Сбор материала с астероида кажется простой задачей. На самом деле это не так. Низкая гравитация, высокие скорости вращения, нехватка воздуха и другие ограничения затрудняют сбор материала с любого астероида. Но это не остановит инженеров от попыток. Команда из Beijing Spacecrafts и Технологического университета Гуандуна недавно опубликовала статью, в которой описана новая система для этого — использование ультразвуковой дрели и газового «конвейера».
На данный момент три миссии успешно взяли образцы с астероида: Хаябуса-1 и -2 и OSIRIS-REx. Обе миссии Хаябуса использовали снаряд для удара по астероиду и собрали обломки от этого удара. OSIRIS-REx использовал систему под названием «Механизм сбора образцов Touch and Go» (TAGSAM), которая ненадолго приземлилась на Бенну, целевом астероиде миссии, а затем улетела с образцом его реголита.
Другая миссия, «Розетта», предприняла попытку более сложного процесса сбора образцов, который включал привязку к самому астероиду. Однако его посадочный модуль «Фила» не смог успешно прикрепиться к астероиду и так и не смог вернуть образцы на орбитальный аппарат «Розетта». Его механизм сбора проб, известный как Устройство для отбора проб и сверления (SD2), был наиболее похож на обычный сбор проб здесь, на Земле, и в нем использовалась дрель.
Эта концепция бурения лежит в основе предлагаемой новой системы. Он использует ультразвуковую дрель, чтобы разбить реголит на мелкие куски. Это довольно стандартные вещи, и в них нет ничего особенного, поскольку роботы десятилетиями делали это на небесных телах. Однако в этом случае дрель окружена системой, которая использует газ для выталкивания мельчайших частиц пыли, создаваемых дрелью, в систему сбора проб.
В статье исследователи описывают его как «газовый конвейер», который толкает мелкие частицы достаточно сильно, чтобы позволить им плавать в условиях микрогравитации астероида. По мнению авторов, предлагаемая система имеет ряд преимуществ. К ним относятся низкая стоимость, низкое энергопотребление и адаптируемость к различным условиям на местах сбора проб.
Еще одним важным преимуществом является то, что зонду, который его использует, не нужно полностью надежно прикреплять к астероиду. Это было проблемой для Филе, но физика ультразвукового бура позволяла легко привязать зонд к астероиду, не располагая систему для зонда вдали от поверхности.
Кредит – Чжао и др.
Помимо моделирования и теории, лежащих в основе разработки системы, они также построили прототип. Они опробовали это на различных имитаторах реголита в вакууме и под давлением. Поскольку эксперимент проводился только на столе, они не смогли проверить его в условиях микрогравитации. Ультразвуковая дрель, имеющая «ударную» функцию, аналогичную ударной дрели, используемой в строительстве, проделала аккуратно просверленные отверстия в образце породы на столешнице.
Тем не менее, еще предстоит некоторая работа, включая более комплексное тестирование системы, микрогравитацию и более теоретическое моделирование эффективности системы. Авторы полагают, что эта система может быть интегрирована в предстоящие китайские миссии по исследованию астероидов и возврату образцов, что, по их мнению, произойдет в ближайшее время. Если они это сделают, они могут получить шанс доказать эту новую технологию и продвинуть нас на шаг ближе к решению технической проблемы возврата образцов астероидов.
Узнать больше:
Чжао и др. – Стратегия отбора проб реголита с использованием газа для исследования астероидов с микрогравитацией
UT – Наконец, давайте посмотрим на сокровища астероида, возвращенные на Землю OSIRIS-REx
UT – Астероид Рюгу содержал дополнительные кометные частицы
UT – Последний полет OSIRIS-REx: 121,6 грамма от астероида Бенну
Ведущее изображение:
Изображения прототипа буровой системы в различных тестовых конфигурациях.
Кредит – Чжао и др.
