Американская межпланетная станция InSight находится на Марсе с 27 ноября 2018 года. Один из ее основных инструментов – разработанный Немецким космическим агентством (DLR) пенетратор HP3, который должен был внедриться под поверхность планеты на глубину 5 м. Он состоит из удерживающей платформы, зонда-крота и соединяющей их ленты с термодатчиками.

В начале 2019 года при помощи руки-манипулятора платформа HP3 была установлена на поверхности Марса рядом со станцией InSight. Первое включение зонда прошло успешно, и он погрузился под поверхность Марса приблизительно на 3/4 своей высоты. Но после второго включения в начале марта глубина погружения «крота» не изменилось. Как показал дальнейший анализ, «крот» приобрел угол наклона в 10-15 градусов. Подробнее об инструменте и работе с ним можно прочитать здесь.

Предположение о том, что инструмент наткнулся на крупный камень на такой небольшой глубине, ученые считают очень маловероятным. Основная гипотеза на сегодняшний день гласит, что погружение не происходит из-за недостаточного трения зонда о грунт. При ударе пенетратора о поверхность Марса возникает сила отдачи около 7 Ньютонов. Чтобы «крот» погружался под поверхность, эта отдача должна поглощаться трением со стороны горных пород.

В мае при помощи камеры на руке-манипуляторе специалисты попытались снять на видео зонд HP3 во время тестового включения, однако эта попытка оказалась неудачной: опорная платформа помешала камере подобраться к «кроту». Поэтому при помощи руки-манипулятора платформа была перенесена на новое место. Сделанные после этого фотографии «крота» показали, что глубина его погружения составила около 35 см. Он пробил вокруг себя отверстие, которое оказалось даже шире, чем предполагали ученые. Диаметр «кротовой норы» более чем в два раза превышает диаметр самого «крота» и составляет около 6 см. Тот факт, что стенки мини-скважины не обвалились, а также смещенные следы удерживающей платформы свидетельствуют о том, что верхняя корка сцементированного песка является достаточно прочной. Лента с датчиками, закрепленная к верхнему концу зонда, скрутилась приблизительно на 135 градусов.

Глубина образовавшейся при погружении скважины составляет 7-8 см. По виду ее стенок ученые предполагают, что твердый слой, залегающий над несцементированным песком, содержит конкреции и, возможно, полости. Его мощность составляет 5-10 см.

Ученые планировали разрушить твердую корку вокруг «крота», чтобы заполнить скважину песком и увеличить трение на боковых стенках пенетратора. Для этого был использован совок, установленный на руке-манипуляторе станции InSight. До середины августа было выполнено три подхода, в ходе каждого из них совок дважды надавливал на грунт вокруг отверстия. Первое нажатие проводилось плоской поверхностью совка, следующие четыре – наконечником, и шестой опять плоскостью. Сила надавливания составляла около 50 Ньютонов, что соответствует давлению 50 кПа при нажатии плоской поверхностью и 300 кПа при нажатии острием.

Как показала съемка, проведенная после выполнения операций, разрушить кору вокруг отверстия так и не удалось, хотя на правом краю заметно частичное разрушение. Само отверстие было засыпано песком приблизительно наполовину. Таким образом, по мнению ученых, корка сцементированного песка обладает прочностью на сжатие не менее нескольких сотен кПа, а сверху она присыпана слоем рыхлой пыли толщиной около 1 см. Любопытно, что более ранние оценки прочности коры, сделанные на основании данных о наклоне «крота» при первом включении, показали, что сопротивление при проникновении зонда составляло около 300 кПа. Это значит, что «крот» приподнимал удерживающую платформу, пока погружался на первые семь сантиметров, т. е. пробивал сцементированную кору. Смещенные следы от опор платформы на песке это подтверждают.

Сейчас Марс скрыт от Земли Солнцем, а потому все операции с исследовательскими аппаратами на его поверхности приостановлены до возобновления связи. Работа продолжится 10 сентября. Тем временем, ученые пытаются составить дальнейшую программу работы с прибором HP3. Одна из идей состоит в том, чтобы прижать «крота» к стенке скважины «совком». Эта операция была бы довольно рискованной, но иначе шансы возобновить работу инструмента вряд ли остаются. Чтобы выполнить научную программу, связанную с инструментом HP3, «крот» должен погрузиться не менее чем на 3 метра.

Ссылка: dlr.de

Обсудить