首次成功对外火星进行深度钻探——比任何其他火星漫游者尝试的深度都要深

在火星地形上钻探

欧洲航天局在地球上的孪生探测器罗莎琳德·富兰克林已经向地下钻取了1.7米深的样本,比以往任何火星探测器都要深得多。资料来源:泰利斯阿莱尼亚太空公司

欧洲航天局在地球上的孪生探测器罗莎琳德·富兰克林已经向地下钻取了1.7米深的样本,比以往任何火星探测器都要深得多。

成功地从坚硬的石头中收集土壤,并将其运送到探测器内部的实验室,标志着ExoMars 2022任务的一个有希望的里程碑。

“期待已久的ExoMars钻探在地球上的成功将是第一次">火星欧洲航天局人类和机器人探索主任大卫·帕克说。迄今为止,在这颗红色星球上钻到的最深深度是7厘米。

罗莎琳德·富兰克林探测器的设计深度可达两米,以获取40亿年前保存完好的有机物质,当时火星表面的条件更像刚刚诞生的地球。

这个复制品,也被称为地面测试模型,完全代表了准备登陆火星的漫游者。第一批样本是在位于意大利都灵的ALTEC基地的火星地形模拟器上进行的一系列测试的一部分。该钻机由Leonardo开发,Thales Alenia Space公司是ExoMars 2022的主承包商。

钻机操作

罗莎琳德·富兰克林的双胞胎兄弟一直在钻一口充满各种岩石和土层的井。第一个样本取自一块中等硬度的胶结粘土。

钻井是在一个倾斜7度的专用平台上进行的,以模拟在非垂直位置采集样本。钻头获得了直径约1厘米、长约2厘米的小球形状的样品。

倾向于火星

倾向于火星。钻井是在一个倾斜7度的专用平台上进行的,以模拟在非垂直位置采集样本。钻头获得了直径约1厘米的小球形状的样品。资料来源:泰利斯阿莱尼亚太空公司

罗莎琳德·富兰克林的钻头用快门保存样本,以防止样本在提取过程中脱落。一旦捕获,钻头就会将样本带到地表,并将其送到探测车内部的实验室。

当钻头完全缩回时,岩石被放入探测车前部的一个抽屉中,然后提取并储存样本到一个破碎站中。产生的粉末被分配到用于在火星上进行科学分析的烤箱和容器中。

火星地形模拟器样本交付

罗莎琳德·富兰克林的钻头用快门保存样本,以防止样本在提取过程中脱落。一旦捕获,钻头就会将样本带到地表,并将其送到探测车内部的实验室。资料来源:泰利斯阿莱尼亚太空公司

ExoMars项目科学家Jorge Vago说:“可靠地获取深层样本是ExoMars主要科学目标的关键:调查未遭受破坏性电离辐射的土壤的化学成分和可能的生命迹象。”

一种独特的火星钻头

ExoMars钻机是一组机械装置,依赖于工具和安装杆的自动化编排。ExoMars探测车小组负责人Pietro Baglioni说:“钻机的设计和建造非常复杂,所以第一次深度钻探对团队来说是一个非凡的成就。”

罗莎琳德·富兰克林的钻头是旋转的。一系列工具和加长杆被安装成一个“钻柱”,当全部连接时可以达到2米长。

罗莎琳德·富兰克林双胞胎路虎准备开钻了

准备钻。资料来源:泰利斯阿莱尼亚太空公司

这种钻头能以每分钟60转的速度穿透地面,这取决于土壤的稠度。在砂质或粘土质固体材料中挖掘,每分钟需要0.3至30毫米。

该钻头还具有两个自由度的定位器,允许它以正确的角度将样品放电到探测车实验室。

不是一件简单的事情

泰利斯阿莱尼亚空间公司的ExoMars Rover功能工程师Andrea Merlo解释说:“在一个动力不足100瓦的移动轮式平台上钻两米深的硬石头是一项复杂的任务。”

在地球上做这个实验就更加困难了,因为地面测试模型必须卸载,以重建较弱的火星重力水平——火星重力大约是地球的三分之一。模型悬挂在天花板上的重力补偿装置上。

ExoMars双星探测器首次钻洞

首次为ExoMars双子探测车打孔。资料来源:泰利斯阿莱尼亚太空公司

由于这台双星月球车所包含的模型已经超过了它们的额定寿命,所以该团队不得不在深钻测试期间调整一些参数。安德里亚补充说:“这已经给了工程师们一个提示,让他们知道这个系统在火星上是如何退化的。”

火星漫游测试

地面测试模型已经成功地完成了一些测试,以移动和识别目标,同时获取图像和数据。2021年6月,火星上的探测车开始进行演练。

ExoMars双子漫游者和火星岩石

ExoMars的双胞胎漫游者和火星岩石。资料来源:泰利斯阿莱尼亚太空公司

月球车已经证明,它可以跟踪精确的轨迹,并利用其仪器,包括摄像机、光谱仪、地下探测雷达和中子探测器,对地表和地表下的环境进行调查。

与此同时,真正的罗莎琳德·富兰克林漫游者正准备在近一年后飞向火星——ExoMars的发射窗口将于2022年9月20日开启。

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