Bildnachweis: NASA / JPL
Wissenschaftler suchen immer nach mehr Möglichkeiten, wissenschaftliche Instrumente in Raumfahrzeuge zu stopfen, und haben eine innovative Idee für die Mars Exploration-Rover entwickelt: Verwenden Sie die Räder, um Gräben zu graben, um zu sehen, wie die Umgebung auf dem Mars einige Zentimeter unter dem ist Oberfläche. Forscher der Cornell University perfektionierten eine Technik, bei der der Rover alle bis auf eines seiner sechs Räder blockiert und dann mit dem letzten Rad den Schmutz aufwirbelt. Tests im Labor ermöglichten es ihnen, an Material zu gelangen, das mehr als 10 cm tief war.
Nachdem die beiden Mars Exploration Rovers im Januar auf den roten Planeten gesprungen sind und das Mars-Terrain bereist haben, sammeln Spektrometer und Kameras an Bord Daten und Bilder - und die Räder der Rover graben Löcher.
Gemeinsam haben ein Planetengeologe der Cornell University und ein Bauingenieur einen Weg gefunden, mit den Rädern den Marsboden zu untersuchen, indem sie den Schmutz mit einem sich drehenden Rad ausgraben. „Es ist schön, über die Geologie zu rollen, aber hin und wieder muss man eine Schaufel herausziehen, ein Loch graben und herausfinden, was sich wirklich unter den Füßen befindet“, sagt Robert Sullivan, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter in den Weltraumwissenschaften und in der Planetengeologie Mitglied des Wissenschaftsteams der Mars-Mission. Er entwarf den Plan mit Harry Stewart, Associate Professor für Bauingenieurwesen bei Cornell, und Ingenieuren am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena.
Die Forscher perfektionierten eine Grabmethode, um alle Räder eines Rovers bis auf eines auf der Marsoberfläche zu blockieren. Das verbleibende Rad dreht sich, gräbt den Oberflächenboden etwa 5 Zoll nach unten und erzeugt ein kraterförmiges Loch, das die Fernuntersuchung der Stratigraphie des Bodens und eine Analyse der Existenz von Wasser ermöglicht. Für Controller bei JPL wird der Prozess komplizierte Manöver beinhalten - ein „Rover-Ballett“, so Sullivan - vor und nach dem Ausheben jedes Lochs, um die wissenschaftlichen Untersuchungen jedes Lochs und seines Haldenstapels zu koordinieren und zu optimieren.
JPL, eine Abteilung des California Institute of Technology, verwaltet das Mars Exploration Rover-Projekt für das NASA-Büro für Weltraumforschung, Washington, D. C. Cornell, in Ithaca, New York, und verwaltet die wissenschaftliche Instrumentensuite der beiden Rover.
Jeder Rover hat einen Satz von sechs Rädern, die aus Aluminiumblöcken geschnitzt sind, und in jeder Radnabe befindet sich ein Motor. Um ein Rad unabhängig zu drehen, schalten die JPL-Bediener einfach die anderen fünf Radmotoren aus. Die Studenten von Sullivan, Stewart und Cornell, Lindsey Brock und Craig Weinstein, untersuchten mit dem geotechnischen Labor Takeo Mogami von Cornell verschiedene Bodenstärken und -eigenschaften. Sie nutzten auch das George Winter Civil Infrastructure Laboratory von Cornell, um die Wechselwirkung eines Roverrads mit dem Boden zu testen. Jedes Rover-Rad hat spiralförmig angeordnete Speichen mit starkem Schaumgummi zwischen den Speichen. Diese Eigenschaften helfen den Rover-Rädern, als Stoßdämpfer zu fungieren, während sie über unwegsames Gelände auf dem Mars rollen.
Im November nutzte Sullivan das Mars-Gelände von JPL, um Daten darüber zu sammeln, wie ein Rover-Rad mit verschiedenen Bodentypen und losem Sand interagiert. Er verwendete gelben, rosa und grünen Sand - mit Lebensmittelfarbe gefärbt und von Brock gebacken. Sullivan benutzte einen Stapel großer Bilderrahmen, um den verschiedenfarbigen Sand zu schichten und zu beobachten, wie ein Rad abfallende Halden aufwirbelte und wo der gelbe, rosa und grüne Sand schließlich landete. "Orte, an denen die tiefsten Farben auf der Oberfläche konzentriert waren, legen nahe, wo die Analyse konzentriert sein könnte, wenn das Manöver auf dem Mars wirklich wiederholt wird", sagt er.
Stewart stellt Ähnlichkeiten zwischen diesen Tests und denen für die Mondlandemissionen Ende der 1960er Jahre fest, als die Ingenieure die physikalischen Eigenschaften der Mondoberfläche kennen mussten. Damals stützten sich Geologen auf visuelle Beobachtungen von Erkundungsmissionen, um festzustellen, ob der Mondlander sinken oder Staub aufwirbeln würde oder ob die Mondoberfläche dicht oder pudrig war.
"Wie bei den frühen Mondmissionen werden wir das Gleiche tun, nur diesmal die Eigenschaften des Marsbodens untersuchen", sagt Stewart. "Wir werden frisches Material aussetzen, um die Mineralogie und Zusammensetzung zu lernen."
Originalquelle: Cornell Pressemitteilung
