NASA's InSight-lander is druk bezig met het inzetten van zijn Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) in de Mars-bodem en heeft enige weerstand ondervonden. Het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum (DLR), dat de HP3 heeft ontworpen en gebouwd als onderdeel van de InSight-missie, heeft aangekondigd dat het instrument niet één, maar twee rotsen in de ondergrond heeft geraakt. Voorlopig bevindt de HP3 zich in een rustfase en het is niet duidelijk wat er daarna zal gebeuren.
De HP3 is ontworpen om de warmte die uit het interieur van Mars komt te meten en om ons iets te vertellen over de bron van die warmte. Het basisidee is om te bepalen hoe Mars is gevormd en of het zich op dezelfde manier heeft gevormd als de aarde. Het zal ons ook iets vertellen over hoe rotsachtige planeten in het algemeen ontstaan en evolueren. Maar om dat te doen, moet het ondergronds gaan.
De HP3 gebruikt een hamersysteem om zichzelf in de grond te slaan. Het werkt in fasen en besteedt ongeveer vier uur per keer aan de oppervlakte. Maar al dat gehamer zorgt voor veel wrijving en warmte, dus de HP3 blijft een paar dagen rusten terwijl het afkoelt. Vervolgens meet het de warmte voordat de cyclus wordt voortgezet.
"Op weg naar de diepte lijkt de mol een steen te hebben geraakt, ongeveer 15 graden gekanteld en opzij geduwd of gepasseerd."
Tilman Spohn, hoofdonderzoeker van het HP3-experiment.
De DLR heeft in een persbericht aangekondigd dat HP3 enige weerstand heeft ondervonden.
Op 12 februari werd de HP3 ingezet op het oppervlak van Mars en op 28 februari begon de HP3 zich een weg te banen in de ondergrond. Het deel van de sonde dat het hameren uitvoert, wordt de 'mol' genoemd. Tijdens de eerste vier uur durende hamersequentie drong de mol door tot ongeveer 50 cm. Gedurende die tijd kwam het een rots tegen en passeerde het of wist het uit de weg te duwen.
"Op weg naar de diepte lijkt de mol een steen te hebben geraakt, ongeveer 15 graden gekanteld en opzij geduwd of gepasseerd", meldt Tilman Spohn, hoofdonderzoeker van het HP3-experiment.
HP3 kwam de eerste steen tegen en kon doorgaan. Het kwam echter een tweede rots tegen die de penetratie van de mol belemmerde. "De mol werkte zich vervolgens op een geavanceerde diepte tegen een andere steen op totdat de geplande vier uur durende bedrijfstijd van de eerste reeks was verstreken," zei Spohn. "Tests op aarde hebben uitgewezen dat de staafvormige penetrometer kleinere stenen naar de zijkant kan duwen, wat erg tijdrovend is."
De ideale werkdiepte voor de sonde is vijf meter. Op die diepte is de sonde goed geïsoleerd van schommelingen in de oppervlaktetemperatuur. De sonde kan echter nog steeds zijn ding doen op een diepte van slechts drie meter, de gegevens vereisen alleen meer verwerking en 'opschonen'. Maar met deze tweede ontmoeting met rotsen is de mol niet in de buurt van de benodigde operationele diepte van drie meter.
Met de mol in een hoek van 15 graden en tegen een tweede rots, was de DLR van plan om het een paar dagen af te laten koelen en vervolgens opnieuw een vier uur durende hamerreeks te starten. Dat was tenminste hun plan op 1 maart. Maar nu lijkt het erop dat ze van gedachten zijn veranderd.
"Het team heeft daarom besloten het hameren ongeveer twee weken te onderbreken om de situatie beter te kunnen analyseren en gezamenlijk strategieën te bedenken om de hindernis te overwinnen."
Tilman Spohn, HP3 hoofdonderzoeker, DLR.
Het DLR-team heeft nu besloten om een paar weken de tijd te nemen om de situatie grondig te analyseren en een actie te bedenken.
"Het team heeft daarom besloten het hameren ongeveer twee weken te onderbreken om de situatie nader te kunnen analyseren en gezamenlijk strategieën te bedenken om de hindernis te overwinnen", schrijft Tilman Spohn van het DLR Institute of Planetary Research, Principal Investigator van de HP3-experiment, op zijn InSight-missieblog.
InSight is geen rover; het is een lander. Het kan niet over het oppervlak van Mars bewegen om een plek voor de HP3 te selecteren. De landingsplaats is gekozen omdat deze aan de oppervlakte steenvrij lijkt en missieplanners hoopten dat dit zou duiden op een relatief rotsvrije ondergrond. Het InSight-team besteedde ook weken na de landing aan het selecteren van de beste plek om de HP3 in te zetten, waarbij de directe omgeving werd onderzocht op de meest rotsvrije plek. Maar er was nooit een garantie.
Het is moeilijk om te weten of deze recente ontwikkeling een serieuze belemmering vormt voor de HP3-missie, of alleen het soort hik dat planners verwachtten. Zoals eerder vermeld, is de mol in staat om kleine rotsen uit de weg te duwen, zoals testen op aarde hebben aangetoond. Maar dat kost tijd, en als de mol zich een weg langs dit obstakel kan banen, kan hij gemakkelijk een andere rots tegenkomen. Misschien een onbeweeglijke.
Tot nu toe werken de mol en de HP3, zelfs met de rotsachtige obstakels, zoals bedoeld. Tijdens de vier uur durende hamerfase werd de mol met 28 graden Celsius opgewarmd en vervolgens gemeten hoe snel de omliggende grond die warmte opnam. Dat heet thermische geleidbaarheid, en het meten van die geleidbaarheid is hoe de HP3 de warmtestroom van diep binnenin de planeet kan meten. Maar diepte is belangrijk.
Hoewel het werkt zoals bedoeld, is het nog niet diep genoeg om wetenschappers veel te vertellen. Het is cruciaal dat de mol doordringt tot minimaal drie meter diep. En hoe dieper, hoe beter, waarbij de maximale diepte van vijf meter het beste scenario is en de beste wetenschappelijke resultaten oplevert.
Het zou een enorme klap zijn voor de InSight Lander-missie als de HP3 niet tot de juiste diepte kon doordringen. Het zou echter niet catastrofaal zijn, zolang de andere instrumenten van de lander nog steeds hun werk kunnen doen.
