To już koniec - kret z lądownika InSight pokonany przez marsjański piasek

Pracy kreta jak powszechnie określano samonapędzający się mechanizm młotkowy, który miał wydrążyć w powierzchni marsjańskiego gruntu otwór głęboki na co najmniej 3 metry, przyglądaliśmy się ze szczególną uwagą. Bo w końcu kret dostarczony na Marsa wraz z lądownikiem InSight, to narzędzie zbudowane przy pomocy Centrum Badań Kosmicznych PAN i firmy Astronika. Tym bardziej żal, że mimo długich przygotowań, testów, wykonano urządzenie, które działało bez zarzutów znacznie dłużej niż planowano, tylko Mars nie chciał kooperować.

Misja InSight bazowała na już wcześniej zebranym doświadczeniu

Zanim jednak zaczniemy szukać winnych, warto zwrócić uwagę, że zawsze z porażki należy wyciągać jak najwięcej korzystnych dla dalszych badań wniosków. Kret był przygotowywany z uwzględnieniem ścisłych założeń co do tego na jaką powierzchnię natknie się w miejscu lądowania InSight.

Uwzględniono wcześniejsze misje i to co już wiemy o naturze powierzchni Marsa. Niestety zamiast sztywnej skorupy, o skalistym i porowatym charakterze skrytej pod cienką warstwą piasku, lądownik trafił w miejsce, gdzie powierzchnia jest miałka, choć jednocześnie twarda, na znacznie większych głębokościach.

Jak próbowano ratować część misji związaną z kretem?

To właśnie ta miałkość sprawiła, że młotek, który miał się stopniowo wbijać w grunt, zachowywał się niczym nóż rzucony w mokry plażowy piasek. Wbrew pozorom, by kopanie się udało, powinien napotkać on pewien opór wokół siebie, a tego właśnie zabrakło. Ubijał glebę tylko utrudniając sobie zadanie. 

Naukowcy próbowali doprowadzić do zwiększenia tarcia na wiele sposobów, między innymi:

• popychano kreta łyżką umieszczoną na wysięgniku ramienia robotycznego manipulatora, celem była pionizacja kreta do pozycji roboczej,
• próbowano delikatnie wbić kreta za pomocą robotycznego ramienia pod powierzchnię, by pokonać pierwszy najtrudniejszy etap kopania,
• przyciskano zagłębiony i uruchomiony kret, by zwiększyć gęstość ośrodka, którym się porusza.

Próby kopania kret podejmował od 28 lutego 2019 roku. Początkowo zakładano, że upora się z zadaniem na przestrzeni około miesiąca. Tymczasem walka w Marsem trwała cały marsjański rok (687 dni ziemskich). Po ostatniej bezowocnej próbie 500 uderzeń kretem, przeprowadzonej 9 stycznia 2021 roku, podjęto decyzję o zaprzestaniu dalszych działań.

Poniżej dwie animacje pokazujące kret zagłebiający się w gruncie oraz pracujący kret przyciśnięty łyżką manipulatora.

Zadanie, którego nie udało się zrealizować

Kret wbijając się pod powierzchnię gruntu na głębokość nawet 5 metrów miał umożliwić późniejsze wprowadzenie w otwór czujnika temperatury, z którym razem tworzył instrument HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package). Celem eksperymentu był pomiar ciepła i monitorowanie tego jak rozchodzi się ono pod powierzchnią Marsa. Wyniki (planowano zgromadzić około 350 Mbit danych) miały wesprzeć poszukiwanie odpowiedzi na pytanie, skąd bierze się to ciepło i jak duża jego część dociera do powierzchni.

Naukowcy pocieszają się, że zyskali cenne doświadczenie, zrozumieli, że nie można być w zasadzie niczego pewnym jeśli chodzi o Marsa. I to pomimo wieloletnich badań i ogromu zyskanej już na temat tej planety wiedzy. A jednak bardzo szkoda „naszego” kreta i tego, że nie mógł się wykazać na miarę swoich możliwości.

Mimo porażki kreta, dwie trzecie misji InSight to duży sukces

Eksperyment HP3 miał uzupełniać się z innym, polegającym na pomiarze drgań powierzchni za pomocą umieszczonego na powierzchni sejsmometru. Sejsmometr działa po dziś dzień, zarejestrował ponad 480 trzęsień Marsa. Instrumenty do pomiarów pogody zebrały z kolei podobno najbardziej kompletny zestaw danych w historii eksploracji tej planety.

Widok sejsmometru na powierzchni Marsa

To właśnie powodzenie tych części misji InSight zadecydowało o jej przedłużeniu do grudnia 2022 roku i przyznaniu dalszych funduszy. Teraz planowane jest zakopanie taśmy komunikacyjnej, która łączy sejsmometr z lądownikiem. Pomoże to zmniejszyć wywoływane przez nią termiczne zakłócenia, które wpływają na pracę sejsmometru.

Zgodność z wytycznymi nie zawsze wystarczy. Trzeba być gotowym na niemożliwe

Historia misji InSight zwraca moim zdaniem uwagę na jeszcze jedną rzecz. Z dekady na dekadę dysponujemy coraz lepszymi i wygodniejszymi technologiami, ale chyba nie zawsze idzie w parze z tym szacunek dla nieprzewidywalności natury, a także tego co potocznie określa się jako „złośliwość rzeczy martwych”.

Jak wspomniałem kret zbudowano zgodnie z wytycznymi. Czy jednak nie można było na etapie projektowym założyć, że to co niemożliwe jednak się zdarzy? I pamiętając o potencjalnym odejściu od założonych warunków pracy, już na Ziemi przygotować awaryjnego planu B, który pozwoli je przywrócić?

Być może poprzez skonstruowanie specjalnej prowadnicy dla młotka, którą dałoby się zagłębić w nieprzyjaznej wierzchniej warstwie gruntu. Tworząc dzięki temu kanał umożliwiający doprowadzenie kreta na głębokość gdzie skuteczne kopanie byłoby możliwe. Takie pytania można mnożyć bez końca, zresztą każda sugestia to kolejne wątpliwości. Dlatego mam nadzieje, że wspomniane doświadczenie to także odpowiedzi na pytanie, jak w przyszłości zapobiec takim kłopotom.

Łatwo być mądrym po szkodzie, a tu zabrakło po prostu szczęścia

Nawet jeśli misja InSight byłaby zawczasu przygotowana na okoliczności, które miały miejsce, to przecież warunki powierzchniowe mogłyby okazać się jeszcze inne. A przygotowanie narzędzia, które będzie gotowe na każdą sytuację to komplikacja jego konstrukcji, pociągająca za sobą zwiększone ryzyko uszkodzenia lub nieprawidłowej pracy.

Założono, że sprawdzi się najbardziej prawdopodobny scenariusz. A prawdopodobieństwo ma to do siebie, że nie jest pewnością. Przyda się też odrobina szczęścia, której w tym przypadku zabrakło.

Źródło: NASA, inf. własna

Czytaj więcej o eksploracji Marsa:

• Ponad 3000 dni na Marsie - do czego przywiodła nas ciekawość (Curiosity)
• Mars 2020 bez tajemnic - ciekawe fakty - misja pomyślnie rozpoczęta
• Reset komputera na Marsie to wyzwanie - oto dlaczego