Το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx της NASA έφτασε στο στόχο του, τον αστεροειδή Bennu (101955 Bennu), στις 3 Δεκεμβρίου 2018. Από τότε, το διαστημικό σκάφος εξετάζει την επιφάνεια του αστεροειδούς, αναζητώντας ένα κατάλληλο σημείο προσγείωσης για να συλλέξει ένα δείγμα. Το πρόβλημα είναι ότι ο Bennu έχει πολύ πιο δύσκολη και απαιτητική επιφάνεια από ό, τι πιστεύεται αρχικά.
Η κύρια αποστολή του OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) είναι να συλλέξει ένα δείγμα από τον αστεροειδή Bennu και να το επιστρέψει στη Γη. Αυτός είναι ένας επικίνδυνος ελιγμός και για να είναι επιτυχής το διαστημικό σκάφος πρέπει να βρει μια τοποθεσία δειγματοληψίας που να πληροί δύο προϋποθέσεις: πρέπει να έχει κατάλληλο λεπτόκοκκο υλικό για δειγματοληψία και πρέπει να είναι ασφαλές για το διαστημικό σκάφος.
Το διαστημικό σκάφος μελετά προσεκτικά την επιφάνεια του αστεροειδούς και τον Δεκέμβριο η NASA ανακοίνωσε ότι είχε περιορίσει τη θέση δειγματοληψίας σε τέσσερις υποψήφιους με θέμα τα πτηνά: Kingfisher, Osprey, Sandpiper και Nightingale. Αφού έβλεπε ακόμη πιο προσεκτικά αυτά τα τέσσερα, η NASA επέλεξε το Nightingale ως τον κύριο ιστότοπο δειγματοληψίας, με τον Osprey να λειτουργεί ως εφεδρικό αντίγραφο.
Αυτό ήταν όλο μέρος της Φάσης ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗΣ Τώρα. Η αποστολή βρίσκεται στη Φάση Β Recon και αυτή η φάση απαιτεί το OSIRIS-REx να φτάσει πολύ κοντά στο Bennu.
Η τροχιά του διαστημικού σκάφους το κρατά 1,2 χλμ. (0,75 mi) πάνω από την επιφάνεια του αστεροειδούς. Χθες, το OSIRIS-REx πλησίασε πολύ. Κατά τη διάρκεια σχεδόν 11 ωρών ελιγμών, το διαστημικό σκάφος έφτασε σε απόσταση 620 μέτρων (0,4 mi) από την επιφάνεια και πέταξε πάνω από την τοποθεσία Nightingale, ένα κομμάτι εδάφους πλάτους μόλις 16 μέτρων (52 πόδια).
Αυτό ήταν το μικρότερο ελιγμό που έγινε ποτέ από το διαστημικό σκάφος. Χρησιμοποίησε έναν από τους προωθητήρες συγκρότησης κινητήρα χαμηλής ώσης (LTR) για να ξεκινήσει η προσέγγιση. Αυτοί είναι οι μικρότεροι προωθητές επί του σκάφους και μετακίνησαν το διαστημικό σκάφος στα 3,7 mm / s.
Το διαστημικό σκάφος έχει πλέον επιστρέψει στην τροχιά του ασφαλούς σπιτιού του, αλλά αυτό ήταν το πιο κοντινό με το Nightingale.
Το διαστημικό σκάφος χρησιμοποίησε τις κάμερες του για να δημιουργήσει ένα ενσωματωμένο οπτικό μοντέλο του ιστότοπου Nightingale. Θα χρησιμοποιήσει αυτό το μοντέλο για να μεταβεί στο δρόμο προς και από τον ιστότοπο με το σύστημα Natural Feature Tracking (NFT). Το NFT λειτουργεί συγκρίνοντας τι βλέπουν οι κάμερές του σε πραγματικό χρόνο με τις ενσωματωμένες εικόνες του.
Στις 11 Φεβρουαρίου, το OSIRIS-REx θα πραγματοποιήσει έναν ακόμη κοντινό ελιγμό πάνω από τον εφεδρικό ιστότοπο δειγματοληψίας του, Osprey.
Τότε θα πλησιάσει.
