Už téměř rok, od listopadu 2018, je na povrchu Marsu sonda InSight, která by se poprvé měla přímo podívat několik metrů pod povrch této planety. Slouží jí k tomu zařízení, pro které se vžil název Krtek (anglicky Mole). Mělo by se dostat až pět metrů hluboko - ovšem v posledních dnech se místo hloubení začalo, neznámo proč, vracet k povrchu.
Krtek, oficiálně nazývaný HP3 (název vzniklý z výrazu „Heat Flow and Physical Properties Package“) je v podstatě malé vrtné zařízení o délce zhruba 40 centimetrů. Je vybaveno elektromotorem, který pohání kladívko, jež by mělo svými příklepy zařízení postupně dostat pod povrch. Jedním úderem by se měl posunout řádově o desetiny milimetru.
Průřez přístrojem Krtek (oficiálně HP3). Pohon zajišťuje elektromotor, který rozhýbává kladívko. Jeho údery pak celý vrták proniká do horniny.
Vrtné zařízení za sebou táhne dlouhé „lano“, na kterém jsou po deseti centimetrech nainstalována tepelná čidla. Jeho úkolem je přesně změřit teplotu pod povrchem Marsu. Vzhledem k tomu, jak málo měření z Marsu máme, i tento v podstatě triviální výkon nám poskytne cenné informace (což také ukazuje, jak významně by vědu posunula pilotovaná expedice).
Bohužel, Krtkovi se zatím příliš nedaří. V březnu 2019 se dostal do hloubky zhruba 30 centimetrů, ale tam se zastavil. Zřejmě proto, že stěny vyvrtaného otvoru nebyly dostatečně pevné. Místo hlubokého a úzkého „tunelu“ postupně vznikal důlek, ve kterém Krtek neudržel směr vrtání. Pouze ho dále rozšiřoval. Experiment se tak ocitl ve slepé uličce. Od března do října 2019 se tedy „nevrtalo“ a probíhalo pouze testování možných řešení nečekaného problému.
Inženýři v letovém středisku zkoušeli pomoci Krtkovi robotickým ramenem sondy. Snažili se například do otvoru nahrnout další zeminu, aby se Krtek narovnal, ale to nestačilo. Jako nejúčinnější řešení nakonec vyhodnotili kombinaci několika činností: od otvoru nahrnuli zeminu, udusali ji lopatkou, a pak samotného Krtka ještě přidrželi na místě robotickým ramenem sondy. Ta nemá na konci „ruku“, pouze lopatku, ale i to pomůže: lopatka se přímo dotýká vrtáku, a tak se část energie při odrazu ztrácí třením.
Postup shrnuje následující krátké (anglicky mluvené) video:
Záchranná operace vyžadovala sice pečlivou přípravu, aby se žádný díl nepoškodil, ale výsledky měl. Jet Propulsion Laboratory, ze které se sonda řídí, 17. října ohlásila, že Krtkovi se znovu začalo dařit. V říjnu tak proběhlo několik „seancí“, při kterých (k 18. říjnu) vrt dosáhl hloubky zhruba 40 centimetrů (tj. deset „čísel“ navíc). NASA se dokonce s zařízením loučila, když na Twitteru uvedla, že „je to možná naposledy, co Krtka vidíme“.
The mole is digging deeper into #Mars thanks to the tremendous efforts by my team. Unofficial depth is ~38 cm down in the ground, almost the length of the mole (40 cm). This may be the last time we see the mole, more drilling later this week. #SaveTheMole #DiggingMars https://t.co/c1sZsGSLxj
Jsem tu zas!
Ovšem 27. října NASA oznámila, že loučení bylo předčasné. Krtek během další předem naprogramované fáze vrtání přestal postupovat vpřed, dále pod povrch a místo toho začal couvat. Stačilo několik desítek úderů a vrták se z velké části dostal znovu zpět nad zem. (Dodejme pro úplnost, že zpátečku Krtek nemá, na rozdíl například od vrtného zařízení nešťastné sondy Beagle II, která se rozbila o povrch Marsu v roce 2003. Ta měla dokonce dopravovat vzorky zpod povrchu k analýze.)
Výstup vrtáku k povrchu je pro vědce špatná zpráva. Zatím si totiž nikdo nedokáže představit, jak by se „Krtek“ dal zachránit, kdyby vypadl zcela. Na sondě není žádné zařízení, které by ho mohlo uchopit a znovu nasadit zpět do otvoru, nebo třeba na jiné místo v blízkosti sondy. Vrtné zařízení bylo navrženo na jedno jediné použití. (Znovu teď zopakujeme, že s lidskou přítomností by výzkum na Marsu probíhal zcela jiným tempem.)
