Wetenschap
Een eerste versie van de boortechnologie - de Auto-Gopher-1 - is hier afgebeeld met coresit verkregen door het boren van een gat van 3 m in 40 MPa gips. Krediet:NASA
Het vermogen om ondergronds te penetreren en ongerepte monsters te verzamelen op diepten van tientallen meters tot kilometers is van cruciaal belang voor toekomstige verkenning van lichamen in ons zonnestelsel. SMD ondersteunt de ontwikkeling van een deep-drill sampler genaamd de Auto-Gopher voor mogelijke inzet in toekomstige ruimteverkenningsmissies.
De Auto-Gopher maakt gebruik van een piëzo-elektrisch aangedreven percussiemechanisme voor het breken van formaties en een elektromotor om de boor te roteren en verpulverde snippers op te vangen. Het bevat een wireline-architectuur; de boor is opgehangen aan het einde van een ketting met een kleine diameter die stroom levert, communicatie, evenals structurele ondersteuning die nodig is om de boor uit het boorgat te laten zakken en op te tillen. Dankzij deze unieke architectuur, de maximale boordiepte wordt alleen beperkt door de lengte van de ketting. De wireline-operatie die op de Auto-Gopher wordt gebruikt, neemt een van de belangrijkste nadelen van traditionele continue boorkolomsystemen weg:de noodzaak van meerdere boorsecties die aanzienlijk kunnen bijdragen aan de massa en de complexiteit van een diepe boor. Als zodanig, de massa en het volume van het Auto-Gopher-systeem kunnen vrij laag worden gehouden voor ondiepe of diepe gaten. Tijdens het boren, tal van sensoren en ingebedde instrumenten kunnen in situ analyses van de boorgatwand uitvoeren. Bij het bereiken van een vooraf ingestelde diepte, de boor wordt teruggetrokken uit het boorgat, de kern en/of stekken worden verwijderd voor gedetailleerde analyse door instrumenten aan boord, en de boor wordt terug in het gat neergelaten om het penetratieproces voort te zetten.
De Auto-Gopher is bedoeld om wetenschappers te helpen een van de meest prangende vragen in de wetenschap te beantwoorden:heeft er ooit ergens anders in het universum leven bestaan? Omdat water een essentiële voorwaarde voor leven is, zoals we het kennen, NASA-verkenningsmissies zijn gericht op lichamen in het zonnestelsel waarvan bekend is dat ze stromend vloeibaar water hebben of hebben gehad. De laatste Planetary Decadal Survey (Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022) beval NASA aan om drie zonnestelsellichamen te onderzoeken met toegankelijke waterige gebieden:Mars; Jupiters maan, Europa; en de maan van Saturnus, Enceladus. Elk van deze instanties brengt verschillende boorgerelateerde uitdagingen met zich mee. Boren op Mars vereist penetrerend droog gesteente en regoliet met fysieke eigenschappen (d.w.z. treksterkte, hardheid, enz.) die vele ordes van grootte kunnen variëren door de boordiepte. Een boor op Enceladus en Europa zal in ijs moeten werken bij temperaturen onder 100 K, rekening houdend met de lage zwaartekracht op Enceladus of de hoge oppervlaktestraling op Europa. De Auto-Gopher moet zo zijn ontworpen dat hij zijn doelen bereikt om tot grote diepte door de ondergrond te dringen, het vastleggen van ongerepte monsters, en het leveren van die monsters aan boordinstrumenten voor analyse of voor mogelijke monsterteruggave - en dat allemaal in de barre omstandigheden die in de ruimte worden aangetroffen. Illustratie van het Auto-Gopher-concept als een diepteboor met draad.
Het doel van de ontwikkelingsinspanning van Auto-Gopher is om een schaalbare technologie te demonstreren die diep boren mogelijk maakt met behulp van huidige lanceervoertuigen en krachtbronnen. Deze technologische ontwikkeling is in verschillende generaties tot stand gekomen, waaronder de Ultrasone/Sonische Driller/Corer, Ultrasone/Sonische Gopher, en de Auto-Gopher-1. in 2015, PSD kende een project toe in het kader van het MatISSE-programma ter ondersteuning van de volgende generatie Auto-Gopher-technologieontwikkeling:de Auto-Gopher-2. in 2015, het project produceerde een kernbreker en vasthoudmechanisme en demonstreerde hun werking. Deze nieuwste boormachine wordt ook ontworpen om elektronica te huisvesten, sensoren, en mechanismen die nodig zijn voor autonoom boren, en de kritieke subsystemen worden momenteel gebreadboard en getest. Toekomstige geplande activiteiten omvatten veldproeven om de booroperatie onder zware omstandigheden te valideren in een Amerikaanse gipsgroeve (gips kan veranderen van hard kristallijn gips, tot zachte suikergips, tot zeer hard anhydriet met talrijke kleirijke aderen) en in een vacuümkamer, boren in ijs bij ongeveer -100°C.
Illustratie van het Auto-Gopher-concept als een diepteboor met draad. Krediet:NASA
Zink wordt al eeuwen gebruikt vóór de ontdekking van het individuele element. Van het versterken van messing tot het verzinken van staal, het gebruik van zink in gefabriceerde producten is uitgebreid. Het is ook noodzakelijk
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com