De volgende missie van Japan zal een stofzuiger gebruiken om zijn monster van Phobos . te krijgen

JAXA werkt aan het vinden van een niche voor zijn voorbeeldretourmissies. zij hayabusa De missie was de eerste die een asteroïde bemonsterde toen deze in 2010 stof van de asteroïde Itokawa naar de aarde bracht. Hayabusa 2stuurde in 2020 een monster terug van een asteroïde Ryugu.

Nu heeft JAXA de Marsmaan Phobos in het vizier en zal in 2024 een ruimtevaartuig sturen om het te bemonsteren. De missie heet De manen van Mars verkennen (MMX), en zal een pneumatisch vacuümapparaat gebruiken om zijn monsters te verzamelen.

Waarom zou ik naar Phobos gaan en het proeven? Omdat het een ongewone maan is en een beter begrip ervan vragen kan beantwoorden over de maan en ons zonnestelsel. En we willen altijd meer antwoorden.

Phobos is de twee grootste manen van Mars, de andere is Deimos. Beide manen zijn onregelmatig gevormd en hebben iets weg van een aardappel, vooral Phobos. De gemiddelde straal van Phobos is slechts 11 km (7 mijl). Het is dichter bij Mars dan Deimos en draait op slechts 6.000 kilometer (3.700 mijl) van het aardoppervlak. Het beweegt snel, het duurt slechts 7 uur en 39 minuten om één cyclus te voltooien en voltooit drie cycli per dag.

Phobos was waarschijnlijk een asteroïde die werd gevangen uit de puinhoop, hoewel astronomen nog steeds discussiëren over de aard ervan. Het heeft veel gemeen met koolstofhoudende asteroïden Het is een van de minst reflecterende objecten in het zonnestelsel.

De jonge maan komt steeds dichter bij Mars. Elk jaar nadert het ongeveer 2 cm en zal uiteindelijk worden vernietigd. Over ongeveer 30 tot 50 miljoen jaar zal het ofwel botsen met het oppervlak van Mars en volledig worden vernietigd of worden verscheurd door getijdenkrachten en een puinring rond de planeet vormen. Eén hypothese zegt zelfs dat de manen van Mars werden gevormd uit stof dat werd geproduceerd door een gigantische impact op Mars. Stof voor stof, zoals ze zeggen.

Japan leidt de MMX-missie, maar ook NASA, CNES (Frankrijk) en DLR (Duitsland) dragen bij. Het heeft twee brede doelstellingen: (1) het bepalen van de oorsprong van de manen van Mars en (2) het doen van waarnemingen in de periplanetaire omgeving van Mars, gebaseerd op teledetectie, in-situ waarnemingen en laboratoriumanalyses van geretourneerde monsters van de regoliet Phobos. Wetenschappers geloven dat een beter begrip van het Mars-Phobos-Deimos-systeem licht zal werpen op het proces van planeetvorming in het zonnestelsel.

Het verkrijgen van een monster van Phobos stuit op verschillende obstakels. De maan is niet groot genoeg voor een ruimtevaartuig om op de gebruikelijke manier in zijn baan te komen. In plaats daarvan zal MMX in een baan rond Mars komen en vervolgens quasi-satellietbanen uitvoeren. Deze banen worden in de loop van de tijd onstabiel, maar zouden enkele maanden actie in de buurt van Phobos mogelijk moeten maken. Door deze manoeuvre kan de MMX-lander ook het oppervlak van Phobos bereiken.

JAXA ontwierp de MMX-missie met drie componenten: de stuwkrachtmodule, de verkenningsmodule en de retourmodule. De Franse ruimtevaartorganisatie CNES heeft gesuggereerd dat de missie ook een klein ruimtevaartuig ter grootte van een microgolf naar de oppervlakte moet brengen, gebouwd door Frankrijk en Duitsland.

Maar het hoogtepunt van de MMX-missie is de terugkeer van het monster. We hebben enorme vooruitgang geboekt bij het sturen van instrumenten op ruimtevaartuigen, landers en rovers om de lichamen van het zonnestelsel te onderzoeken. Wat Mars betreft, heeft de in-situ studie van de planeet een stortvloed aan nieuwe bewijzen en inzichten losgemaakt. Maar de Heilige Graal van ruimtemissies is nog steeds een voorbeeld van een comeback. Hoe geavanceerd de tools die we op missies sturen ook zijn, laboratoriumanalyses op de grond zullen ze altijd overtreffen.

MMX zal op twee manieren samples verzamelen. De eerste is Coring Sampler (C-SMP), ontwikkeld door JAXA. De andere is de Pneumatic Sampler (P-SMP), bijgedragen door NASA en ontwikkeld door Honeybee Robotics.

De paren monsters vullen elkaar aan en weerspiegelen deels het feit dat we niet weten hoe het oppervlak eruitziet. De Coring Sampler wordt op de robotarm van de lander geplaatst. zal speciaal gebruiken vormgeheugenstaaf Om een ​​monster van 10 g te verzamelen vanaf een diepte van meer dan 2 cm onder de regoliet.

De luchtmonsternemer wordt dicht bij het voetkussen op een van de poten van de sonde geplaatst. Het zal gecomprimeerd stikstofgas gebruiken om monsters te verzamelen en de missie-operators kunnen de gasstroom volgens de vereisten verwerken. Het kan continu of gepulseerd zijn.

Het P-SMP-apparaat heeft drie groepen mondstukken om de procedure uit te voeren. De twee boorgaten wijzen naar beneden, de twee achterste drukgaten wijzen naar boven en de twee overdrachtsgaten wijzen naar de monsterbuis. Drie paar sproeiers schieten tegelijkertijd.

Boormondstukken schieten van het oppervlak van Phobos en verplaatsen materiaal van de regoliet. Overdrachtsnozzles leiden het materiaal naar de monsternamekop. Retro stuwkrachtsproeiers worden afgevuurd om de stuwkracht op het ruimtevaartuig tegen te gaan, zodat hun positie stabiel is tijdens het nemen van monsters.

Honeybee Robotics heeft P-SMP uitgebreid getest en is ervan overtuigd dat het elke verrassing op het oppervlak van Phobos aankan. Het bedrijf zegt dat het systeem nog steeds een monster kan verzamelen, zelfs als grind het oppervlak bedekt.

MMX zal niet de enige baan zijn die gebruikmaakt van het vacuümsysteem van Honeybee. NASA is van plan het op de maan te gebruiken om maanregoliet vast te leggen in Marie Crisium in 2023. Het systeem wordt ook overwogen voor de Europa-landermissie en verschillende andere missies die zich nog in de concept- en ontwerpfase bevinden.

Het is gemakkelijk te zien waarom.

“Het doel van deze technologie is om op een eenvoudige en goedkope manier planetair materiaal van grotendeels onbekende oppervlakken te vangen”, zegt Chris Zackney, projectleider van Honeybee. “Stofzuigers zijn ontworpen om ‘vuil’ op te zuigen, dus de stijl van de stofzuiger is ideaal om met planetair ‘vuil’ te werken.”

meer: