¡Los sensores del sismómetro
funcionan!
InSight ha trabajado
metódicamente en la mayor parte de la larga lista de actividades necesarias
para configurar su experimento de sismómetro sensible, SEIS. Los ingenieros han
nivelado el sismómetro y han trabajado en la gestión de cables, han equilibrado
los sensores de banda muy amplia (3 de los 6 sensores sísmicos de SEIS) y han
confirmado que están generando buenos datos. Este es un gran hito y un gran
alivio para el equipo científico, manifestó el científico del proyecto Bruce
Banerdt.
Durante las próximas
semanas, completarán el trabajo de administración de cables y colocarán sobre
el instrumento la protección térmica contra el viento. La misión aún está en
camino de reunir datos científicos de buena calidad para el mes de febrero.
NASA / JPL-Caltech / Paul Hammond
APERTURA DEL ENSAMBLAJE DE DERIVACIÓN DE CARGA EN
INSIGHT.
Animación de dos imágenes recogidas en los soles 38 y
41.
Esta es una jugada por jugada de la actividad reciente
de InSight, ya que colocaron el instrumento SEIS en el suelo en el sol 22.
De acuerdo con el equipo
de SEIS , los primeros datos de los sensores de período corto parecían
extremadamente buenos y no muy ruidosos, incluso con la garra aún sujeta, en el
sol 24.
En el sol 25, la grapa
soltó el SEIS, dejándolo todo solo en la superficie. “Era algo con lo que hemos
estado soñando. En realidad, parecía un poco solitario por sí solo ", dijo Bruce. "Tengo muchas ganas de sacar el HP 3 [el instrumento de la
sonda de calor] y hacer que Marte se vea un poco más poblado".
Pero eso se está
adelantando a nosotros mismos. Hay una cantidad sorprendente de trabajo
involucrado en colocar un sismómetro exquisitamente sensible en otro planeta.
El primer paso después de la colocación fue nivelar el instrumento, lo que hizo
el equipo de SEIS en el sol 30, anulando la leve pendiente de 2.5 grados del
área de trabajo.
NASA / JPL-Caltech
NIVELACIÓN SEIS (SOL 30)
El instrumento SEIS de InSight tiene tres patas que
pueden alargarse y acortarse independientemente para nivelarlo. El terreno está
ligeramente inclinado, por lo que en el sol 30 (27 de diciembre de 2018) se
ordenó al instrumento que compensara la inclinación del suelo.
Con el nivel de instrumentos, podrían “volver a
centrar los VBB”. ¿Qué es eso y por qué es importante? “VBB” significa sensores
de “banda muy ancha” en el sismómetro. El sismómetro tiene 3 sensores VBB
además de los 3 sensores de período corto. Los VBB son péndulos montados en
pivotes que son lo menos rozantes posible. Cuando el suelo se mueve, pone los
péndulos en movimiento también. Pero los movimientos que buscan detectar son
increíblemente pequeños, tan pequeños que para tener alguna esperanza de
detección, los VBB deben operar en un vacío y perfectamente nivelados.
Los VBB fueron el mayor
dolor de cabeza para el esfuerzo de desarrollo de InSight. La falla en el
desarrollo de la cámara de vacío fue lo que llevó al costoso retraso de
lanzamiento de InSight, pero los VBB eran piezas de hardware difíciles incluso
antes de ese problema. "Fue un camino difícil llegar a donde teníamos esos
sensores de banda ancha hasta el punto en que estaban trabajando, y podíamos
confiar en ellos", dijo Bruce. Siempre tuve esta preocupación en el fondo
de mi mente de que llegaríamos a Marte y no funcionaran".
Para hacer que trabajen en
Marte, el equipo tiene que ordenar a los VBB que centren sus péndulos, lo que
les permite girar libremente con movimientos del suelo.
IPGP / David Ducros
VBB RECLASIFICACIÓN
Animación que muestra la operación de
"recentrado" de los péndulos sísmicos de banda muy amplia (VBB) del
sismómetro InSight. La recalificación es una actividad de calibración que
ajusta la sensibilidad del instrumento a las ondas sísmicas lentas. Hay
tres sensores VBB en el instrumento SEIS.
