понедельник, 9 февраля 2015 г.

Марсоход Curiosity применил новую технику бурения

Второе бурение подошвы Эолиды было выполнено на плитке "Mojave 2" 29 января 2015 года на 882 сутки работы ровера на Марсе. Пробная скважина расположена в 10 см выше. Справа вверху снимка видны последствия тестового сверления мишени "Mojave", во время которого плитка разломилась, что исключило забор образца грунта в этом месте. Выброс щебня серого цвета и места разломов породы были исследованы инструментами марсохода
(Камера MAHLI, 31 января 2015 года, Sol 884)

Образец каменистого порошка был получен на участке под названием "Mojave 2" (Мохаве 2) путем применения новой техники бурения, которая использует менее сильные удары при поступательном движении сверла.


Бортовая лаборатория марсохода Curiosity провела анализ пробы грунта из второй скважины на поверхности "Pahrump Hills" у подножия Эолиды. Предварительные результаты показали наличие здесь следов древней кислотной среды.

Скважина "Mojave 2" крупным планом
Вторая скважина, пробуренная марсоходом Curiosity в коренных породах основания горы Шарпа. Каменистый порошок был взят из отверстия, диаметром 1,6 и глубиной около 6,7 см
(Камера MAHLI ,29 января 2015 года, Sol 882)

По мнению ученых, второй образец породы из марсианской горы сформировался в более кислой водной среде, в отличие от первой пробы грунта из "Pahrump Hills", которая была получена сверлением плитки под названием "Confidence Hills" 24 сентября 2014 года.

Предварительный анализ минеральной пробы из "Mojave 2" инструментом CheMin бортовой лаборатории марсохода выявил значительное количество ярозита - минерала, содержащего сульфаты железа и калия, который образуется в кислых средах.

При этом было установлено, что концентрация  ярозита в породе "Мохаве 2" значительно превосходит его наличие в точке первого бурения на плитке "Confidence Hills".

Второй "подземный" грунт горы Шарпа в ковше марсохода
Снимок был сделан после того, как проба была передана от дрели в совок ровера. Ширина совка составляет 4,5 см 
(Камера Mastcam, 31 января 2015 года, Sol 884)

Основной вопрос заключается в том, является ли повышенный уровень кислотности следствием окружающей среды во время первичного осаждения горных пород на горе Шарпа, или в более позднем периоде. Планетологи миссии Curiosity уже предлагали гипотезу о том, что формирование Эолиды началось с минеральных отложений в периодически наполняемых и высыхающих водоемах.

Сравниваемые участки бурения располагаются на обнажении горных пород, геологически относящихся к основанию горы Шарпа, а не ко дну кратера Гейла. Этот выход горных пород представляет собой формацию -  совокупность геологических отложений, пластов одного периода. Она получила название "Murray formation" (Формация Мюррея).

В течение нескольких месяцев между датами бурения этих двух целей команда Curiosity перемещала марсоход на поверхности "Pahrump Hills". Однотонная лаборатория двигалась зигзагами по бугристой возвышенности, тщательно собирая детальную информацию об окружающей местности с помощью своих инструментов.

Первый поход Curiosity по холмистой возвышенности "Pahrump Hills"
На снимке показан путь и основные места, исследованные ровером осенью 2014 года на обнажении горных пород в основании горы Шарпа в кратере Гейла. В самом низу - место бурения "Confidence Hills". На заднем плане видны склоны Эолиды. Красными точками отмечены остановки в конце дневных поездок. Белые точки показывают остановки в ходе движения для исследования намеченных объектов. Поход завершился на участке “Whale Rock”. Совершив второй тур по тому же маршруту, 8 января 2015 года (Sol 862) марсоход переместился из Whale Rock к гряде Pink Cliffs, где выполнил бурение плиток "Мохаве" и "Мохаве 2"
(NASA/JPL)

В своей первой поездке по обнажению "Pahrump Hills" марсоход преодолел около ста десяти метров и обследовал участки с перепадами высот в диапазоне девяти метров. С помощью мачтовых камер и лазерной установки дистанционно были определены потенциальные объекты (мишени) для подробного изучения.

Во время второго похода вверх по обнажению горных пород Curiosity активно использовал макрокамеру MAHLI и спектрометр APXS, установленные на руке - манипуляторе с целью детального изучения намеченных мишеней на предмет получения образцов материала для анализа в бортовой лаборатории.

