты встали на одну условную линию по отношению к Солнцу, и между ними образовалось наиболее короткое расстояние. Именно это время решили использовать для полета космического корабля.

Оборудование станции

НАСА всегда тщательно планирует свои миссии, и этот раз не стал исключением. На посадочной платформе сконцентрировали все необходимое оборудование для исследовательской деятельности:

  • две камеры: цветная и черно-белая;
  • датчик погоды;
  • прибор RISE для изучения внутренних процессов планеты;
  • сейсмометр SEIS;
  • зонд HP³, оборудованный буром с термолентой для погружения до 5 метров и изучения внутренних тепловых процессов.

Приборы SEIS и HP³ были установлены с помощью специальной роботизированной руки с декабря 2018 по февраль 2019 года. Стоимость проекта обошлась бюджету Соединенных Штатов в 814 миллионов долларов.

Трудности работы марсианского зонда

28 февраля ударный зонд HP³ впервые начал свою работу. В планах первого этапа было бурение на глубину 70 см. Однако оборудование наткнулось на твердое препятствие в почве. В надежде на то, что фрагмент был смещен во время первого столкновения, 2 марта было возобновлено бурение. Но и оно не принесло запланированных результатов. Инструменту удалось углубиться всего лишь на 30 сантиметров из  запланированных 5 метров. 

Особенности почвы не позволили буру пройти дальше, он лишь расширил края скважины и в конце октября наполовину выскочил из проделанного отверстия. Его положение удалось зафиксировать повторно, но после возобновления бурильных работ в январе 2020 года оборудование снова высунулось из почвы.

Бурение будет продолжено

После очередной неудачи разработчики миссии решили использовать роботизированную руку для дополнительного давления на буровую установку, чтобы устройство не выскакивало из воронки во время работы. Это было очень рискованным решением, поскольку возникала вероятность повреждения датчиков, которыми оснащен зонд, делая его по сути бесполезным. 

Параллельно планировалось уплотнение грунта рядом с буром, чтобы обеспечить лучшее сцепление. Для этого применили ковш, установленный на роботизированной руке. Усилия инженеров дали свои результаты, и к началу июня бур смог полностью войти в грунт.

Но 20 июня в результате научного эксперимента было установлено, что дальнейшая работа ударного зонда невозможна. Возможной причиной этого назвали высокую прочность породы под названием дюрикраст, которая находится под поверхностью и имеет предположительную толщину 20 сантиметров.

Для решения данной проблемы планируется дополнительное заполнение проделанного отверстия грунтом. Это тоже возможно сделать с помощью вышеупомянутого ковша. После того, как почва будет засыпана в скважину, можно будет снова возобновить бурение. Такие мероприятия запланированы на август 2020 года.

 

Популярные материалы