Dvojče evropského vozítka Rosalind Franklin nikdy (na rozdíl od letového kusu) neopustí Zemi, přesto se mu nyní podařil velký úspěch. Rover provedl vrt do hloubky 1,7 metru, kde odebral vzorky. Bylo tak dosaženo mnohem větší hloubky, než o jakou se pokusil kterýkoliv marsovský rover v historii. Zkušební odběr materiálu z tvrdého kamene a doručení tohoto vzorku do laboratoře ve vozítku představuje důležitý milník v rámci příprav mise ExoMars 2022. „Dlouho očekávaný úspěch vrtačky pro ExoMars na Zemi by byl na Marsu významným prvenstvím,“ potvrzuje David Parker, ředitel pilotovaného a robotického průzkumného programu ESA. Nejhlubší vrt, jaký lidstvo doposud provedlo na rudé planetě totiž dosahuje hloubky zhruba 7 centimetrů.

Vozítko Rosalind Franklin je navrženo pro vrtání až do hloubky dvou metrů, aby získalo přístup k případným dobře zachovalým organickým látkám starým zhruba 4 miliardy let z doby, kdy povrch Marsu připomínal Zemi. Neletový testovací exemplář vozítka známý jako GTM (Ground Test Model) představuje plně reprezentativní model roveru, který má přistát na Marsu. První testovací vzorky byly odebrány v rámci série zkoušek na Mars Terrain Simulator v prostorách ALTEC v italském Turíně. Vrtačku samotnou vyvinula firma Leonardo a svůj podíl měla i Thales Alenia Space, která je primárním dodavatelem pro misi ExoMars 2022.

Testovací model GTM vrtal na platformě skloněné o sedm stupňů. Lana pak odlehčují konstrukci a simulují marsovskou gravitaci.
Zdroj: https://www.esa.int/

Testovací model GTM vrtal do dutiny, která byla předtím vyplněna různými vrstvami kamenů a hlíny. První vzorek byl odebrán z bloku cementovaného jílu střední tvrdosti. Vrtání proběhlo na platformě, která byla nakloněna o sedm stupňů, čímž se simulovaly reálné podmínky. Na Marsu se také nebude vrtat na absolutní rovině. Vrták dokázal odebrat vzorek ve tvaru válečku o průměru zhruba 1 centimetr a délce zhruba 2 centimetry. Vrtačka roveru je vybavena uzávěrkou, která brání vzorku vypadnout během vytahování. Jakmile se podaří získat vzorek, bude transportován i s vrtačkou k povrchu a poté zamíří do analytických útrob roveru.

Jakmile se vrtačka kompletně zatáhne, bude vzorek vyhozen do výsuvné misky v přední části vozítka. Tato miska se pak postará o to, aby vzorek zamíří do drtičky. Získaný prach bude distribuován do pícek a kontejnerů, ve kterých bude probíhat vědecká analýza.

Detailní pohled na vyložení odvrtaného vzorku.
Zdroj: https://www.esa.int/

„Spolehlivý systém pro odběr hloubkových vzorků je klíčem ke splnění hlavních úkolů mise ExoMars. Chceme prozkoumat chemické složení a případné stopy života v materiálu, který nebyl vystaven poškozujícím účinkům ionizujícího záření,“ vysvětluje Jorge Vago, vědec zapojený do programu ExoMars. Vrtačka vyvinutá pro misi ExoMars je vlastně celá sestava dílčích přístrojů a mechanismů, které využívají automatickou choreografii jednotlivých prvků. „Návrh a konstrukce vrtačky, byly tak komplexní, že první hloubkový vrt je pro tým mimořádným úspěchem,“ raduje se Pietro Baglioni, vedoucí týmu kolem roveru mise ExoMars.

S tím jak se vrták roveru Rosalind Franklin otáčí a zavrtává, je postupně prodlužován nástavci, díky kterým může celá sestava dosáhnout délky až dva metry. Vrtačka pracuje s rychlostí otáčení 60 otáček za minutu, přičemž rychlost prostupu je závislá od konzistence vrtaného materiálu. Pokud je cílem písčitý či jílovitý materiál, může se dosáhnout rychlosti mezi 0,3 až 30 mm za minutu. Vrtačka také disponuje pohyblivým zařízením se dvěma stupni volnosti, takže dokáže uvolnit vzorek do palubní laboratoře ve správném úhlu.

Kámen, skrz který vedl první testovací vrt.
Zdroj: https://www.esa.int/

„Vrtání tvrdých kamenů do dvoumetrové hloubky z mobilní klové platformy s méně než 100 watty energie je komplexní úkol,“ přiznává Andrea Merlo, inženýr z Thales Alenia Space pracující na vozítku pro misi ExoMars. Vrtání na Zemi je ještě náročnější na přípravu, protože GTM musí být odlehčen, aby se simulovala snížená úroveň gravitace, která na Marsu dosahuje třetinové úrovně oproti Zemi. Model proto visel na lanech natažených ke stropu, kde bylo zařízení pro kompenzaci úrovní gravitace.

Jelikož dvojče vozítka tvoří modely, které jsou již za svou nominální životností, musel tým během zkoušky vrtání lehce ladit některé parametry. „Tohle dává inženýrům cenné náznaky, jak by mohly systém degradovat na Marsu,“ doplňuje Merlo.

Detail před začátkem vrtání.
Zdroj: https://www.esa.int/

Testovací model GTM již dokončil mnoho testů, které obnášely pohyb, nebo identifikaci vědecky atraktivních cílů, sběr fotografií a dat. Tyhle nácviky činností vozítka začaly v červnu 2021. Rover již prokázal, že dokáže následovat přesně danou trajektorii a přečkat podmínky na povrchu, což se týká i jeho přístrojů – kamer, spektrometrů, podpovrchového radaru a neutronového detektoru.

Skutečný letový kus roveru i s ruskou přistávací plošinou Kozáček zatím čekají na svůj start, na raketě Proton-M, který přijde příští rok. Startovní okno mise ExoMars 2022 se otevře od příštího pondělí přesně za rok, tedy 20. září.

Neletový testovací model roveru Rosalind Franklin a výsledek jeho prvního vrtání.
Zdroj: https://www.esa.int/

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/23461175-1-eng-GB/Drilling_on_Mars-like_terrain.jpg
https://www.esa.int/…/23461324-1-eng-GB/Inclined_towards_Mars.jpg
https://www.esa.int/…/23461412-1-eng-GB/Sample_delivery.jpg
https://www.esa.int/…/23461219-1-eng-GB/First_drilled_hole_for_ExoMars_twin_rover.jpg
https://www.esa.int/…/23461368-1-eng-GB/Ready_to_drill.jpg
https://www.esa.int/…/23461280-1-eng-GB/ExoMars_twin_rover_and_the_martian_rocks.jpg