Förmågan att penetrera underytan och samla in orörda prover från djup av tiotals meter till kilometer är avgörande för framtida utforskning av kroppar i vårt solsystem. SMD stöder utvecklingen av en djupborrprovtagare kallad Auto-Gopher för potentiell användning i framtida rymdutforskningsuppdrag.

Auto-Gopher använder en piezoelektriskt aktiverad slagmekanism för att bryta formationer och en elektrisk motor för att rotera borrkronan och fånga upp pulveriserat skär. Den innehåller en trådlinjearkitektur; borren är upphängd i änden av ett tjuder med liten diameter som ger kraft, kommunikation, samt konstruktionsstöd som behövs för att sänka och lyfta borren ur borrhålet. Tack vare denna unika arkitektur, det maximala borrdjupet begränsas endast av tjurets längd. Kabeldriften som används på Auto-Gopher tar bort en av de största nackdelarna med traditionella kontinuerliga borrsträngsystem – behovet av flera borrsektioner som kan lägga till avsevärt till massan och komplexiteten hos en djup borr. Som sådan, Auto-Gopher-systemets massa och volym kan hållas ganska låg för grunda eller djupa hål. Under borrning, många sensorer och inbyggda instrument kan utföra in situ-analys av borrhålsväggen. När man når ett förinställt djup, borren dras tillbaka från borrhålet, kärnan och/eller sticklingarna tas bort för detaljerad analys med instrument ombord, och borren sänks tillbaka i hålet för att fortsätta penetrationsprocessen.

Auto-Gopher är tänkt att hjälpa forskare att svara på en av de mest angelägna frågorna inom vetenskapen:Har liv någonsin funnits någon annanstans i universum? Eftersom vatten är en avgörande förutsättning för liv, som vi vet det, NASA:s utforskningsuppdrag riktar sig mot kroppar i solsystemet som är kända för att ha eller har haft flytande vatten. Den senaste Planetary Decadal Survey (Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022) rekommenderade NASA att utforska tre solsystemkroppar med tillgängliga vattenområden:Mars; Jupiters måne, Europa; och Saturnus måne, Enceladus. Var och en av dessa organ ställer olika borrrelaterade utmaningar. Borrning på Mars kräver penetrerande torrt berg och regolit som har fysiska egenskaper (d.v.s. brottgräns, hårdhet, etc.) som kan variera i många storleksordningar genom borrdjupet. En övning på Enceladus och Europa kommer att behöva arbeta i is vid temperaturer under 100 K, samtidigt som den står för den låga gravitationen på Enceladus eller den höga ytstrålningen på Europa. Auto-Gopher måste utformas för att uppnå sina mål att penetrera underytan till stora djup, fånga orörda prover, och leverera dessa prover till instrument ombord för analys eller för potentiell provåterlämnande – allt under de svåra förhållanden som råder i rymden. Illustration av Auto-Gopher-konceptet som en djupborr.

Syftet med utvecklingen av Auto-Gopher är att demonstrera en skalbar teknologi som gör djupborrning möjlig med nuvarande bärraketer och kraftkällor. Denna teknikutveckling har åstadkommits i flera generationer, inklusive Ultrasonic/Sonic Driller/Core, Ultraljud/Sonic Gopher, och Auto-Gopher-1. 2015, PSD tilldelade ett projekt under sitt MatISSE-program för att stödja nästa generations Auto-Gopher-teknologiutveckling – Auto-Gopher-2. 2015, projektet producerade en kärnbrytare och hållarmekanism och demonstrerade deras funktion. Denna senaste borr är också designad för att inrymma elektronik, sensorer, och mekanismer som behövs för autonom borrning, och de kritiska delsystemen håller på att brytas och testas. Framtida planerade aktiviteter inkluderar fältförsök för att validera borroperationer under svåra förhållanden vid ett amerikanskt gipsbrott (gips kan förändras från hårt kristallint gips, till mjuk sockergips, till mycket hård anhydrit med många lerrika vener) och inuti en vakuumkammare, borrning i is vid cirka -100°C.