El comando se ejecutó el
31 de diciembre (sol 34), pero el equipo no recibió los datos resultantes hasta
la madrugada del 2 de enero, dijo Bruce. "Finalmente obtuvimos datos
vibratorios de los 3 VBBs. Para ver que los datos regresan, y el análisis
mostró que se estaba comportando como esperábamos.
El equipo de SEIS dijo:
L'arrivée des premières données au cours du sol
suivant (sol 36, 2 de enero de 2019) de 8h21 a été accueillie par des salves
nourries d'applaudissements, l'équipe s'étant réunie pour l'occasion devant
l'eccasion principal de la salle d'opérations de SEIS au Jet Propulsion
Laboratory
Con un poco de ayuda de
Google Translate:
En el día de Año Nuevo, en el curso del sol 35, se
activó el motor de balanceo de los tres péndulos VBB en Marte, para colocar la
parte móvil del sensor en su posición de equilibrio central. La llegada de los
primeros datos sobre el siguiente sol (sol 36, 2 de enero de 2019) a las 8:21
fue recibida con un aplauso, el equipo se reunió para la ocasión frente a la
pantalla principal de la sala de operaciones SEIS en el JPL.
Habiendo confirmado que
los sensores están funcionando correctamente, el equipo los descentró y los
estacionó para los próximos pasos en la configuración del experimento. SEIS
está conectado a la nave espacial con una cinta en forma de cinta. Con las
temperaturas que varían ampliamente de Marte, esa cuerda puede moverse mucho
durante la noche:
NASA / JPL-Caltech
INSIGHT SEIS SE MUEVE CON LA TEMPERATURA CAMBIANTE
Las temperaturas en Marte varían ampliamente entre el
día y la noche, lo que hace que los materiales de las naves espaciales se
expandan y se contraigan ligeramente. Como resultado, la correa InSight SEIS se
movió durante la noche entre los soles 37 y 38. Estas dos fotos se tomaron por
la tarde, cerca de la parte más calurosa del día (a las 13:24 y 14:09 hora
local, respectivamente). El conjunto de derivación de carga ubicado cerca del
instrumento SEIS está diseñado para aislar a SEIS de esta deformación
termoelástica de la correa.
Tales movimientos grandes
de la cuerda pueden transmitirse a los sensores SEIS, inundándonos con el ruido
generado por la nave espacial. Así que el equipo está gastando semanas para
hacer el manejo del cable, aislando el instrumento lo más posible de los
movimientos de la cuerda. El primer paso fue descargar el resto de la cuerda en
el suelo, lo que hicieron en el sol 37.
NASA / JPL-Caltech
INSIGHT TETHER CAJA DE ALMACENAMIENTO DE APERTURA
Una vez que el sismómetro se colocó en su ubicación
final en el suelo, los ingenieros ordenaron a InSight que abriera la caja de
almacenamiento que contenía el resto de la cuerda, permitiendo que la longitud
restante cayera al suelo. La cuerda se expandirá y se contraerá con los cambios
de temperatura de cada día y noche marcianos, por lo que es importante que haya
suficiente holgura en la línea para adaptarse a esos cambios.
Así que ahora el módulo de
aterrizaje no está tirando de la cuerda en absoluto. Pero aún así, la expansión
térmica y la contracción de la cuerda pueden tirar de la SEIS. Así que el
siguiente paso fue abrir el ensamblaje de derivación de carga, un elemento de
SEIS que expliqué en mi publicación anterior. Abrir el conjunto de derivación
de carga implicaba disparar un "frangibolt", que es un perno que
proporciona un acoplamiento permanente hasta que le apliques corriente, lo que
hace que se rompa. Como puede ver a las 2:10 en este video de demostración,
abrir un frangibolt es una buena sacudida para su hardware , y las sacudidas
son enemigos de los sismómetros. "Esa fue en realidad una operación
preocupante: la probamos, pero es uno de los golpes más agudos que SEIS ha
recibido durante su vida útil, por lo que nos preocupaba verla, pero eso se
produjo sin problemas. Reconsideramos los VBB y encontraron que estaban
trabajando bien ".
La siguiente animación
muestra las condiciones antes y después de la activación del frangibolt en el
conjunto de derivación de carga.
