Pengujian batuan bumi untuk membantu penjelajah NASA bekerja di Mars

Dengan menggunakan batuan dasar yang dipilih dengan cermat, para insinyur mencoba mencari cara untuk menangani batuan yang rapuh seperti yang ditemukan probe pada upaya pengambilan sampel pertama.

Membuat Lubang Bor di Batu Uji: Insinyur di Laboratorium Propulsi Jet NASA melakukan tes pada batu seperti ini untuk memahami mengapa upaya pertama penjelajah Ketekunan menghasilkan sampel bubuk. Sebuah duplikat dari bor bajak berusaha membuat inti dari batu yang rapuh. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Kapan[{” attribute=””>NASA’s Perseverance Mars rover tried to collect its first rock core sample last August, the outcome presented a puzzle for the mission team: The rover’s sample tube came up empty. But why?

Not long after, Perseverance successfully gathered a sample the size of a piece of chalk from a different rock. The team concluded that the first rock they had chosen was so crumbly that the rover’s percussive drill likely pulverized it.

But engineers at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California, which manages the mission, want to understand why that first sample, nicknamed “Roubion,” turned to dust. The mission’s scientists and engineers had run extensive test campaigns on dozens of rock types prior to launch, but they hadn’t seen any react exactly like Roubion.

So a new test campaign was started – one that would include a field trip, a duplicate of Perseverance’s drill, and JPL’s unique Extraterrestrial Materials Simulation Lab. Answers remain elusive, but here’s a closer look at the process.

Bagaimana pesawat ruang angkasa menghadapi badai debu di Mars? Dapatkan berita terbaru tentang armada Mars NASA lainnya dengan Laporan Mars kami. Rilis baru berfokus pada badai debu terakhir di planet merah. Perhatikan bagaimana pengorbit badan mendukung pendarat InSight saat kekuatannya menurun selama acara Januari. Sumber: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS

Ingat Ropion

Menciptakan kembali properti fisik unik Roubion akan menjadi kunci kampanye uji coba.

“Dari bebatuan yang kami lihat, robin memiliki bukti interaksi paling banyak dengan air,” kata Ken Farley dari Institut Teknologi California, Ilmuwan Proyek Ketekunan. “Itu sebabnya dia pingsan.”

Batuan yang diubah oleh aksi air bisa lebih rentan runtuh; Ini juga sangat berharga bagi ketekunan para ulama. Air adalah salah satu kunci kehidupan – setidaknya di darat – itulah sebabnya Ketekunan menjelajahi Kawah Jezero. Miliaran tahun yang lalu, Pulau Jezero memiliki danau yang dialiri sungai, menjadikannya tempat yang ideal untuk mencari tanda-tanda kehidupan mikroskopis purba. Ketekunan mengumpulkan sampel yang dapat dibawa kembali oleh misi masa depan ke Bumi untuk studi laboratorium dengan peralatan kuat yang terlalu besar untuk dikirim ke Mars.

Tembakan udara Cagar Ekologi Santa Margherita: Sebuah pesawat tak berawak menangkap pandangan ini dari anggota Tim Probe Mars Persisten NASA di Cagar Lingkungan Santa Margarita di California Selatan saat mereka mencari batu yang runtuh untuk ekspedisi uji. Kredit: NASA/JPL-Caltech

karyawisata

Untuk menemukan perhentian cadangan Roubion, beberapa anggota tim penjelajah diberi izin untuk memancing di cagar alam Santa Margherita Ecological Preserve, dua jam berkendara dari Jet Propulsion Laboratory. Tim sedang mencari batuan yang akan mengisi tempat geologis yang baik: mereka cukup lapuk untuk menjadi seperti burung robin, tetapi tidak terlalu rapuh sehingga bisa hancur jika disentuh sedikit pun. Mereka akhirnya memilih setengah lusin batu.

“Itu adalah pekerjaan yang sangat fisik,” kata Louise Gandora dari Jet Propulsion Laboratory, chief engineer untuk pengambilan sampel dan buffering, yang memimpin kampanye pengujian. “Kami memotong dengan palu batu dan tuas. Beberapa batu cukup besar sehingga kami semua harus menempelkan kain yang direntangkan untuk memasukkannya ke bak truk kami.”

Langkah selanjutnya: pengujian di Jet Propulsion Laboratory. Salah satu tempat di mana hal ini terjadi adalah Laboratorium Simulasi Material Extraterrestrial, yang merupakan semacam pusat layanan yang menyiapkan material untuk pengujian di tempat lain di JPL.

