Ako sa vŕta na Marse?
Vedeli ste, ako asi vyzerá príprava na vŕtanie na Marse? Výsledné výtvory takéhoto testovania sú niekedy naozaj celkom zaujímavé.
Áno, rozumiem tomu, čo vás asi napadlo. V dnešnej dobe, keď všade riešime krízu a rôzne iné problémy, ja tu vypisujem o vŕtaní na Marse. A možno máte suseda (prípadne susedu), ktorý(á) rád(rada) vŕta (nesmejte sa, musím byť spravodlivý, predsa nemôžte vedieť, kto v nedeľu podvečer drží tú vŕtačku a spríjemňuje vám záver víkendu). Okej, to už odbáčam od témy, poďme naspäť na Mars 🙂
Ilustrácia sondy Perseverance, s ramenom pripraveným k odberu vzoriek. Kredit obrázka: NASA/JPL-Caltech.
Na Marse nevŕtame kvôli tomu, aby sme zavesili na stenu poličky, alebo obrazy, ale z iného dôvodu. Snoríme, bádame a skúmame vzorky, priamo z hornín, prípadne z usadenín. Zaujímajú nás nie len vzorky, ktoré sú priamo na povrchu a mohli by byť dávno znehodnotené (zvetrávanie, naozaj dlhodobé vystavenie priamemu žiareniu, atď.), ale najmä vzorky “zvnútra” hornín, prípadne z usadenín na zaujímavých miestach. Predstavte si, že stojíte na mieste, kde pred veľmi dlhým časom bola voda a toto miesto bolo vlastne dnom jazera, alebo mora. Dlhodobé usadzovanie rôznych vrstiev, určite zanechalo veľmi zaujímavé stopy – nie len geologické. Existovali vôbec v minulosti na tejto planéte podmienky vhodné pre akýkoľvek život? Ak by takéto podmienky v minulosti existovali, keď aj veľmi dávno, kde a ako by sme to zistili? Zistili by sme ich práve ako stopy a “záznamy” v zložení rôznych usadenín v miestach, o ktorých s určitosťou vieme povedať, že na nich bola voda. A presne toto je hlavným cieľom skúmania najmä dvoch pokročilých mobilných sond na Marse – Curiosity a Perseverance.
Hlava ramena sondy Curiosity s vŕtacím zariadením. Kredit obrázka: NASA/JPL-Caltech.
Aby sme však takéto vzorky získali a mohli sa pustiť do ich podrobnej chemickej a spektroskopickej analýzy, musíme mať k tomu vhodné technické vybavenie a veľmi precízny technologický postup. Nedá sa “len tak” vŕtať a pozbierať to čo sme získali. Pretože aj toto vŕtanie má svoje špecifiká a fyzikálne zákonitosti, ktoré nesmieme prekročiť. Čo ak veľmi silným trením pri veľkej rýchlosti vŕtania spôsobíme prílišné “prehriatie” vozrky, prípadne jej iné znehodnotenie? Aj toto je jedna z otázok, ktorá na prvý pohľad znie možno divne, ale ak máte sondu za niekoľko miliárd dolárov (eur) niekde ďaleko na Marse a táto sonda má za úlohu získať a analyzovať vzorky priamo na Marse úplne sama, tak zrejme nebudete chcieť aby analyzovala “len tak” pomletý “piesok”. Cieľom bude získanie vhodnej vzorky, ktorá nebude zničená, resp. znehodnotená ešte skôr, ako dôjde k jej analýze.
Zariadenie na vŕtanie je umiestnené na konci robotického ramena sondy Curiosity. Samotná sonda sa musí naučiť toto rameno sama používať. Na tejto fotke z čistej miestnosti v JPL vidíme jeden z prvých testov pohybu tohto ramena sondy Curiosity. Kredit obrázka: NASA/JPL-Caltech.
