A NASA OSIRIS-REx űrhajója 2018. december 3-án érte el célját, a Bennu aszteroidát (101955 Bennu). Azóta az űrhajó megvizsgálja az aszteroida felületét, és megfelelő minta leszállás helyét keresi a minta gyűjtésére. A probléma az, hogy Bennu sokkal sziklaabb és kihívásokkal teli felülettel rendelkezik, mint az eredetileg gondoltak.
Az OSIRIS-REx (Eredetek, Spektrális értelmezés, Erőforrás-azonosítás, Biztonság, Regolith Explorer) elsődleges feladata a Bennu aszteroidából származó minta gyűjtése és a Földre való visszatérése. Ez kockázatos manőver, és ahhoz, hogy sikeres legyen, az űrhajónak olyan mintavételi helyet kell találnia, amely megfelel két feltételnek: a mintavételhez megfelelő finomszemcsés anyaggal kell rendelkeznie, és biztonságosnak kell lennie az űrhajó számára.
Az űrhajó szorosan megvizsgálta az aszteroida felületét, és decemberben a NASA bejelentette, hogy négy madár témájú jelöltre szűkítették a mintavételi helyet: Kingfisher, Osprey, Sandpiper és Nightingale. Miután még közelebbről megvizsgálta ezeket a négyet, a NASA a Nightingale-t választotta elsődleges mintavételi helyének, Osprey-t pedig tartalékként.
Ez mind része volt a felderítés A. fázisának. Most a misszió a B felújítási fázisban van, és ehhez a szakaszhoz az OSIRIS-REx megköveteli, hogy szuper közel kerüljön Bennuhoz.
Az űrhajó otthoni pályája 1,2 km-re (0,75 mérföld) tartja az aszteroida felszíne felett. Tegnap az OSIRIS-REx sokkal közelebb került. Egy majdnem 11 órás manőver során az űrhajó 620 méter (0,4 mérföld) távolságra jutott a felszíntől, és a Nightingale helyén repült, amely mindössze 16 méter (52 láb) széles volt.
Ez volt a legkisebb manőver, amelyet az űrhajó valaha végzett. A megközelítés kezdeményezésére az alacsony nyomású motor (ASR) motorjának egyikét használja. Ezek a legkisebb tolóerő a fedélzeten, és az űrhajót 3,7 mm / s sebességgel mozgatták.
Az űrhajó visszatért biztonságos otthoni pályájára, de ez volt a legközelebb a Nightingale-hez.
Az űrhajó kameráival felépítette a Nightingale webhelyének fedélzeti vizuális modelljét. Ezt a modellt arra használja, hogy navigáljon a helyszínre és onnan onnan, természetes funkciók nyomkövető (NFT) rendszerével. Az NFT úgy működik, hogy összehasonlítja a fényképezőgépek által valós időben látott képeket a fedélzeti képekkel.
Február 11-én az OSIRIS-REx újabb közeli manővert hajt végre a tartalék mintavételi helyén, az Osprey-n.
Akkor még közelebb kerül.
Márciusban elvégzi a Recon C fázist. Ebben a szakaszban az űrhajó Bennu-tól 250 m-re (820 ft.) Belül megközelítik. Március 3-án repül a Nightingale felett abban a magasságban, és március 26-án ugyanezt fogja tenni Osprey-vel. Ezek a átjárások kritikus nagy felbontású képeket nyújtanak az egyes helyekről, hogy azonosítsák az egyes helyekben található bőséges finomszemcsés anyagot.
Amint a Recon fázis befejeződik, az OSIRIS-REx két próbát hajt végre a mintavételi művelet során. Gyakorlatilag elhagyja pályáját és egy előre meghatározott ellenőrző pontra utazik közvetlenül a mintavételi hely felett, majd visszatér biztonságos pályájára. A második próba során keringési pályáját hagyja és a manővert a mérkőzéspont felé hagyja. Ott lebeg a mintavételi hely felett, mielőtt újra visszatér a pályára.
Ezek a próbák kritikusak a misszió sikeréhez. Minden próba során az űrhajó nyomon követi és elemzi az OCAMS és a TAGCAMS képeket, valamint a LIDAR adatokat. Az OSIRIS-REx csapata mindezt felhasználja annak ellenőrzésére, hogy a repülési rendszer jól teljesít.
Aztán jön a végső mintavétel.
Az űrhajó TAGSAM (érintőképernyős és mintavétel-beszerzési mechanizmus) eszköze begyűjt egy regolith mintát Bennu-tól. A TAGSAM egy csuklós robotkar. Amint az OSIRIS-REx közeledik a Nightingale-hez, ez kinyújtja ezt a karját az aszteroida felülete felé. Az űrhajó nagyon lassan közeledik az aszteroidához, és amint ezt megteszi, a TAGSAM kapcsolatba lép.
