Nasino vesoljsko plovilo OSIRIS-REx je 3. decembra 2018 doseglo svoj cilj, asteroid Bennu (101955 Bennu). Od takrat vesoljsko plovilo pregleduje površino asteroida in išče primerno pristajalno mesto za zbiranje vzorca. Težava je v tem, da ima Bennu veliko bolj strmo in zahtevno površino, kot se sprva misli.
Osnovna naloga OSIRIS-REx (poreklo, spektralna razlaga, identifikacija virov, varnost, Regolith Explorer) je zbrati vzorec iz asteroida Bennu in ga vrniti na Zemljo. To je tvegan manever in za uspeh mora vesoljsko plovilo najti mesto za vzorčenje, ki izpolnjuje dva pogoja: mora imeti primeren drobnozrnat material za vzorčenje in mora biti varen za vesoljsko plovilo.
Vesoljsko plovilo natančno preučuje površino asteroida in decembra NASA je objavila, da je mesto za vzorčenje zožila na štiri kandidate s ptičjo temo: Kingfisher, Osprey, Sandpiper in Nightingale. Potem ko je NASA še podrobneje pogledala te štiri, je NASA izbrala Nightingale za glavno mesto za vzorčenje, Osprey pa je služil kot podpora.
To je bilo vse v fazi izvida A. Zdaj je misija v fazi rekonstrukcije B in ta faza zahteva, da se OSIRIS-REx zelo približa Bennu.
Domača orbita vesoljskega plovila drži 1,2 km (0,75 milje) nad površino asteroida. Včeraj se je OSIRIS-REx precej približal. Med skoraj 11-urnim manevrom je vesoljsko plovilo prišlo do 620 metrov (0,4 milje) površine in preletelo mesto Nightingale, široko le 16 metrov (52 ft).
To je bil najmanjši manever, ki ga je vesoljsko plovilo kdaj izvedlo. Za začetek pristopa je uporabil enega od svojih potisnikov z nizkim potisnim reakcijskim motorjem (LTR). To so najmanjši potisniki na krovu, vesoljsko plovilo pa so premikali s hitrostjo 3,7 mm / s.
Vesoljsko plovilo se je zdaj vrnilo v svojo varno domačo orbito, toda to je bilo najbližje Nightingaleu.
Vesoljsko plovilo je uporabljalo svoje kamere za izdelavo vgrajenega vizualnega modela mesta Nightingale. Ta model bo uporabil za navigacijo na spletno mesto in iz njega s sistemom NFT (Natural Feature Tracking). NFT deluje tako, da primerja tisto, kar njegove kamere vidijo v realnem času, in njegove slike na krovu.
11. februarja bo OSIRIS-REx izvedel še en odmeren manever nad svojim rezervnim vzorčnim mestom, Osprey.
Potem se bo še bolj približal.
V marcu bo izvedel fazo Recon C. V tej fazi se bo vesoljsko plovilo približalo na razdalji 250 m od Bennuja. 3. marca bo letel nad Nightingalom na tej višini, 26. marca pa bo isto storil tudi za Osprey. Ti preleti bodo zagotovili ključne slike visoke ločljivosti vsakega spletnega mesta za prepoznavanje obilnega drobnozrnatega materiala na vsakem mestu.
Ko je faza C Recon končana, bo OSIRIS-REx izvedel dve vaji svojega vzorčenja. Pustila bo orbito in potovala na vnaprej določeno kontrolno točko neposredno nad lokacijo vzorčenja, nato pa se bo vrnila na varno orbito. V drugi vaji bo orbito in manevriranje pustil na Matchpoint. Tam se boste vrnili na lokacijo za vzorčenje, preden se spet vrnete v orbito.
Te vaje so ključne za uspeh misije. Med vsako vajo bo vesoljsko plovilo spremljalo in analiziralo slike OCAMS in TAGCAMS ter podatke LIDAR. Skupina OSIRIS-REx bo uporabila vse to in preverila, da sistem leta uspešno deluje.
Nato sledi končno vzorčenje.
Instrument TAGSAM za vesoljsko plovilo bo zbral Bennu vzorec regolita. TAGSAM je zgibna robotska roka. Ko se OSIRIS-REx približa Nightingaleu, bo to roko razširil proti površini asteroida. Vesoljsko plovilo se bo asteroidu približalo zelo počasi in TAGSAM bo vzpostavil stik.