Taktiež je veľmi dôležité, aby vŕtacie zariadenie a celková technológia fungovala za takýchto “prísnych” vedeckých podmienok naozaj spoľahlivo a aby nedošlo k jej zlyhaniu. Pretože tento systém je aj z mechanického hľadiska dosť citlivý, hocičo a hocikedy by sa mohlo pokaziť. A na Marse nie je nikto, kto by takúto vec opravil. Možno vám napadne, že “aspoň budeme mať fotky z Marsu, kašlať na nejaké vzorky”. Poviem vám, bol by to “megaprúser”, pretože k získanie fotiek z Marsu nepotrebujete sondu za niekoľko miliard dolárov. Tieto sondy sú v podstate samostatné automatické mobilné astrobiologické laboratóriá, ktoré majú na palube vlastné kompletné vybavenie na priamu selekciu a analýzu vzoriek a nám už len posielajú získané dáta. Čo by tieto sondy analyzovali, ak by žiadne vzorky ani nezískali, pretože “vŕtačka sa zasekla”? Asi príliš drahý fotoaparát, nie? Takže všetko pekne testujeme najprv priamo tu na Zemi.
Napríklad samotný vývoj vŕtacej technológie pre sondu Curiosity trval niekoľko rokov. Na nasledujúcej fotografii si môžte pozrieť niekoľko skúšobných skál, ktoré boli použité počas vývoja technológie už od roku 2007 (Curiosity pristála na Marse až v roku 2012). Možno to vypadá ako fotka od “super suseda”, ale nie je to tak, fotka pochádza z laboratórií JPL-Caltech (NASA) v Pasadene (California).
Kredit obrázka: NASA/JPL-Caltech
Väčšina vyvŕtaných dier má rovnaký priemer, aké po sebe zanecháva aj sonda Curiosity (priemer cca 16 mm). Počas vývoja vŕtacieho zariadenia boli použité rôzne druhy pozemských skál.
A ako vyzerá zber vzorky vŕtaním priamo na Marse? Pozrite si zrýchlené video:
Na tejto sekvencii snímkov z prednej kamery na sonde Curiosity (Front Hazard-Avoidance Camera) vidíme v podstate záznam, ako Curiosity vŕtala do vopred určenej skaly nazvanej “Cumberland”. vŕtanie prebehlo počas 279. marťanského dňa misie sondy Curiosity (Sol 279, na Zemi to bol vtedy 19. máj 2013). Záznam je zrýchlený, zobrazuje jedno vŕtanie štyrikrát po sebe. Skutočný čas vŕtania bol 25 minút.
A ako vyzerá vrták, ktorý je používaný na Marse? Pohľad zblízka na jeden z vrtákov vŕtacieho zariadenia (Curiosity):
Kredit obrázka: NASA/JPL-Caltech.
Kredit obrázka: NASA/JPL-Caltech.
Pre odber vzoriek vŕtaním sa však využíva sada vrtákov. Napríklad na nasledujúcom obrázku vidíme sadu vrtákov sondy Perseverance.
Vľavo je regolitový vrták, za ktorým nasleduje šesť vrtákov používaných na vŕtanie jadier hornín. Na pravej strane sú dva obrusovacie hroty, ktoré sa používajú na odstránenie prachom pokrytej vonkajšej vrstvy horniny, aby sonda mohla získať presné údaje o jej zložení. Kredit obrázka: NASA/JPL-Caltech.
A ako asi vyzerajú stopy po vŕtaní a odbere vzoriek? Niekoľko takýchto dier “pozbieraných” do jedného spoločného obrázka si pozrite nižšie.
Kredit obrázka: The Planetary Society; Zdroje znímkov: NASA/JPL-Caltech.
Najbližšie si pozrieme zaujímavé miesta na Marse, s prihliadnutím na nadchádzajúceho Valentína, čo poviete?
~Jozef
Tip:
References and sources:
- Preparation on Earth for Drilling on Mars. Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology: Mars Rover Curiosity. [online]. 5.2.2015 [cit. 2015-02-05]. Available at: http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/images/?ImageID=5108
Tento článok nájdete aj na SME.sk
