Misja InSight: rezygnacja z dalszych prób drążenia w powierzchni Marsa

Próbnik Kret (ang. Mole) to urządzenie penetrująco-sondujące stworzone na potrzeby podpowierzchniowego badania Marsa w toku misji eksploracyjnej NASA InSight. Trzon konstrukcji stanowi mechanizm udarowy stworzony w całości przez polskich inżynierów - w ramach zespołu skupionego wokół firmy Astronika (z udziałem Centrum Badań Kosmicznych PAN, politechnik Łódzkiej i Warszawskiej, spółki Towes oraz Instytutu Lotnictwa i Instytutu Spawalnictwa, będących obecnie częścią Sieci Badawczej Łukasiewicz). Całe mierzące 40 cm długości cylindryczne urządzenie penetrujące stanowi część sondy cieplnej HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package), dostarczonej NASA przez międzynarodowe konsorcjum pod kierownictwem niemieckiej agencji kosmicznej DLR.

Działanie tego instrumentu na Czerwonej Planecie rozpoczęło się w lutym 2019 roku, jednak zamiast oczekiwanych kilku tygodni przebijania się na wymaganą głębokość, nastał trwający z pewnymi przerwami aż do stycznia 2021 roku długi okres żmudnych prób poczynienia postępów. Praca instrumentu okazała się mocno utrudniona w stwierdzonych na miejscu warunkach geologicznych - wobec występowania silnie niespoistego, a niżej także mocno kruszejącego, trudnego do pokonania gruntu (m.in. o zbyt niskim współczynniku tarcia dla działającego w nim urządzenia).

W odróżnieniu od względnie zwietrzałej wierzchniej warstwy regolitu, poniżej napotkano na osadową skorupę (ang. duricrust), przypominającą ziemskie caliche. Pierwsze zetknięcie z nią spowodowało, że działający udarowo mechanizm penetratora wybił urządzenie z wykopanego otworu z powrotem na powierzchnię.

Słabe zakotwiczenie penetratora w spulchnionym dodatkowo gruncie, a niżej - także pokruszonym materiale skalnym, próbowano doraźnie skompensować dociskiem z pomocą robotycznego ramienia sondy, wyposażonego w niewielki nabierak. Rozwiązanie to zapewniło tylko nieznaczne postępy, pozwalając zagłębić całą kolumnę próbnika na zaledwie kilka dodatkowych centymetrów poniżej powierzchni planety. Poczynione kilka serii prób nie przyniosły tutaj zadowalającego rezultatu. W ostatnim podejściu operatorzy misji starali się jeszcze zapewnić Kretowi nieco dodatkowego podparcia, obsypując miejsce kopania dodatkową materią z pomocą zrobotyzowanego ramienia sondy. Niestety sposób ten również nie przyniósł zadowalającej poprawy.

W obliczu braku perspektywy na poprawę sytuacji, NASA i niemiecka DLR zakomunikowała rezygnację z kontynuacji tego etapu misji - wstrzymując się od próby zrealizowania zamierzonych pomiarów. „Zrobiliśmy wszystko, co w naszej mocy, ale Mars i nasz bohaterski Kret nie są kompatybilne. Na szczęście wiele się nauczyliśmy i przyniesie to korzyści przyszłym misjom, które będą próbowały sięgnąć pod powierzchnię” - stwierdził w okolicznościowym komentarzu Tilman Spohn, przedstawiciel Niemieckiej Agencji Kosmicznej odpowiedzialnej za dostarczenie całego układu HP3. W podobnym tonie dotychczasowe doświadczenia z misji InSight skomentowało jej kierownictwo z NASA - podkreślając cenną wiedzę wyniesioną z poczynionych prób.

Oprócz poznania struktury gruntu w miejscu lądowania, inżynierowie misji zapewnili, że zdobyli już bogate doświadczenie w zdalnym operowaniu na Marsie zrobotyzowanym ramieniem. Zgromadzone umiejętności chcą teraz wykorzystać m.in. przy zasypywaniu przewodu przesyłającego zasilanie i dane między lądownikiem i sejsmometrem misji, który wykrył dotąd 480 marsjańskich ruchów sejsmicznych. Ukrycie tego przewodu ma pomóc zmniejszyć rejestrowane zakłócenia.

Jesteśmy bardzo dumni z naszego zespołu, który ciężko pracował, aby umieścić Kreta głębiej pod powierzchnią. To niesamowite zobaczyć zespół rozwiązujący problemy miliony kilometrów od Ziemi. To dlatego w NASA podejmujemy ryzyko. Musimy przesuwać granice technologii, aby sprawdzać, co działa, a co nie. W tym sensie odnieśliśmy sukces: dowiedzieliśmy się wiele o tym, co może pomóc przyszłym misjom wysyłanym na Marsa i w inne miejsca. Dziękujemy naszym niemieckim partnerom za dostarczenie tego instrumentu i współpracę.

Bezzałogowa sonda InSight wylądowała na powierzchni Marsa pod koniec listopada 2018 roku. Głównym celem misji, realizowanej przez amerykańską agencję kosmiczną NASA, pozostawało od początku zdobycie informacji o budowie wewnętrznej Czerwonej Planety i jej współczesnej aktywności geologiczno-sejsmicznej. Kret miał w tym pomóc, zagłębiając się w grunt marsjański na głębokość 5 metrów - więcej niż kiedykolwiek wcześniej.

Misja InSight będzie przebiegała na Marsie jeszcze przez co najmniej dwa lata - NASA niedawno potwierdziła zgodę na przedłużenie trwania programu do grudnia 2022 roku. Oprócz wykrywania wstrząsów z pomocą osobnego eksperymentu, sonda ma np. pomóc w ustaleniu, w jakim stanem skupienia i dynamiką zmienności charakteryzuje się marsjańskie jądro planetarne.