Dotaknil se bo površine le kratek čas - približno pet sekund -, kar je dovolj dolgo, da zbere vzorec. Zbira vzorec s pihanjem dušikovega plina na regolit, pošiljanje drobnozrnatega materiala nad površino, ki ga zajame TAGSAM. Nato bo izmerila količino materiala v vzorcu in ugotovila, ali je dovolj. NASA želi zbrati 60-gramski (2,1 oz.) Vzorec.
NASA ima novo metodo tehtanja vzorca. Ko bodo zbrali vzorec, bodo sprožili potisnike, da se vrnejo stran od Bennuja. Nato bodo s podaljšanim TAGSAM-om zavrteli vesoljsko plovilo. Izmerili bodo inercijo in jo primerjali s prejšnjim vrtljajem s TAGSAM-om, razširjenim, vendar praznim.
Če vzorec ni dovolj velik, lahko postopek ponovite. OSIRIS-REx ima dovolj dušika, da po potrebi vzame tri vzorčne vzorce.
Ko bo NASA vedela, da ima uspešno vzorčno zbirko, bo glava TAGSAM-a postavljena v vzorčno povratno kapsulo (SRC). Nato se bo OSIRIS-REx manevriral v počasno vožnjo na varno razdaljo.
Po tem ima vesoljsko plovilo še veliko dela. V Bennuu bo ostal do marca 2021, ki bo preučeval asteroid. Potem bo odšel na Zemljo.
Pričakovani datum vračanja vzorca OSIRIS-REx je september 2023. Če bo šlo vse dobro, bo vesoljsko plovilo SRC izpustilo Zemljo s padalom, kjer ga bodo našli na območju preizkušanja in usposabljanja ameriškega letalstva v Utahu.
Zakaj vzorči Bennu?
Asteroidi so ostali od ostankov našega osončja. Astronomi menijo, da so asteroidi, kot je Bennu, časovne kapsule, neokrnjeni glasniki iz prvih dni Osončja. Bennu je ogljikov asteroid, ki so ga odkrili leta 1999, njegova ogljikova narava pa je pomembna, ker je ogljik ključni element organske kemije. To je tudi potencialno nevaren objekt z možnostjo 1 od 2700, da bo udaril Zemljo med letoma 2175 in 2199. (Drugi izmed ciljev misije OSIRIS-REx je tudi preučevanje učinka Yarkovskyja.)
Izbrana je bila tudi zaradi bližine Zemlje in zaradi svoje primerne orbite. Med izbiro ciljev je bilo v obravnavi več kot 7000 asteroidov v bližini Zemlje, vendar jih je na koncu le 192 imelo primerne orbite.
Bennu je tudi prave velikosti. Če je asteroid premajhen - s premerom manj kot 200 metrov - se vrti prehitro, da bi ohranil površinski material, primeren za vzorčenje. Ves finozrnat material pošljemo v vesolje.
Zahteva po velikosti je seznam zmanjšala z 192 na samo 26.
A v veliki meri sega v Bennovo naravo, bogato z ogljikom. Njegov prvotni ogljik ni spremenjen, odkar se je asteroid oblikoval pred milijardami let. Asteroidi, kot je Bennu, vsebujejo tudi organske molekule, hlapljive snovi in aminokisline, ki so bile predhodnice življenja na Zemlji. Znanstveniki želijo vedeti, kakšno vlogo so lahko igrali asteroidi, kot je Bennu, v življenju na Zemlji, prav tako pa želijo vedeti o njihovi vlogi temeljnega gradnika planetov Osončja.
Od 26 asteroidov, ki jih je na seznamu ostalo le 12, je imelo znano sestavo in le 5 je bilo primitivnih in bogatih z ogljikom.
In zato so ga izbrali.
Več:
- Sporočilo za javnost: Poročilo o stanju: OSIRIS-REx zaključi najbliznejši preliv vzorčnega mesta Nightingale
- Misija za vračanje vzorcev asteroidov OSIRIS-REx
- Pregled vesoljske znanosti: OSIRIS-REx: Povratek vzorca iz asteroida (101955) Bennu
- Vesoljski časopis: Čas je za odločitev. Kje naj OSIRIS-REx vzame vzorec od Bennuja?