Pemburu Batu di JPL: Anggota tim Jet Propulsion Laboratory yang pergi mencari batu mirip Mars di Santa Margherita Ecological Preserve berpose untuk selfie. Dari kiri: Erin Dallchog, Iona Brockie, Louise Gandora, Ken Farley, dan Sarah Yericks. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Batu Superstore

Bangunan bertingkat rendah ini terletak di lereng bukit di atas Mars Yard. Drum luar berisi debu kemerahan yang disebut Mojave Mars Simulant, resep khusus untuk menciptakan kembali kondisi kacau yang dilalui kendaraan keliling. Tumpukan batu – sebagian penuh lubang bor – berserakan di sekitar gergaji industri terlarang di dekat pintu masuk. Di belakang berdiri bunker beton dengan peti batu dengan nama yang terdengar seperti Mad Libs untuk ahli geologi: Old Dutch Pumice, China Ranch Gypsum, Bishop Tuff.

“Saya ingin mengatakan bahwa kami melakukan seleksi artisanal dan persiapan bahan,” kata Sarah Yerkes, seorang insinyur mesin yang memimpin lab. “Mengujinya adalah bagian dari manufaktur dan bagian dari sains yang gila.”

Yerix adalah salah satu orang yang mengambil batu dalam perjalanan Santa Margherita Ecological Preserve. Untuk menguji pada batu-batu seperti Roubion, tim Yearicks bekerja dengan mata bor tingkat struktural — bukan bor bor — bersama dengan alat lain, sementara tim Jandura menggunakan versi “seperti lalat” dari bor ketekunan mereka. Sampel bolak-balik, diuji dengan cara yang berbeda.

Tampilan jarak dekat dari latihan seperti ketekunan: Latihan ini adalah replika latihan di atas probe Mars NASA. Itu digunakan dalam kampanye uji untuk melihat bagaimana batu yang rapuh akan merespons pengeboran. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Dicoba

Tim Jandura melakukan lubang terbang mereka beberapa milimeter pada suatu waktu, berhenti untuk memeriksa bahwa nukleus masih terbentuk; Jika runtuh, mereka akan melihat variabel yang mungkin menjadi penyebabnya. Misalnya, para insinyur menyesuaikan tingkat perkusi bor dan berat yang ditempatkan pada mata bor. Mereka juga mencoba mengebor ke dalam batu secara horizontal daripada vertikal, dalam kasus penumpukan puing-puing merupakan faktor.

Untuk setiap penyesuaian yang mereka lakukan, tampaknya, kerutan baru akan muncul. Salah satunya adalah benda uji yang getas masih tahan terhadap bor perkusi. Ketika tim Jandura mengurangi kekuatan perkusi untuk menghindari sampel menjadi bubuk, mata bor tidak dapat menembus permukaan. Tetapi memilih tempat yang mentolerir ketukan yang lebih kuat berarti memilih tempat yang kurang berinteraksi dengan air.

Ketekunan sejauh ini telah menangkap enam sampel batuan yang sangat lapuk dan berubah air, dan tim tahu itu mampu melakukan lebih banyak lagi. Tetapi pengalaman mereka dengan Roubion mempersiapkan mereka untuk beberapa kasus ekstrem yang akan ditimbulkan Mars pada ketekunan di masa depan. Jika mereka menemukan lebih banyak batu seperti Roubion, Laboratorium Simulasi Material Extraterrestrial akan siap dengan sejumlah material yang layak untuk Mars.

Lebih lanjut tentang misi

Astrobiologi adalah salah satu tujuan utama misi ketekunan ke Mars, termasuk pencarian tanda-tanda kehidupan mikroba purba. Rover akan mengkarakterisasi geologi planet dan iklim masa lalu, membuka jalan bagi eksplorasi manusia di Planet Merah, dan akan menjadi misi pertama untuk mengumpulkan batuan Mars dan regolith (batuan dan debu yang retak) dan menyimpannya dalam cache.

Misi NASA berikutnya, bekerja sama dengan European Space Agency (ESA), akan mengirim pesawat ruang angkasa ke Mars untuk mengumpulkan sampel yang disegel ini dari permukaan dan mengembalikannya ke Bumi untuk analisis mendalam.

Misi Ketekunan Mars 2020 adalah bagian dari Pendekatan Eksplorasi Lunar-ke-Mars NASA, yang mencakup misi Artemis ke Bulan yang akan membantu mempersiapkan eksplorasi manusia di Planet Merah.

Jet Propulsion Laboratory, yang dioperasikan oleh Institut Teknologi California yang dikelola NASA di Pasadena, California, membangun dan mengoperasikan operasi rover.