鑽了兩年打穿0.4米深土層:火星上第一台打樁機正在接近真相

天空之城 2020/10/22 檢舉 我要评论

2018年11月,美國宇航局洞察號探測器降落在火星上,著陸器的其他儀器運行良好,並且向地球傳回了火星上的許多科學資料,但有一個關鍵的考察任務一直停滯不前,這就是熱流和物理性質儀,簡稱為HP3。該設備需要一個長達5米的小型打樁機,將0.4米長的熱探針錘入火星表面下方,最大深度可達到5米,這也是美國宇航局設定的理想工作深度。

圖片解讀:火星上第一台打樁機

圖片解讀:熱探針已經一半[插·入]火星土層中

圖片解讀:熱探針全部[插·入]土層中,僅留下資料傳輸帶

如果遇到較為堅硬的火星岩石,熱探針可能到不了這個深度,那麼在3米深度也可以收集到可用的科學資料。但是這台打樁機遇到了麻煩,在過去兩年,0.4米長的熱探針才剛剛全部埋入火星表層下方,距離5米的最佳工作深度還有數米的差距。目前的情況看,熱探針仍然無法收集到科學資料,因為深度不夠。

HP3熱探針的工作目標是收集火星內部的熱量,通過探針前端的熱感測器收集資料。在火星上鑽探時,美國宇航局發現火星上的土層非常乾旱,摩擦力與設想的不一樣,火星乾旱區域的形成了極為乾旱的硬化表面層,HP3熱探針無法穿透土層。過去兩年,不僅美國宇航局頭疼,HP3熱探針的研製方德國航空航太中心也是如坐針氈,最終美國宇航局使用洞察號機械臂末端的勺子,對探針施加側向壓力,以提供足夠大的摩擦力,然後再用勺子將探針往下壓。最終,總算把HP3熱探針全部埋到了土層中。由於探針長度為0.4米,還沒有達到最低3米的工作深度,下一步洞察號會使用勺子將探針周圍的土壤挖出來,然後繼續錘擊。

圖片解讀:洞察號的太陽能電池板,結構與鳳凰號相似

將HP3熱探針錘入土層下方3米以上只是還需要數個月的時間,但現在洞察號的打樁工作已經暫停,因為太陽能電池板被塵埃覆蓋了一部分,功率不夠。洞察號上攜帶了兩個2.2米寬的太陽能電池板,聚集了一些塵埃,導致任務所需的功率不足,打樁工作不太可能在明年1月之前恢復。

在地球上使用鑽頭穿透表層土壤非常簡單,由於鑽頭很重,洞察號需要提供更多的功率才能啟動打樁程式。火星上土層異常乾旱,限制了打樁任務的順利進行。HP3熱探針一旦抵達工作深度,就可以返回資料,我們可以發現火星內部的熱量流動機制,還有內部結構,火星也是一個地震現象較為活躍的行星。

洞察號沒有使用核電池,因此它的工作功率全部依靠太陽能電池板,任務執行的效率全部靠天吃飯。萬一太陽能電池板被塵埃覆蓋,長時間沒有風來清除,那麼洞察號就面臨生存的問題。

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