Externí obrázek
Proč k nečekanému couvání Krtka došlo, nikdo v tuto chvíli neví jistě. Tilman Spohn z německé kosmické agentury DLR, která Krtka postavila a má jeho provoz na starosti, ve svém blogu odhaduje, že svou roli v tom hraje zřejmě řídká atmosféra Marsu. A také nám „pozemšťanům“ ukazuje, jak málo vlastně víme o věcech, které kolem sebe každodenně pozorujeme.
Spohn říká, že při vrtání na Zemi vzduch pomáhá za určitých okolností držet vrták na místě. Když se totiž při vrtání odrazí ode dna díry směrem ven, v rychle se zvětšujícím prostoru mezi vrtákem a dnem se začne vytvářet podtlak. Plyny v naší atmosféře se do uvolněného místa snaží dostat, a přitom vrták táhnou zpět do otvoru.
Ovšem hustota atmosféry Marsu je mizivá: méně než procento hustoty naší atmosféry. A v takovém prostředí je rozdíl tlaků v prostředí před a za vrtákem zcela zanedbatelný - a odrazy vrtáku od podloží tedy netlumí. Odskoky Krtka zmírňovalo tření o lopatku, ale to zřejmě nestačilo. Možná proto, že vrták narazil na nějakou tvrdší vrstvu? Nevíme, budeme si muset počkat na další vývoj a analýzy.
V tuto chvíli ještě není jasné, jak bude vedení mise postupovat. Prvním krokem údajně bude odsunutí ramena, které brání ve výhledu na vyvrtaný otvor. Ale ani toto rozhodnutí zřejmě nepadne rychle. Nikdo si není příliš jistý tím, co se přesně poté stane, a zda to věci nějak prospěje, či naopak ublíží.
Vzhledem k tomu, že prakticky neexistuje možnost, jak ho vrátit zpět, pokud jednou vypadne, je opatrnost samozřejmě pochopitelná. Vedení mise nejspíše nebude jednat příliš rychle, pokud ho k tomu okolnosti nedonutí. Spíš se pokusí předem pečlivě zvážit všechny možnosti.
Sonda InSight v konfiguraci, jak bude pracovat na povrchu Marsu. Všimněte si roztažených solárních panelů a dosud uloženého ochranného pouzdra se seismometry.
Z místa posouvá vědu vpřed
Na rozdíl od řady předchozích sond není Insight (Interior Exploration using Seismic investigations, Geodesy and Heat Transfer) určen k pohybu po povrchu, ale je stacionární. Jak název napovídá, úkolem sondy je průzkum nitra planety - a na palubě nese proto přístroje, které člověk na Mars nikdy předtím nevyslal.
Novinkou v průzkumu rudé planety je především soubor tří citlivých seismometrů SEIS, který vyvinula francouzská kosmická agentura CNES. Mají dělat přesně to, co seismografy na Zemi: registrovat otřesy, tedy „marsotřesení“. Jak je známo u Země a Měsíce, z charakteru šíření seismických vln lze zjistit vlastnosti nitra planety. Zařízení na povrchu položilo 2,4 metru dlouhé rameno, které jsme v článku již také zmínili. Seismometry pracují podle předpokladů; první otřesy zachytily na jaře letošního roku.
Druhou klíčovou součástí vědeckého vybavení je detektor pro měření tepelného toku z nitra Marsu, který dodala německá kosmická agentura DLR. Tedy přístroj, jehož součástí je i Krtek.
Zkouška přistávacího padáku v testovacím tunelu v roce 2015. Pro představu, tunel má výšku 24 metrů a je dlouhý 37 metrů.
Dva metry a čtyřicet centimetrů dlouhý manipulátor sondy InSight drží komplex seismometrů v ochranném obalu, který položí na povrch Marsu.
Data z obou přístrojů se na sondu budou přenášet samostatnými kabely. Paralelně se mají rozvinout také dva kruhové panely slunečních baterií. Třetí experiment vyžaduje spolupráci pozemních stanic DSN. Z radiového signálu lze přesně určit, jak se mění vzdálenost mezi vysílačem a přijímačem. Z dlouhodobého měření pak planetologové dovedou zjistit, jak se mění rotace Marsu a poloha jeho rotační osy.
Informace ze sondy by nám měly pomoci nejen lépe pochopit, jak Mars vznikl a vyvíjel se. Extrémně zajímavé bude porovnat získaná data s tím, co geologové vědí o Zemi; můžeme tak porovnat rozdíly a pochopit dosavadní i budoucí vývoj naší vlastní planety.
Pro přistání sondy InSight vybrali odborníci z 22 návrhů okraj planiny Elysium s hladkým povrchem a minimem kamení. Je to 600 kilometrů od místa, kde v roce 2012 přistálo právě vozítko Curiosity, které díky tomu, že nepoužívá sluneční baterie, ale jaderný generátor elektřiny, dosud pracuje bez ohledu na nedávnou celoplanetární prachovou bouři. Přistání proběhlo 26. listopadu minulého roku.
26. listopadu 2018 |