NASA / JPL-Caltech
INSIGHT SEIS LOAD SHUNT ASSEMBLY APERTURA
Secuencia animada de imágenes obtenidas por la cámara
del brazo InSight que muestra la apertura del conjunto de derivación de carga
(LSA) en el instrumento SEIS en sol 40 (6 de enero de 2019). El LSA proporciona
separación mecánica entre la correa y el sismómetro para aislar el sismómetro
de las perturbaciones causadas por el módulo de aterrizaje tanto como sea
posible.
El siguiente paso fue
"nivelación baja". El equipo de SEIS había nivelado su instrumento,
pero para que su acoplamiento a Marte sea lo más ajustado posible, quieren que
el instrumento esté lo más cerca posible de Marte. Las tres patas niveladoras
estaban todas cerca de los puntos medios de sus gamas de movimiento. Le
ordenarán a SEIS que se baje a sí mismo en las 3 patas, acercándolas lo más
cerca posible del suelo y luego las nivelará.
El conjunto de derivación
de carga ahora está abierto, pero la broca exterior aún se apoya en la SEIS,
por lo que aún puede impartir movimientos desde la atadura a la SEIS. El equipo
tendrá que tirar de la correa un poco para abrir más el conjunto de derivación
de carga. El equipo ha estado practicando en el banco de pruebas para abrir el
ensamblaje de la derivación de carga tirando de una parte de la correa con la
cuchara del brazo robótico.
NASA / JPL-Caltech / IPGP / Philippe Labrot
PRUEBA DE AJUSTE DE MASA DE SUJECIÓN DE SUJECIÓN
INSIGHT
Para asegurarse de que el sismómetro InSight esté completamente
aislado mecánicamente de cualquier ruido proveniente del dispositivo de
aterrizaje, el equipo de InSight planea tirar ligeramente de la correa para
abrir el pliegue del cable en el ensamblaje de la derivación de carga (en el
lado izquierdo de esta foto). Planean usar la cuchara en el extremo del brazo
para tirar de un punto de agarre en la "masa de sujeción" de la
cuerda, un bloque ponderado destinado a evitar que la cuerda se mueva en el
viento marciano. Esta foto muestra la cuchara colocada sobre la masa de
fijación en el banco de pruebas basado en la Tierra.
Deben tener cuidado, ya
que quieren abrir el conjunto de derivación de carga lo suficiente para aislar
a SEIS de la expansión y contracción de la cuerda, pero no tanto que interfiera
con la colocación del viento y la protección térmica sobre la parte superior de
SEIS. Bruce dijo que la cantidad de apertura deseable es entre unos pocos
milímetros y un par de centímetros. Tirar de él es mucho más fácil que intentar
cerrarlo nuevamente. Así que solo tirarán un poco (posiblemente tan pronto como
el viernes), y tal vez necesiten ejecutar la operación una o dos veces más para
colocarla perfectamente.
Una vez que hayan
terminado toda esta gestión de cables, tomarán unos pocos soles para recopilar
un conjunto de datos sísmicos sin el viento y la protección térmica, pero solo
durante el día, porque el instrumento estará demasiado frío durante la noche.
Entonces, y solo entonces, podrán colocar el escudo sobre SEIS, y su
configuración estará completa. La forma en que se vio la línea de tiempo de
ayer, podría suceder alrededor del sol 54 (20 de enero), pero podría retrasarse
por varias razones. ¡La paciencia es una virtud con InSight!
InSight, soles 12 - 24: Comienzo de las operaciones,
primer instrumento implementado.
Han sido tres primeras
semanas muy ocupadas en la misión InSight, y ya han alcanzado un hito
importante: colocar el sismómetro en el suelo.
Según una actualización
posterior a la implementación publicada en el sitio web de JPL, el sismómetro
se ha colocado tan lejos de la plataforma de aterrizaje como el brazo puede
alcanzar, a 1.636 metros de distancia. El siguiente paso en el largo proceso de
configuración de los experimentos de InSight es nivelar el sismómetro; Su lugar
de colocación tiene una pendiente muy suave de 2-3 grados. También pueden (o
no) empujar ligeramente la cinta de sujeción para minimizar el ruido que contribuye
a las mediciones del sismómetro (más sobre esto más adelante). Después de eso,
colocarán una tapa sobre el sismómetro para protegerlo del viento, el calor
diurno y el frío nocturno. Esperan tener la sonda de calor colocada en el
suelo, aproximadamente 1,2 metros a la izquierda del sismómetro, para fines de
enero.