Csak egy rövid ideig - körülbelül öt másodpercig - érinti a felületet, amely elég hosszú ahhoz, hogy a mintát összegyűjtse. Összegyűjti a mintát azáltal, hogy nitrogéngázt fúj fel a regolitra, és finomszemcsés anyagot küld a felszín fölé, hogy a TAGSAM elfogja. Ezután meg fogja mérni a mintában lévő anyag mennyiségét, hogy megtudja, elég-e. A NASA 60 gramm (2,1 uncia) mintát akar gyűjteni.
A NASA új módszerrel rendelkezik a minta mérésére. Miután összegyűjtöttek egy mintát, elengedik a hengereket, hogy visszatérjenek Bennultól. Ezután a meghosszabbított TAGSAM-kal megpördítik az űrhajót. Megmérik a tehetetlenséget, és összehasonlítják egy korábbi spinnel a kiterjesztett, de üres TAGSAM-szel.
Ha a minta nem elég nagy, megismételheti az eljárást. Az OSIRIS-REx elegendő mennyiségű nitrogént tartalmaz, ha szükséges, három mintagyűjtéshez.
Amint a NASA megtudja, hogy sikeres mintagyűjtése van, a TAGSAM fejet behelyezik a minta visszatérő kapszulaba (SRC). Ezután az OSIRIS-REx-et lassú biztonságos távolságba sodródásként kell manőverezni.
Ezt követően az űrhajónak még munkája van. 2021 márciusáig Bennuban marad, tanulmányozva az aszteroidát. Akkor indul a Föld felé.
Az OSIRIS-REx várt mintájának visszaküldésének dátuma 2023. szeptember. Ha minden jól megy, az űrhajó ejtőernyőn keresztül engedi az SRC-t a Földre, ahol azt az USA légierőjének Utah-i teszt- és edzőterületén találják meg.
Miért a Bennu minta?
Az aszteroidák maradványaik maradtak Naprendszerünk korai napjaiban. A csillagászok olyan aszteroidákat gondolnak, mint a Bennu, mint időkapszulák, tiszta hírnökök a Naprendszer kezdeti napjaiból. A Bennu egy széntartalmú aszteroid, amelyet 1999-ben fedeztek fel, és széntartalmú jellege fontos, mivel a szén a szerves kémia kulcseleme. Ez egy potenciálisan veszélyes tárgy is, amelynek 2100-ból 2199-ig a 2 700-ból 1-es valószínűsége van arra, hogy a Földre hatással legyen. (Az OSIRIS-REx missziójának egy másik célja a Yarkovsky-effektus tanulmányozása.)
A Föld közelsége és a kellemes pályája miatt is választották. A célkiválasztás során több mint 7000 Föld közeli aszteroidát vizsgáltak, de végül csak 192-nek volt megfelelő pályája.
A Bennu szintén megfelelő méretű. Ha egy aszteroida túl kicsi - körülbelül 200 méter átmérőnél kisebb -, akkor túl gyorsan forog, hogy megőrizze a mintavételre alkalmas felszíni anyagot. Az összes finomszemcsés anyagot az űrbe továbbítják.
A méretkövetelmény 192-ről 26-ra csökkentette a listát.
De nagyrészt a Bennu széndioxidos természetéből fakad. Elsődleges szénje változatlan, mivel az aszteroida több milliárd évvel ezelőtt alakult ki. Az olyan aszteroidák, mint a Bennu, tartalmaznak továbbá olyan szerves molekulákat, illékony anyagokat és aminosavakat, amelyek előfutárai lehettek a Földön. A tudósok meg akarják tudni, hogy milyen szerepet játszottak olyan aszteroidák, mint Bennu az életben a Földön, és meg akarják tudni a szerepüket is, mint a Naprendszer bolygóinak alapvető építőeleme.
A listán maradt 26 aszteroid közül csak 12 ismert összetételű, és csak öt primitív és szénben gazdag.
És ezért választották.
Több:
- Sajtóközlemény: Állapotjelentés: Az OSIRIS-REx lezárja a mintadarab-csalódás legszorosabb átjárását
- OSIRIS-REx aszteroidaminta visszatérési misszió
- Űrtudomány áttekintés: OSIRIS-REx: Mintavisszatér az aszteroidából (101955) Bennu
- Space Magazine: Ideje dönteni. Hol kell az OSIRIS-REx-hez mintát venni Bennustól?
