Bildkredit: NASA / JPL
Forskare letar alltid efter fler sätt att pressa in vetenskapliga instrument i rymdfarkoster, och de har kommit med en innovativ idé för Mars Exploration-roverna: använda hjulen för att gräva skyttor för att se hur miljön på Mars är som några centimeter under yta. Forskare från Cornell University perfektionerade en teknik där rover låser alla utom ett av sina sex hjul, och sedan använder det slutliga hjulet för att kämpa upp smuts - tester i laboratoriet tillät dem att komma på material som var mer än 10 cm djup.
Efter att tvillingen Mars Exploration Rovers studsar på den röda planeten och börjar turnera Martian-terrängen i januari, kommer spektrometrar och kameror ombord att samla in data och bilder - och rovers hjul kommer att gräva hål.
I samarbete har en planetgeolog från Cornell University och en civilingenjör hittat ett sätt att använda hjulen för att studera Martian mark genom att gräva smuts med ett snurrhjul. "Det är trevligt att rulla över geologi, men då och då måste du dra ut en spade, gräva ett hål och ta reda på vad som verkligen är under dina fötter," säger Robert Sullivan, seniorforskare inom rymdvetenskap och en planetgeologi medlem av Mars-missionens vetenskapsteam. Han tänkte planen med Harry Stewart, Cornell docent i civilingenjör och ingenjörer vid Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena.
Forskarna perfektionerade en grävningsmetod för att låsa alla utom ett roverhjul på Marsytan. Det återstående hjulet kommer att snurra, gräva ytjorden ned cirka 5 tum och skapa ett kraterformat hål som möjliggör fjärrundersökning av jordens stratigrafi och en analys av om vatten en gång funnits. För controllers på JPL kommer processen att involvera komplicerade manövrar - en "rover-balett", enligt Sullivan - före och efter att varje hål har grävts för att samordna och optimera vetenskapliga undersökningar av varje hål och dess anpassningsstapel.
JPL, en avdelning vid California Institute of Technology, förvaltar Mars Exploration Rover-projektet för NASA: s Office of Space Science, Washington, D.C. Cornell, i Ithaca, N.Y., hanterar den vetenskapliga sviten av instrument som bärs av de två roverna.
Varje rover har en uppsättning av sex hjul snidade av aluminiumblock, och inuti varje hjulnav finns en motor. För att snurra ett hjul oberoende kommer JPL-operatörer helt enkelt att stänga av de andra femhjulsmotorerna. Sullivan, Stewart och Cornell studenter Lindsey Brock och Craig Weinstein använde Cornells Takeo Mogami Geotechnical Laboratory för att undersöka olika jordstyrkor och egenskaper. De använde också Cornells George Winter Civil Infrastructure Laboratory för att testa samverkan mellan ett roverhjul och jorden. Varje roverhjul har ekrar anordnade i ett spiralmönster med starkt skumgummi mellan ekrarna; dessa funktioner hjälper roverhjulen att fungera som stötdämpare när de rullar över grov terräng på Mars.
I november använde Sullivan JPL: s Martianterräng som visade mark för att samla in data om hur ett roverhjul interagerar med olika jordtyper och lös sand. Han använde gul, rosa och grön sand - färgad med matfärgning och bakad av Brock. Sullivan använde en bunt med stora bildramar för att skikta de olika färgade sandstränderna för att se hur ett hjul gnissade ut sluttande avstickningshögar och där den gula, rosa och gröna sanden till slut landade. "Platser där de djupaste färgerna koncentrerades på ytan antyder var analys kan koncentreras när manövren upprepas på riktigt på Mars," säger han.
Stewart konstaterar likheter mellan dessa tester och dem för månlandningsuppdragen i slutet av 1960-talet, då ingenjörerna behövde veta de fysiska egenskaperna på månens yta. Då förlitade geologer sig på visuella observationer från speideruppdrag för att avgöra om månlandaren skulle sjunka eller sparka upp damm, eller om månens yta var tät eller pulveraktig.
"Liksom de tidiga måneuppdragen kommer vi att göra samma sak, bara den här gången undersöker karaktärerna i Martianjord," säger Stewart. "Vi kommer att avslöja färskt material för att lära oss mineralogin och kompositionen."
Originalkälla: Cornell News Release