Los primeros días de
cualquier misión de aterrizaje implican explorar el lugar de aterrizaje y
orientarse.
El lugar del aterrizaje de InSight es "Una llanura plana, sin
rasgos distintivos. Las rocas son pocas y distantes entre sí ” dijo Bruce
Banerdt. Desde la
órbita,“ puedes ver que hay muchos cráteres muy sutiles alrededor. Algunos de
ellos están justo al lado de nosotros, pero ni siquiera podemos verlos en
nuestras imágenes muy bien. Es una llanura, es vieja, ha sido maltratada por
cráteres durante miles de millones de años, está bastante bien suavizada. El
lugar exacto donde colocamos nuestro módulo de aterrizaje está en medio de un
pequeño tazón de arena”.
El "tazón de
arena" en el que aterrizaron es un notable golpe de suerte. Es bastante
plano y liso, con una pendiente de solo 2 o 3 grados. Carece de rocas grandes.
Es un material fácil para que la sonda de calor penetre. El tazón es un pequeño
cráter, por lo que el relleno de arena probablemente solo se extienda
aproximadamente uno o dos metros por debajo del aterrizaje. Debajo de eso hay
un regolito (es
el término general usado para designar la capa de materiales no consolidados,
alterados, como fragmentos de roca, granos minerales y todos los otros
depósitos superficiales, que descansa sobre roca sólida inalterada). Debajo del regolito se encuentra la roca, todavía reventada y
fracturada por los impactos, pero por lo demás relativamente en su lugar. Emily le
preguntó a Bruce qué tan profundo es el regolito, y estimó entre 8 y 12 metros
según lo que se puede ver en los datos orbitales. Cuando observas cráteres en toda
la región, puedes ver que algunos cráteres no tienen bloques en su expulsión y
otros sí. Los cráteres con bloques tienden a ser más grandes que 100 metros más
o menos. Sabemos por estudios de formación de cráteres que un cráter excava el
material hasta aproximadamente una décima parte de su diámetro para hacer su
eyección, por lo que si los cráteres tienen que tener más de 100 metros de
ancho para lanzar bloques grandes, eso significa que la profundidad de los
bloques grandes es aproximadamente 10 metros. Aquí hay un pequeño resumen de
dibujos animados de cómo creemos que se ve el terreno bajo InSight:
Emily Lakdawalla para La Sociedad Planetaria
SECCIÓN TRANSVERSAL DE DIBUJOS ANIMADOS DEL SITIO DE
ATERRIZAJE DE INSIGHT
InSight aterrizó en un antiguo cráter lleno de arena.
El suelo del cráter probablemente se encuentra enterrado debajo de un metro de
relleno de arena. Debajo de eso hay 8 a 12 metros de regolito, un depósito no
consolidado de polvo, arena y roca. Debajo de eso, el lecho de roca está muy fracturado,
pero probablemente intacto. La sonda de calor InSight está diseñada para
penetrar hasta 5 metros en el regolito.
El parche de terreno más importante para InSight
es la broca que está al alcance de su brazo robótico, llamado "espacio de
trabajo". El equipo de InSight difícilmente podría haber esperado un mejor
espacio de trabajo. Aquí está, en toda su gloria:
NASA / JPL-Caltech / Doug Ellison
EL ESPACIO DE TRABAJO INSIGHT EN SOL 16
InSight aterrizó en un pequeño hueco con pocas rocas.
Este mosaico es un mapa del área de trabajo a partir del sol 16 (13 de
diciembre de 2018), antes de que se haya implementado ningún instrumento. Las
líneas de cuadrícula están separadas por 50 centímetros. Tenga en cuenta el
estriado del suelo causado por los cohetes de aterrizaje que expulsan material
fino.
Aquí hay una ilustración
de la pendiente a través del área de trabajo. Tenga en cuenta que este es un
producto no oficial, por lo que puede no ser totalmente correcto, pero es
ilustrativo: solo una pendiente amplia, con una diferencia de no más de
aproximadamente 15 centímetros en toda la escena.
NASA / JPL-Caltech / Doug Ellison
MODELO DE ELEVACIÓN DIGITAL DEL ESPACIO DE TRABAJO
INSIGHT.
Hay solo unos 15 centímetros de variación de elevación
en todo el espacio de trabajo de InSight.
En su mayor parte, las
operaciones en InSight han sido "notablemente suaves", dijo Bruce.
