Марс не поддался буру: зонд InSight больше не будет пытаться погрузить термометр глубже

Операторы миссии InSight пришли к выводу, что продолжать попытки бурения марсианской поверхности бессмысленно. Бур с инструментами для измерения теплового потока из недр красной планеты не смог погрузиться достаточно глубоко из-за недостатка трения с почвой — она оказалась слишком комкующейся.

Несколько дней назад на официальном сайте Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) появилось сообщение о продлении марсианской миссии InSight (и юпитерианской Juno). Это значит, что, несмотря на превышение расчетного срока работы, инструменты зонда в хорошем состоянии, а следовательно, ученые продолжат собирать с них данные. И проводить новые эксперименты, конечно же.

В частности, планируется засыпать небольшим слоем грунта шлейф, который тянется от посадочной платформы к сейсмометру. Таким образом планируется снизить влияние температурных колебаний на провода. Дело в том, что датчик колебаний невероятно чувствительный — даже незначительное тепловое расширение и обратное сжатие при охлаждении шлейфа с проводниками вызывает помехи. Однако, не обошлось и без ложки дегтя.

Плохие известия

Следующая же новость вслед за вышеописанной — довольно грустная. Второй важнейший инструмент зонда оказался полным провалом. За более чем два земных года, которые InSight провел на Марсе, комплекс приборов HP3 так и не приступил к выполнению своей задачи. «Набор инструментов изучения теплового потока и физических свойств» (Heat Flow and Physical Properties Package) был разработан Германским центром авиации и космонавтики (DLR). Он представляет из себя вибрирующий бур, предназначенный для погружения в почву на глубину не менее трех метров. После достижения этого рубежа, температурные датчики должны были измерить исходящее из недр планеты тепло.

Прозвище этого бура — «крот» (mole) — выбрано не случайно, а основано на принципе его действия. Как и живой землекоп, HP3 полагается на уплотнение грунта вокруг прорытого тоннеля. Чтобы продвигаться дальше, ему необходимо «оттолкнуться» от почвы, которую он уже раздвинул. А точнее, стенки вертикального тоннеля должны быть достаточно твердыми и шершавыми, чтобы при ударах зонд не отскакивал вверх, а проваливался глубже. Расчеты инженеров основывались на существующих данных о приповерхностном слое Марса, которые получили предыдущие миссии. Однако, в месте посадки InSight, похоже, грунт оказался несколько иным.

Сколько бы ни пытались операторы миссии — «крот» не погружался глубже, чем на 2-3 сантиметра под поверхность. Даже учитывая длину самого прибора (40 сантиметров), это все равно очень далеко от планируемых трех метров. Раскопать все вокруг и посмотреть, что же мешает буру — невозможно. Судя по всему, он наткнулся на камень или очень плотный слой почвы, а слишком рыхлый поверхностный грунт не создает необходимого трения по бокам получающегося тоннеля. В результате инструмент просто подскакивает в лунке.

Не помогло даже прижатие торца HP3 рукой-манипулятором InSight. Точнее, поначалу показалось, что это решение спасло ситуацию. Весной 2020 года «крота» буквально запихали в грунт старым добрым дедовским методом — ударом лопаты. Ладно, не ударом, конечно, но надавили знатно, по крайней мере, для высокоточного инструмента сила воздействия была приличной. Лопатку на манипуляторе уперли в верхний конец HP3, а затем прикладывали дополнительное прижимное усилие одновременно с работой самого «крота». Несколько десятков сантиметров он так прошел, но получилось лишь спрятать его под поверхность и прикопать сверху.

Дальше никакого прогресса не случилось. Последнюю попытку операторы выполнили 9 января, прибор сделал пять сотен ударов и не продвинулся ни на миллиметр. Официально — его работа завершена. Поскольку HP3 создан одноразовым, вынуть его и переставить на новое место манипулятором не представляется возможным. Остается довольствоваться лишь тем, что удалось узнать благодаря провалу.

Не все так плохо

Но не стоит отчаиваться: даже отрицательный результат — тоже результат, наука так и работает. Ученые получили новую почву для размышлений насчет марсианского грунта. А инженерам предстоит провести еще множество симуляций и практических опытов, чтобы разработать более совершенный инструмент для бурения. К тому же, команда InSight испытала зонд в совершенно новых для него ролях.

Например, изначально никто не предполагал, что манипулятор можно применять для столь интенсивных земляных работ и «грубого» физического воздействия. Более того, он в принципе не был для этого рассчитан. Однако — справился. Исходя из этого опыта операторы теперь планируют улучшить работу второго ключевого инструмента InSight. Как уже было сказано, манипулятор станет полноценным экскаватором и с его помощью закопают провода сейсмометра.

К тому же, в феврале на Марс прибудет новая миссия — марсоход Perseverance. Существует вероятность, что невероятно чувствительный сейсмометр InSight «услышит» его посадку. Если получится, то подобное событие станет первым в истории. Причем источников колебаний может быть сразу несколько.

• Во-первых, самый очевидный — падение 77-килограммовых балансиров (CMBD), которые марсоход сбросит на высоте около 1500 километров. Они нужны для выравнивания центра масс во время перелета и перед входом в атмосферу от них надо избавиться. Они встретятся с поверхностью планеты на скорости порядка 14 тысяч километров в час: такой удар должен быть достаточно мощным, чтобы сейсмические волны от него уловил чувствительный датчик на расстоянии 3,5 тысяч километров.

• Во-вторых, наименее вероятный — ударная волна от сверхзвукового движения входящего в атмосферу марсохода. Да, газовая оболочка Марса весьма разрежена, однако шанс есть, пусть и очень маленький. Ударная волна дойдет до поверхности и породить сейсмические колебания.

А вот сам момент посадки уловить сейсмометром получится только если он пойдет не по плану и закончится отказом парашютов. Но это крайне нежелательный исход событий.