Afbeelding tegoed: NASA / JPL
Wetenschappers zijn altijd op zoek naar meer manieren om wetenschappelijke instrumenten in ruimtevaartuigen te proppen, en ze hebben een innovatief idee bedacht voor de Mars Exploration-rovers: de wielen gebruiken om loopgraven te graven om te zien hoe de omgeving op Mars een paar centimeter onder de aarde is oppervlakte. Onderzoekers van de Cornell University hebben een techniek geperfectioneerd waarbij de rover op één na alle zes de wielen vergrendelt en vervolgens het laatste wiel gebruikt om de vuildeeltjes op te warmen - tests in het laboratorium lieten hen toe om materiaal te vinden dat meer dan 10 cm diep was.
Nadat de twee Mars Exploration Rovers op de rode planeet stuiteren en in januari het Marsgebied gaan verkennen, verzamelen de spectrometers en camera's aan boord gegevens en afbeeldingen - en graven de wielen van de rovers gaten.
Samen hebben een planetaire geoloog van de Cornell University en een civiel ingenieur een manier gevonden om de wielen te gebruiken om de bodem van Mars te bestuderen door het vuil te graven met een spinnewiel. "Het is leuk om over de geologie te rollen, maar af en toe moet je een schop uittrekken, een gat graven en ontdekken wat er echt onder je voeten zit", zegt Robert Sullivan, senior onderzoeker in de ruimtewetenschappen en een planetaire geologie lid van het wetenschapsteam van de Mars-missie. Hij bedacht het plan met Harry Stewart, Cornell universitair hoofddocent civiele techniek en ingenieurs aan het Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena.
De onderzoekers perfectioneerden een graafmethode om op één na alle wielen van een rover op het oppervlak van Mars te vergrendelen. Het resterende wiel zal ronddraaien, de oppervlakte grond ongeveer 5 inch naar beneden graven, waardoor een kratervormig gat ontstaat dat het op afstand bestuderen van de stratigrafie van de bodem en een analyse van de vraag of water ooit bestond. Voor controllers bij JPL omvat het proces ingewikkelde manoeuvres - een 'roverballet', volgens Sullivan - voor en nadat elk gat is gegraven om wetenschappelijk onderzoek van elk gat en de bijbehorende stapel te coördineren en te optimaliseren.
JPL, een divisie van het California Institute of Technology, beheert het Mars Exploration Rover-project voor NASA's Office of Space Science, Washington, D.C. Cornell, in Ithaca, N.Y., beheert de wetenschappelijke suite van instrumenten die door de twee rovers worden gedragen.
Elke rover heeft een set van zes wielen die uit aluminium blokken zijn gesneden en in elke wielnaaf zit een motor. Om een wiel onafhankelijk te laten draaien, schakelen JPL-operators eenvoudig de andere vijfwielige motoren uit. Sullivan, Stewart en Cornell-studenten Lindsey Brock en Craig Weinstein gebruikten Cornell's Takeo Mogami Geotechnical Laboratory om verschillende sterktes en kenmerken van de bodem te onderzoeken. Ze gebruikten ook Cornell's George Winter Civil Infrastructure Laboratory om de interactie van een roverwiel met de grond te testen. Elk roverwiel heeft spaken die in een spiraalpatroon zijn gerangschikt, met sterk schuimrubber tussen de spaken; deze eigenschappen helpen de roverwielen als schokdempers te functioneren terwijl ze over ruw terrein op Mars rollen.
In november gebruikte Sullivan JPL's Mars-testterrein om gegevens te verzamelen over de interactie van een roverwiel met verschillende grondsoorten en los zand. Hij gebruikte geel, roze en groen zand, geverfd met kleurstof en gebakken door Brock. Sullivan gebruikte een stapel grote fotolijsten om de verschillende gekleurde zandlagen te bedekken om te zien hoe een wiel glooiende afvalstapels produceerde en waar het gele, roze en groene zand uiteindelijk terechtkwam. "Locaties waar de diepste kleuren op het oppervlak waren geconcentreerd, suggereren waar de analyse kan worden geconcentreerd wanneer de manoeuvre echt op Mars wordt herhaald", zegt hij.
Stewart merkt overeenkomsten op tussen deze tests en die voor de maanlandingsmissies eind jaren zestig, toen ingenieurs de fysieke kenmerken van het maanoppervlak moesten kennen. Destijds vertrouwden geologen op visuele waarnemingen van verkenningsmissies om te bepalen of de maanlander zou zinken of stof zou opstoten, of dat het maanoppervlak dicht of poederachtig was.
"Net als bij de vroege maanmissies, zullen we hetzelfde doen, alleen deze keer de kenmerken van de Marsgrond onderzoeken", zegt Stewart. "We zullen nieuw materiaal blootleggen om de mineralogie en compositie te leren."
Oorspronkelijke bron: Cornell News Release