Hubo un "par de contratiempos" en la primera semana que son típicos
del tipo de problemas que cada misión tiene durante su eliminación. En uno de
los primeros soles, su radio se estaba enfriando más de lo previsto, lo que
cambió su frecuencia de transmisión más baja de lo que las estaciones de radio
en el suelo estaban buscando; Eso les costó un sol o dos.
Hubo una falla de brazo en
un sol posterior causado por el Sol en el campo de visión. Las cámaras de
InSight no tienen problemas para obtener imágenes cuando el Sol está en el
campo de visión, pero el problema era que la cámara había sido instruida para
hacer la exposición automática, y con el Sol saturando el detector, no pudo
calcular una duración de exposición útil, por lo que No pude tomar la foto.
La cámara del brazo fue
marcada como "enferma" por la nave espacial y Bruce dijo que sintió
un breve momento de pánico cuando la nave espacial le dijo al suelo que su
brazo había sido colocado en modo seguro, pero los ingenieros entendieron
rápidamente el problema y desarrollaron prácticas para evitarlo.
El problema en el futuro:
evite tomar imágenes con el Sol en el campo de visión o configure manualmente
la exposición cuando el Sol pueda estar a la vista de la cámara.
El APSS (Conjunto de
sensores de carga útil auxiliar, el paquete meteorológico que forma parte de
SEIS) ha tenido algunos problemas. A veces, cuando está encendido, “escupe
muchas cosas raras, y lo arreglas así como arreglas cualquier problema de la computadora:
lo apagamos y lo volvemos a encender”.
Afortunadamente, el APSS
no necesita ser a menudo apagado y encendido: por lo general, solo zumba en el
fondo, tomando datos.
Aparte de eso, no ha
habido problemas. Habían presupuestado un montón de tiempo extra para hacer
frente a los contratiempos y un espacio de trabajo difícil, por lo que ya
lograron implementar su primer instrumento.
Muy tarde en el día local
del sol 22 (19 de diciembre de 2018), InSight colocó el instrumento SEIS en la
superficie de Marte.
Bruce me dijo que su mayor
preocupación era que no habría suficiente luz alrededor para visualizar la
situación después del despliegue, pero las cámaras de confianza lo hicieron
bien. La luz era lo suficientemente baja como para que la mayoría de las
imágenes requirieran una exposición de varios segundos. Como resultado, puede
ver un desenfoque de movimiento en el balanceo del instrumento al final del
brazo. El fondo también está ligeramente borroso: el balanceo de la carga
rebotaba suavemente sobre el brazo.
NASA / JPL-Caltech
SEIS COLGANDO, SOL 22
En el sol 22, el brazo robótico de InSight agarró el
instrumento SEIS, lo levantó de su plataforma y lo puso sobre la superficie de
Marte. En esta foto, el instrumento está colgando en el aire, girando
ligeramente durante la exposición relativamente larga de la imagen, tomada
justo después de la puesta de sol local.
El despliegue dejó la grapa descansando muy
ligeramente en la parte superior de SEIS. Antes de que puedan retraer el brazo,
deben levantarlo un poco para que la garra ya no esté en contacto con la
superficie superior de SEIS. Mirando la página de imágenes en bruto del sol 24
, creo que lograron hacerlo y estarán listos para retraer el brazo en el
próximo sol operativo.
Se necesita un paso más
para completar el despliegue de SEIS antes de que coloquen la tapa de
protección contra el clima: ajustar la posición del cable. Puede ver que SEIS
está conectado a la nave espacial con una cinta plana. La cinta transporta
datos y energía, pero también tiene el potencial de transmitir vibraciones u
otros movimientos entre el módulo de aterrizaje y el instrumento, y la
expansión y contracción térmica de la cinta durante el transcurso del día
marciano también podría causar un poco de ruido en los datos SEIS. . Por lo
tanto, hay un dispositivo llamado conjunto de derivación de carga entre la
parte suelta del cable y SEIS. Es un tramo de cinta en forma de U (llamado el
bucle de servicio de atadura) que actualmente se sostiene firmemente contra
SEIS.
NASA.:
LA CORREA INSIGHT SEIS.
Fuente
NASA/JPL/Bruce Barendt
Planetary Societe - Emily
Lakdawalla
NASA / JPL-Caltech/ASU/UA
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