Τον Μάρτιο θα εκτελέσει το Recon Phase C. Σε αυτή τη φάση, το διαστημικό σκάφος θα πλησιάσει σε απόσταση 250 m (820 ft) από το Bennu. Στις 3 Μαρτίου θα πετάξει πάνω από το Nightingale σε αυτό το υψόμετρο και στις 26 Μαρτίου θα κάνει το ίδιο για το Osprey. Αυτά τα flyover θα παρέχουν κρίσιμες εικόνες υψηλής ανάλυσης κάθε ιστότοπου για την αναγνώριση άφθονου λεπτόκοκκου υλικού σε κάθε ιστότοπο.
Μόλις ολοκληρωθεί η φάση C Recon, το OSIRIS-REx θα πραγματοποιήσει δύο πρόβες της λειτουργίας δειγματοληψίας. Θα εξασκηθεί να αφήσει την τροχιά του και να ταξιδέψει σε ένα προκαθορισμένο Σημείο Ελέγχου απευθείας πάνω από την τοποθεσία δειγματοληψίας και μετά θα επιστρέψει στην ασφαλή τροχιά του. Στη δεύτερη πρόβα, θα αφήσει την τροχιά και τον ελιγμό του σε ένα Matchpoint. Εκεί θα αιωρείται πάνω από την τοποθεσία δειγματοληψίας πριν επιστρέψει σε τροχιά ξανά.
Αυτές οι πρόβες είναι κρίσιμες για την επιτυχία της αποστολής. Κατά τη διάρκεια κάθε πρόβας, το διαστημικό σκάφος θα παρακολουθεί και θα αναλύει εικόνες OCAMS και TAGCAMS, καθώς και δεδομένα LIDAR. Η ομάδα OSIRIS-REx θα χρησιμοποιήσει όλα αυτά για να επαληθεύσει ότι το σύστημα πτήσης έχει καλή απόδοση.
Στη συνέχεια έρχεται η τελική δειγματοληψία.
Το όργανο TAGSAM (Touch-and-Go-Sample-Acquisition-Mechanism) του διαστημικού σκάφους θα συλλέξει ένα δείγμα regolith από την Bennu. Το TAGSAM είναι ένας αρθρωτός ρομποτικός βραχίονας. Καθώς το OSIRIS-REx πλησιάζει το Nightingale, θα επεκτείνει αυτό το χέρι προς την επιφάνεια του αστεροειδούς. Το διαστημικό σκάφος θα πλησιάσει τον αστεροειδή πολύ αργά, και όπως το κάνει, το TAGSAM θα έρθει σε επαφή.
Θα αγγίξει την επιφάνεια μόνο για ένα μικρό χρονικό διάστημα - περίπου πέντε δευτερόλεπτα - το οποίο είναι αρκετά μεγάλο για να συλλέξει ένα δείγμα. Συλλέγει ένα δείγμα φυσώντας αέριο άζωτο στον regolith, στέλνοντας λεπτόκοκκο υλικό πάνω από την επιφάνεια, για να συλληφθεί από την TAGSAM. Στη συνέχεια, θα μετρήσει την ποσότητα του υλικού στο δείγμα για να δει αν είναι αρκετό. Η NASA θέλει να συλλέξει δείγμα 60 γραμμαρίων (2,1 ουγκιές).
Η NASA έχει μια νέα μέθοδο ζύγισης του δείγματος. Μόλις συλλέξουν ένα δείγμα, θα πυροβολήσουν τους προωθητές για να απομακρυνθούν από το Bennu. Στη συνέχεια, με την επέκταση του TAGSAM, θα περιστρέψουν το διαστημικό σκάφος. Θα μετρήσουν την αδράνεια και θα τη συγκρίνουν με μια προηγούμενη περιστροφή με το TAGSAM εκτεταμένο, αλλά κενό.
Εάν το δείγμα δεν είναι αρκετά μεγάλο, μπορεί να επαναλάβει τη διαδικασία. Το OSIRIS-REx έχει αρκετό άζωτο για να πραγματοποιήσει τρεις συλλογές δειγμάτων, εάν είναι απαραίτητο.
Μόλις η NASA γνωρίσει ότι έχει μια επιτυχημένη συλλογή δειγμάτων, η κεφαλή TAGSAM θα τοποθετηθεί στην Κάψουλα Επιστροφής Δείγματος (SRC). Στη συνέχεια, το OSIRIS-REx θα μετακινηθεί σε αργή μετάβαση σε ασφαλή απόσταση.