Каменистая гряда Pink Cliffs (Розовые Скалы) крупным планом
Показаны места, очищенные от наносов пыли инструментом DRT , а также участки пробного (mini-drill) и полного (drill) бурения
 (NASA/JPL/Phil Stooke)

Возможность узнать состав многочисленных вкраплений в горной породе, меньших, чем рисовое зерно, побудило научную команду миссии выбрать цель под названием "Mojave" (Мохаве) в качестве очередной мишени для полного бурения.

По мнению исследователей, вкрапления могли быть отложениями минеральных солей после испарения бывшего на этом месте древнего озера и иметь кристаллическую природу. Однако, при тестовом сверлении плитка разломилась, что исключило забор образца грунта в этом месте.

Была выбрана новая плитка для сверления - Мохаве 2, которая имеет такую же кристаллообразную структуру поверхности. Предварительный анализ пробы грунта в бортовой лаборатории пока не позволил определить конкретный минерал в его составе.

Ученые предполагают, что первоначально образованные кристаллы могли быть заменены другими минералами в более поздние периоды влажных условий окружающей среды.

Очищенная перед бурением поверхность "Мохаве 2" имеет кристаллообразную структуру
(Камера MAHLI, 27 января 2015 года, Sol 880)

Полное бурение на "Мохаве 2" c последующим забором грунта, возможно, и не удалось, если бы специалисты миссии из Лаборатории реактивного движения (JPL) не применили новый вариант работы с дрелью.

Это был первый опыт использования ударного бурения на Марсе, при котором уменьшается энергия разрушительного воздействия поступательного движения сверла на рабочую поверхность.

Техника бурения в "щадящем"режиме была отработана на Земле после того, как команда марсохода столкнулась с проблемами применения дрели на хрупких мелкослоистых породах у подножия горы Шарпа.

Бурильный инструмент марсохода после сверления "Мохаве 2"
(Камера Mastcam, 2 января 2015 года, Sol 882)

Дрель марсохода имеет шесть режимов ударного воздействия, начиная от легкого постукивания и до нанесения 30 ударов в секунду. Датчики отслеживают скорость проникновения сверла в поверхность и автоматически регулируют его подачу.

Во время бурения в четырех местах до плитки "Мохаве 2", в том числе на трех мишенях до горы Шарпа, сверление начиналось в четвертом режиме, а алгоритм предусматривал оставаться на этом уровне до окончания операции.

Новая программа автоматически подбирает необходимый режим подачи сверла в зависимости от твердости объекта. Плитка "Мохаве 2" оказалась настолько податливой, что бур достиг полной возможной глубины в 6,5 см за десять минут, последовательно используя первые два режима ударного воздействия сверла на поверхность.

Сверление "Мохаве 2" у каменистой гряды Pink Cliffs (Розовые Скалы). На горизонте
возвышается гора Шарпа (Эолида)
(Камера Hazcam, 29  января 2015 года, Sol 882)

Марсианской научной лаборатории, возможно, предстоит бурение еще нескольких участков на возвышенности  "Pahrump Hills", прежде чем она отправится на более высокие уровни горы Шарпа.

Марсоход Curiosity на возвышенности "Pahrump Hills"
Снимок орбитального зонда Mars Reconnaissance Orbiter с высоты 168,9 км. Светлые области рельефа - осадочные горные породы, темные - покрыты песком. На момент съемки, 13 декабря 2014 года - Sol 835, ровер находился рядом с обнажением горных пород "Whale Rock" (Китовая скала)
(NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona)

Погода в кратере Гейла на Sol 889 - 5 февраля 2015 года: солнечно, атмосфера от +2С до -70С, поверхность от +4С до -74С, давление - 895Pa (6,71 мм), уровень ультрафиолетового излучения Солнца - повышенный, светлое время суток - с 6:20 до 18:37, данных о ветре и влажности нет.

Источники: NASA/JPL, USGS, Raw ImagesREMS

По теме:

Curiosity попробовал подошву марсианской горы

24 сентября марсоход Curiosity взял первый образец коренной породы в основании горы Шарпа для анализа в бортовой лаборатории

Марсоход Curiosity начинает третий этап исследования Pahrump Hills

Комментариев нет: