W poniedziałek wieczorem czasu polskiego na Marsie wyląduje sonda InSight. "To misja inna niż wszystkie, realizowane do tej pory na Czerwonej Planecie. Sonda będzie badała historię i obecny stan geologiczny Marsa, zajrzy pod jego powierzchnię" - mówi RMF FM Łukasz Wiśniewski, wiceprezes firmy Astronika, która dostarczyła istotny dla pracy sondy element. Kret HP3 to próbnik termiczny, który ma dotrzeć 5 metrów pod powierzchnię Marsa. Astronika na zlecenie Niemieckiej Agencji Kosmicznej wykonała jego mechanizm wbijający. "Budowa penetratorów do wbijania się w powierzchnię różnych ciał niebieskich, to dość niszowa i awangardowa dziedzina inżynierii kosmicznej. To trudne miedzy innymi dlatego, że jeśli są źle zaprojektowane, to mogą się same zniszczyć. Ale mamy duże doświadczenie w konstrukcji tego typu instrumentów" - mówi Grzegorzowi Jasińskiemu, dziennikarzowi RMF FM, Łukasz Wiśniewski.
Twoja przeglądarka nie obsługuje standardu HTML5 dla audio
Łukasz Wiśniewski: To misja inna niż wszystkie, realizowane do tej pory na Czerwonej Planecie. Będzie badała historię geologiczną planety, także geologiczny, geofizyczny stan obecny...
Grzegorz Jasiński: Będzie zaglądała pod powierzchnię...
Tak. Po raz pierwszy będą wykonane pomiary sejsmiczne, będą mierzone trzęsienia Marsa. Druga rzecz, w której my braliśmy udział, to sonda termiczna, która zostanie dostarczona pięć metrów pod powierzchnię planety. To ten tak zwany kret, który może nie tyle grzebie się w ziemi, ale się w nią wbija. Kret napędzany jest mechanizmem wbijającym, który my dostarczyliśmy, ciągnie za sobą rodzaj taśmy, na której są czujniki termiczne. Wbijając się na tych pięć metrów rozkłada zestaw tych czujników, które zmierzą profil temperatury gruntu. To pozwoli odpowiedzieć na pytanie, ile ciepła dochodzi z jądra planety.
NASA informuje o tym, że monitoruje na bieżąco działanie instrumentów sondy, czy państwo macie jakiekolwiek sygnały z tej części aparatury, która została przez państwa zbudowana, czy na razie siedzi sobie cicho.
Na razie cicho. Nie może działać, musi być zabezpieczona, bo to taki mechanizm, który sam może się zniszczyć, jeśli zadziała w nieodpowiednim momencie. To rodzaj młotka. On nie wykonuje żadnych ruchów. Z tego co wiem, to podczas manewrów korygujących lot sondy, przy włączeniu silników, nasłuchiwano wskazań sejsmometru i wszystko było w porządku...
Kiedy na powierzchni Marsa zaczną się procedury sprawdzania poszczególnych elementów aparatury, kiedy państwo będą mieli informacje, że ten element, za który państwo odpowiadacie, jest gotowy do działania?
Lądowanie jest 26 listopada, później przez półtora do dwóch miesięcy będzie sprawdzana aparatura, z tego co się orientuję będą też prowadzone dwa pozostałe eksperymenty, nasłuchy sejsmiczne i radiowe. Nasz eksperyment, a dokładnie wspólny eksperyment, który przygotowaliśmy w ramach kontraktu dla Niemieckiej Agencji Kosmicznej, rozpocznie się w styczniu 2019 roku.
Jak to się rozpocznie? Jak rozumiem, jakieś ramię, jakiś manipulator musi wyciągnąć to urządzenie i postawić na gruncie...
Tak, obudowa, w której bezpiecznie spoczywa ten Kret, w której jest też magazyn tej pięciometrowej taśmy, którą za sobą będzie ciągnął, zostanie osadzona na powierzchni Marsa. Stamtąd w styczniu rozpocznie się wbijanie w powierzchnię. To nie będzie następowało w sposób ciągły, będziemy się wbijać po pół metra z przerwami na sprawdzanie czynników termicznych, aż osiągniemy te 5 metrów.
Kiedy to maksymalne zagłębienie nastąpi? W idealnym przypadku...
Decyzje będą podejmowane w trakcie, ale z tego co wiem, to sprawa kilku dni marsjańskich. Dużo zależy od tego na jaki materiał natrafimy. Może się zdarzyć, że to będzie coś, co przypomina nasz piasek kwarcowy, który znamy z Ziemi. Wybierając miejsce lądowania starano się zwiększyć prawdopodobieństwo, że to właśnie będzie tego typu materiał. Jeśli tak będzie, to to może trwać, nie wiem, tydzień, dwa tygodnie. Tak mi się wydaje. Natomiast może się okazać, że pojawią się trudności, warstwa piasku będzie płytka, albo pojawią się na przykład kamienie. Mam nadzieję, że tak nie będzie, ale może się wtedy okazać, że on się dalej nie wbija. To też będzie pewna informacja na temat tego, co znajduje się pod tą powierzchnią. To jednak okaże się na miejscu.
Jak ten Kret zacznie działać nie będzie można go już przestawić w inne miejsce?
Dokładnie. Zazwyczaj w misjach kosmicznych podwaja się rozwiązania, by jeśli nie idzie przy jednej wersji uruchomić kolejną, ale w tym przypadku jest tylko jeden Kret i nie można go cofnąć.
Ale rozumiem, że miejsce, gdzie dokładnie zostanie postawiony będzie wcześniej obserwowane z pomocą kamer, nie zostanie postawiony na jakimś kamyku...
Oczywiście, na samym lądowniku są kamery wizyjne, będzie można otoczenie, gdzie będzie postawiony instrument, obserwować. To zresztą będzie dobierane nie tylko pod kątem obserwacji w świetle widzialnym, ale z tego co wiem, także w podczerwieni, żeby zbadać temperaturę i otoczenie termiczne miejsca, gdzie kret będzie się wbijał. Tak, jak mówiłem, podstawowym zadaniem jest pomiar temperatury...
Który potem pomoże w badaniu tej przewodności cieplnej i generalnie badaniu całego Marsa, tego co ona ma w środku...
To jest istotą tej całej misji. Do tej pory łaziki, które tam jeżdżą, czy poprzednie lądowniki skupiały się na samej powierzchni Marsa. Ten pakiet eksperymentów, które przygotowano w ramach tej misji pozwoli powiedzieć, co jest dużo głębiej, jakie jest jądro planety, czy ono jest częściowo ciekłe, czy zupełnie wygasłe, ile ciepła dochodzi z wnętrza planety. To pozwoli ustalić, czy na przykład w głębszych warstwach skorupy Marsa jest wystarczająco dużo ciepła, by utrzymać wodę w stanie ciekłym, czy też nie ma na to szans. To są pytania, które naukowcy sobie zadają i liczą na to, że teraz uzyskają odpowiedź.
Jak będzie wyglądała praca tego Kreta, jak on się będzie pod tę powierzchnię wbijał?
Kret to jest rodzaj takiej... kredki, dużej kredki, która ma 40 centymetrów długości i niespełna 3 centymetry średnicy. My robiliśmy układ napędowy tej kredki, w środku jest taki mechanizm, który napina i zwalnia młotek, który uderza w obudowę. To pracuje w cyklu czterosekundowym, następuje napięcie i zwolnienie tego młotka, z każdym uderzeniem przesuwa się w dół od kilku do kilkunastu milimetrów.
Jak wiele energii to wymaga? Chodzi mi o energię elektryczną...
Energia samego uderzenia to jest mniej niż dżul, około 0,7 dżula. Natomiast wspominając o mocy trzeba powiedzieć, że takie urządzenie pochłania około 2 watów, to bardzo mało, takie są wymagania.
Tam energia idzie na naciągnięcie tej sprężyny?
Tak, w środku jest tam sprężyna. Natomiast sam Kret ma obudowie rodzaj grzałek. Tym już nie my się zajmowaliśmy, tylko Niemiecka Agencja Kosmiczna. Co pół metra Kret się będzie zatrzymywał i będą uruchamiane te grzałki, by zbadać, jaki jest ten impuls cieplny, jak się rozchodzi w tym regolicie, czyli w tym gruncie.
To jakby pozwoli niezależnie zbadać cieplną przewodność gruntu, a potem jeśli będziemy mieli wyniki pomiarów temperatury bez tej grzałki, będziemy w stanie badać przewodzenie ciepła w skali całej planety...
Tak. Pozwoli zbadać też dynamikę rozchodzenia się ciepła. Po to potrzebujemy te 5 metrów, by móc się odizolować od wpływów zmian dobowych noc - dzień, albo związanych z porami roku, zima - lato. By otrzymać odpowiednio wiarygodne dane, naukowcy potrzebują pomiaru nawet przez rok marsjański, czyli dwa lata ziemskie. To pozwoli uwzględnić zmiany roczne, związane z temperaturą atmosfery i przekonać się ile ciepłą faktycznie pochodzi z jądra planety.
Czy państwo będziecie mieli jakiś dostęp do danych z tych pomiarów, czy to jest jakby scedowane na NASA, czy Europejską Agencję Kosmiczną?
To dobre pytanie, bo rzeczywiście będziemy mieli dostęp do tych danych. U nas w Astronice dr Jerzy Grygorczuk jest tzw. co-investigatorem...
Czyli takim współ-badaczem...
Tak. To jest osoba, która ma pierwszeństwo dostępu do danych. W Polsce jest to jedna osoba i będziemy mogli uzyskać informacje z pierwszej ręki, zanim jeszcze zostaną upublicznione. Myślę, że tak to działa...
Myślę, że państwo będziecie zainteresowani tymi danymi nie tylko ze względu na badania Marsa, ale także - a może nawet przede wszystkim - ze względu na informacje o działaniu swojego urządzenia. To też pokaże na ile ta konstrukcja się sprawdza.
Tak. Dokładnie. Będziemy czekać z niecierpliwością na te informacje...
Co w tej konstrukcji było pana zdaniem najtrudniejsze? To trwało lata, misja była opóźniana, przesuwana...
Faktycznie mamy doświadczenie w konstrukcji tego typu instrumentów. Budowanie penetratorów do wbijania się w powierzchnię różnych ciał niebieskich, to dość niszowa i awangardowa dziedzina inżynierii kosmicznej. To trudne miedzy innymi dlatego, że jeśli są źle zaprojektowane, to mogą się same zniszczyć...
W trakcie misji, w trakcie lotu?
W trakcie działania. Musimy tam, podczas pracy, wygenerować duży impuls siły. To taki samowbijający się młotek. On musi wytrzymać wszystkie trudy lotu do miejsca docelowego, a na końcu sam się nie zniszczyć. Tam powstaje bardzo dużo przeciążeń. Początkowo ten projekt mechanizmu wbijającego miał być wykonany w Niemieckiej Agencji Kosmicznej, ale oni mieli pewne problemy ze sprawnością, z poziomem energii, która jest akumulowana i wyzwalana. Wtedy zgłosili się do naszego zespołu z Astroniki. Ten projekt był też wykonywany razem z innymi instytucjami, z Centrum badań Kosmicznych PAN, z Politechniką Warszawską i Łódzką oraz Instytutem Spawalnictwa. Mogliśmy tu zaangażować wiele instytucji z Polski.
Ile takich Kretów próbnych wbiliście państwo na Ziemi?
Sporo. To jedno z tych wyzwań, o które pan pytał. Powstało aż siedem identycznych. My nie prowadziliśmy wszystkich prób bowiem ostateczne złożenie całego instrumentu następowało w Niemczech. Aż 7 było potrzebnych, bo trzeba je zakwalifikować, sprawdzić, że wytrzyma ileś tysięcy uderzeń, że wbije się na te 5 metrów. Testy w specjalnym stanowisku prowadziła DLR, czyli Niemiecka Agencja Kosmiczna. Są też odpowiednie modele zapasowe, na wypadek, gdyby coś się stało, gdyby nieszczęśliwym zbiegiem okoliczności model lotny zaginął w podróży.
Ten model lotny to już jest ten ostateczny, który miałby polecieć...
Tak, to jest ten zaakceptowany do wmontowania w lądownik i żeby ona faktycznie tam poleciał. Natomiast zanim on powstanie, to przez wiele lat robi się wcześniejsze modele. Jak wspomniałem było ich aż siedem - razem z tym lotnym - które służą do tego, żeby zakwalifikować dane urządzenie do misji...