Μετά από αυτό, το διαστημικό σκάφος έχει ακόμη να κάνει. Θα παραμείνει στο Bennu μέχρι τον Μάρτιο του 2021, μελετώντας τον αστεροειδή. Τότε θα φύγει για τη Γη.
Η αναμενόμενη ημερομηνία επιστροφής του δείγματος OSIRIS-REx είναι ο Σεπτέμβριος 2023. Εάν όλα πάνε καλά, το διαστημικό σκάφος θα απελευθερώσει το SRC στη Γη μέσω αλεξίπτωτο, όπου θα ανακτηθεί στη σειρά δοκιμών και εκπαίδευσης της Γιούτα της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ.
Γιατί δείγμα Bennu;
Οι αστεροειδείς παραμένουν υπολείμματα από τις πρώτες μέρες του Ηλιακού μας Συστήματος. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι αστεροειδείς όπως ο Bennu είναι κάψουλες χρόνου, παρθένοι αγγελιοφόροι από τις πρώτες μέρες του Ηλιακού Συστήματος. Το Bennu είναι ένας ανθρακούχος αστεροειδής που ανακαλύφθηκε το 1999 και η ανθρακούχος φύση του είναι σημαντική επειδή ο άνθρακας είναι βασικό στοιχείο της οργανικής χημείας. Είναι επίσης ένα δυνητικά επικίνδυνο αντικείμενο με πιθανότητα 1 στις 2.700 να επηρεάσει τη Γη μεταξύ των ετών 2175 και 2199. (Ένας άλλος από τους στόχους αποστολής του OSIRIS-REx είναι επίσης η μελέτη του Yarkovsky Effect.)
Επιλέχθηκε επίσης λόγω της εγγύτητάς του με τη Γη και λόγω της ευχάριστης τροχιάς της. Κατά τη διάρκεια της επιλογής στόχων, εξετάστηκαν πάνω από 7.000 Αστεροειδείς Κοντά στη Γη, αλλά στο τέλος μόνο 192 από αυτούς είχαν κατάλληλες τροχιές.
Το Bennu είναι επίσης το σωστό μέγεθος. Εάν ένας αστεροειδής είναι πολύ μικρός - λιγότερο από περίπου 200 μέτρα σε διάμετρο - περιστρέφεται πολύ γρήγορα για να συγκρατήσει επιφανειακό υλικό κατάλληλο για δειγματοληψία. Όλο το λεπτόκοκκο υλικό αποστέλλεται στο διάστημα.
Η απαίτηση μεγέθους μείωσε τη λίστα από 192 σε 26.
Αλλά βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην πλούσια σε άνθρακα φύση του Bennu. Ο αρχέγονος άνθρακας του είναι αμετάβλητος από τον αστεροειδή που σχηματίστηκε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Αστεροειδείς όπως το Bennu περιέχουν επίσης οργανικά μόρια, πτητικά και αμινοξέα που μπορεί να ήταν οι πρόδρομοι της ζωής στη Γη. Οι επιστήμονες θέλουν να μάθουν τι ρόλο έχουν διαδραματίσουν οι αστεροειδείς όπως ο Bennu στη ζωή στη Γη και θέλουν επίσης να μάθουν για το ρόλο τους ως θεμελιώδες δομικό στοιχείο των πλανητών του Ηλιακού Συστήματος.
Από τους 26 αστεροειδείς που έμειναν στη λίστα, μόνο 12 είχαν μια γνωστή σύνθεση και μόνο 5 ήταν πρωτόγονοι και πλούσιοι σε άνθρακα.
Και γι 'αυτό το επέλεξαν.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Αναφορά κατάστασης: Το OSIRIS-REx Ολοκληρώνει το πλησιέστερο Flyover του δείγματος Nightingale
- Αποστολή δειγμάτων αστεροειδών OSIRIS-REx
- Space Science Review: OSIRIS-REx: Επιστροφή δείγματος από τον αστεροειδή (101955) Bennu
- Space Magazine: Ήρθε η ώρα να αποφασίσετε. Πού πρέπει το OSIRIS-REx να λάβει δείγμα από το Bennu;
