Den Roten Planeten bohren

Innerhalb der nächsten zwei Jahre werden Roboter-Maulwürfe beginnen, in das rote Terrain des Mars zu bohren, um nach geologischen Hinweisen in die Geschichte des Planeten zu suchen. Und zwei neue Geräte, von denen die Forscher hoffen, dass sie im Mars-Express-Projekt (das von einem Konsortium bestehend aus der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der italienischen Weltraumorganisation betrieben wird) eine Fülle von Informationen liefern werden, sind mit den Fortschritten in der Medizintechnik verflochten.

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Der erste dieser planetarischen Probenehmer ist ein kleiner Presslufthammer, der Ultraschall-/Sonic-Bohrer/-Corer oder USDC genannt wird und im Jet Propulsion Laboratory der NASA entwickelt wurde. Mit nur drei beweglichen Teilen wiegt es 0,7 Kilogramm und benötigt nicht mehr Strom als eine Taschenlampe. Ein Prototyp kann jedoch 12 Millimeter tiefe Löcher in massiven Granit bohren und Kernproben mit einem Durchmesser von fünf Millimetern herausbringen.

Steinschlag



Da der winzige Presslufthammer eine schnelle Schlagbewegung verwendet – und nicht die Schnitzbewegung eines herkömmlichen Bohrers – muss der Bit nicht geschärft werden. Es erfordert auch 20 bis 30 Mal weniger Druck als ein herkömmlicher Bohrer, um in Gestein zu bohren, was das Gerät ideal für Asteroiden und Kometen macht, kleine, leichte Objekte, die in der Schwerelosigkeit durchdrungen werden müssen, sagt Yoseph Bar-Cohen, Leiter des Jet Das Propulsion Lab-Team entwickelt das Gerät.

Die Felsbrechkraft des Bohrers kommt von einem Stapel von Wafern, die sich ausdehnen und zusammenziehen, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird. Der mit einem Stück Silikatkarbid bestückte Bohrer ist härter als das meiste Gestein und konnte alle Proben durchschlagen, die das JPL-Team finden konnte.

Auch wenn der Dienst auf dem Mars noch einige Jahre entfernt sein mag, ist der Bohrer als chirurgisches Werkzeug bereits vielversprechend. Durch Hämmern statt Drehen schneidet das Gerät Gewebe und Knochen, ohne sie zu greifen und zu drehen, sagt Tom Peterson, Präsident von Cybersonics, dem Unternehmen, das kommerzielle Anwendungen entwickelt.

Kosten für die Sequenzierung des gesamten Genoms

Der USDC ist nicht darauf beschränkt, nur runde Löcher zu machen. Jede Form kann verwendet werden, sagt Peterson. Cybersonics plant die Entwicklung einer kleineren, orthoskopischen Version zum Abnehmen von Herzschrittmacherelektroden bei Ersatzoperationen, ohne den Brustkorb eines Patienten zu öffnen. Der miniaturisierte Bohrer würde an der Spitze einer Sonde befestigt, die in einen kleinen Einschnitt eingeführt und zu den Herzschrittmacherelektroden geführt werden könnte, wobei eine faseroptische Kamera mit dem Bohrer mitgeführt wird. Es sei auch geplant, eine Einheit zu entwickeln, die in Knochen bohren kann, um entweder Knochenmark zu entnehmen oder orthopädische Geräte wie Stäbe oder Hüftprothesen anzubringen, sagt Peterson.

Wie Zähne ziehen

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Ein zweiter Bohrer, der bereits für den Marsboden vorgesehen ist, enthält eine zahntechnisch inspirierte Komponente. Die Mars-Express-Mission wird einen hochminiaturisierten Bohrer/Kernbohrer enthalten, der von russischen Wissenschaftlern entwickelt wurde. Im Inneren des Entkerners greift eine speziell angepasste Zahnzange die Gesteinskerne und bringt sie zurück in den Lander, um zur Erde zurückzukehren.

Die Pinzette wurde ursprünglich zum Greifen von Zahninlays entwickelt. Der in Hongkong ansässige Zahnarzt Ng Tze-chuen miniaturisierte sie so, dass sie in den russischen Kern passten und ihre Gesamtmasse unter der 0,3-Kilogramm-Grenze für den Beagle 2-Lander von Mars Express hielt.

Unabhängig davon, wie tief beide Bohrer in den Mars bohren, ist klar, sagt Peterson von Cybersonics, dass wir nur an der Oberfläche dessen kratzen, was durch die gegenseitige Bestäubung von Technologien entstehen könnte.

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