【?火星天体生物学研究与技术实验演习】
文章图片
文章图片
长于1米的钻头需要组装和拆卸钻头段 ， 例如 ， 阿波罗宇航员在月球上钻到3.5米深度时就完成了这项工作 ， 这增加了使系统自主的挑战 。 此外 ， 10米级钻头的尺寸和质量可能超过当前尺寸的漫游车和着陆器的有效载荷能力 。 例如 ， 火星科学实验室漫游车将是一辆小型汽车的大小 ， 重约850公斤 。
火星天体生物学研究和技术实验钻头是火星天体生物学研究和技术实验的一部分 ， 这是一个火星研究平台 ， 研究机器人钻探到10米深度 ， 火星天体生物学研究和技术实验项目包括与在火星地下寻找生命相关的钻探、样品处理和仪器技术 ， 并在地球上具有火星模拟地下生物圈的地点进行现场测试演示这些技术 ， 然后通过遥感仪器检查岩心 ， 包括全景环境成像仪、显微成像仪和可见近红外高光谱成像仪 。 火星天体生物学研究和技术实验钻头是一种高度自动化的深钻和取芯系统 。 轴系统设计用于从深达10米的深度进行地下样品回收和切换 。
出于项目风险缓解的原因 ， 选择的标称岩心和钻孔直径尺寸与陆地电缆取心系统兼容 。 火星天体生物学研究和技术实验钻机可生产直径27毫米、长250毫米的岩芯 ， 同时钻出48毫米直径的钻孔 。 钻孔机构采用干式旋转切割技术 ， 包括硬质合金拖刀和单晶金刚石 。 螺旋式排屑系统将切屑从钻头上移开 ， 并进入位于引导钻管内的排屑槽中 ， 从钻孔中移出后排空 。 使螺旋钻仅占据钻柱的末端 ， 大大降低了将钻屑一直输送到地面所产生的螺旋钻扭矩 。
岩心交接子系统将采集的岩心从导钻管中取出 ， 并将其传送到岩心夹进行样品制备和传送到科学仪器进行分析 。 它还允许通过嵌入式仪器的接口传输电源和数据 。 该系统设计为在标称钻井作业期间以或低于150瓦的平均功率运行 。 所有钻孔轴上高度集成的传感器反馈控制允许未来集成智能钻孔算法和完全自主操作 。
超声波地鼠是在喷气推进实验室开发的 ， 通过超声波/声波致动机制达到很深的深度 。 为此 ， 在电缆上承载的杆状机构由直径为6.4厘米的钻头构成 ， 该钻头大于致动器及其外壳直径 ， 通过钻至钻头内部尺寸的长度形成岩心 ， 使用带有楔子的工具 ， 以便快速拉动电缆 ， 使芯线松动并保持芯线 ， 直到将其带到表面以便移除 。 一旦核心被移除 ， 该过程就会重复 ， 直到达到所需的深度 。 2005年7月 ， 通过在俄勒冈州胡德山钻探冰川冰 ， 首次完成了超声波地鼠能力的现场演示 。
吸取的经验教训被应用到超声波地鼠设计中 ， 增强型设备于2005年12月在南极洲进行了测试 。 该现场测试在维达湖进行 ， 提供了一个重要的机会来测试其进行深钻的可行性 ， 同时确定相关的挑战和要求 ， 以提高其未来钻井目标的能力 ， 成功用于达到1.76m深 ， 这是一项重大成就 ， 因为这比整个超声波地鼠及其支撑元件的长度要深得多 ， 特定的钻头设计专注于钻冰和淤泥 ， 但可以通过在钻头环形刀具上添加齿来修改它以切割岩石 。 在未来的研究中 ， 将努力达到100m的深度 ， 同时自主进行钻孔 。
推荐阅读
- 外周电刺激对神经的影响归因于传入纤维的激活，从而诱导了大脑水平的变化
- 脑洞大开：假如宠物能生活在8个不同的行星，应该拥有的外形
- 爱因斯坦去世前说了两句话，护士却没听懂，死后大脑被切成240片
- 你对火星气候了解多少？是否跟你想象的一样
- 火星照片上传推特，奇怪岩石惹网友爆笑，或能证明火星曾经有水
- 分子的复杂性或许是宇宙生命的本质特征
- 氮化铝单晶的湿法化学蚀刻
- 宇宙揭秘之太阳系成员“火星”
- 又发现玻璃球，玉兔二号月球车抢镜，你对玉兔三号有怎样的期待？