Kozmická loď NASA OSIRIS-REx dosiahla svoj cieľ, asteroid Bennu (101955 Bennu), 3. decembra 2018. Od tej doby kozmická loď skúma povrch asteroidu a hľadá vhodné miesto na pristátie na odber vzorky. Problém je, že Bennu má omnoho horšia a náročnejšia plocha, ako sa pôvodne myslelo.
Primárnou úlohou OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) je odobrať vzorku z asteroidu Bennu a vrátiť ju na Zem. Je to riskantný manéver a aby bola kozmická loď úspešná, musí nájsť miesto odberu vzoriek, ktoré spĺňa dve podmienky: musí mať vhodný jemnozrnný materiál na odber vzoriek a musí byť pre kozmickú loď bezpečný.
Kozmická loď pozorne študovala povrch asteroidu av decembri NASA oznámila, že zúžila miesto vzorkovania na štyroch kandidátov na vtáčiu tematiku: Kingfisher, Osprey, Sandpiper a Nightingale. Po bližšom pohľade na tieto štyri si NASA vybrala Nightingale ako primárne miesto odberu vzoriek, pričom Osprey slúžil ako záložné miesto.
To všetko bolo súčasťou fázy prieskumu A. Teraz je misia v fáze B fázy rekonštrukcie a táto fáza si vyžaduje, aby sa OSIRIS-REx dostal veľmi blízko k Bennu.
Domáca obežná dráha kozmickej lode ju udržiava 1,2 km (0,75 mi) nad hladinou asteroidu. Včera sa OSIRIS-REx dostal oveľa bližšie. Počas takmer 11-hodinového manévrovania sa kozmická loď dostala na 620 metrov (0,4 míle) od povrchu a preletela cez miesto slávenia, náplasť zeme široká iba 16 metrov (52 stôp).
Bol to najmenší manéver, aký kedy kozmická loď vykonala. Na začatie priblíženia použil jeden zo svojich tryskových agregátov LTR (Low Thrust Reaction Engine Assembly). Sú to najmenšie pohony na palube a posunuli kozmickú loď rýchlosťou 3,7 mm / s.
Kozmická loď sa teraz vrátila na svoju bezpečnú domácu obežnú dráhu, ale toto bolo najbližšie k Nightingale.
Kozmická loď použila svoje kamery na vytvorenie palubného vizuálneho modelu lokality Nightingale. Tento model použije na navigáciu na svoje miesto a späť zo systému pomocou systému NFT (Natural Feature Tracking). NFT pracuje porovnaním toho, čo jeho kamery vidia v reálnom čase, so svojimi obrazovkami na palube.
11. februára OSIRIS-REx vykoná ďalší detailný manéver cez svoje miesto vzorkovania zálohy, Osprey.
Potom sa to ešte viac priblíži.
V marci sa uskutoční fáza Recon Phase C. V tejto fáze sa kozmická loď priblíži do vzdialenosti 250 m (820 ft.) Od Bennu. 3. marca preletí slávik v tejto nadmorskej výške a 26. marca to isté urobí aj pre Osprey. Tieto prelety poskytnú zásadné obrázky s vysokým rozlíšením pre každé miesto na identifikáciu hojného jemnozrnného materiálu v každom mieste.
Po dokončení fázy C fázy II vykoná OSIRIS-REx dve skúšky operácie vzorkovania. Prakticky opustí svoju obežnú dráhu a cestuje na vopred určený kontrolný bod priamo nad miestom odberu vzoriek, potom sa vráti na svoju bezpečnú obežnú dráhu. V druhej skúške zanechá svoju obežnú dráhu a manéver na zápas. Tam sa presunie na miesto vzorkovania a potom sa vráti na obežnú dráhu.
Tieto skúšky sú rozhodujúce pre úspech misie. Počas každej skúšky kozmická loď sleduje a analyzuje snímky OCAMS a TAGCAMS a údaje LIDAR. Tím OSIRIS-REx použije všetky tieto informácie na overenie, či letový systém funguje dobre.
Potom prichádza konečný odber vzoriek.
Prístroj TAGSAM (Touch-and-Go-Sample-Acquisition-Mechanism), ktorý je súčasťou kozmickej lode, zhromaždí od spoločnosti Bennu vzorku regolitu. TAGSAM je kĺbové robotické rameno. Keď sa OSIRIS-REx blíži k slávikovi, roztiahne túto ruku smerom k povrchu asteroidu. Kozmická loď sa k asteroidu priblíži veľmi pomaly, a keď to urobí, TAGSAM sa spojí.
Dotkne sa povrchu iba na krátku dobu - asi päť sekúnd - čo je dosť dlho na zhromaždenie vzorky. Zhromažďuje vzorku vyfukovaním plynného dusíka na regolit, posielaním jemnozrnného materiálu nad povrch, ktorý má zachytiť TAGSAM. Potom zmeria množstvo materiálu vo vzorke, aby sa zistilo, či je to dosť. NASA chce odobrať vzorku s hmotnosťou 60 g.
NASA má nový spôsob váženia vzorky. Keď zhromaždia vzorku, vystrelia trysky, aby ustúpili od Bennu. Potom s predĺženým TAGSAMom roztočia kozmickú loď. Zmeria zotrvačnosť a porovná ju s predchádzajúcou rotáciou s predĺženým, ale prázdnym TAGSAM.
Ak vzorka nie je dostatočne veľká, môže postup zopakovať. OSIRIS-REx má dostatok dusíka na vykonanie troch odberov vzoriek, ak je to potrebné.
Keď NASA vie, že má úspešnú zbierku vzoriek, hlava TAGSAM sa vloží do Sample Return Capsule (SRC). Potom bude OSIRIS-REx manévrovaný do pomalého driftu do bezpečnej vzdialenosti.
Potom musí mať kozmická loď ešte čo robiť. Zostane v Bennu až do marca 2021, keď študuje asteroid. Potom pôjde na Zem.
Očakávaný dátum návratu vzorky OSIRIS-REx je september 2023. Ak všetko pôjde dobre, kozmická loď uvoľní SRC na Zem prostredníctvom padáka, kde sa získa späť v testovacom a výcvikovom pásme leteckých síl USA.
Prečo Sample Bennu?
Asteroidy zostávajú zostatky z prvých dní našej slnečnej sústavy. Astronómovia považujú asteroidy, ako je Bennu, za časové kapsuly, nedotknuté posly z prvých dní slnečnej sústavy. Bennu je uhlíkatý asteroid, ktorý bol objavený v roku 1999, a jeho uhlíkatá povaha je dôležitá, pretože uhlík je kľúčovým prvkom organickej chémie. Je to tiež potenciálne nebezpečný objekt, ktorý má šancu ovplyvniť Zem medzi rokmi 2175 a 2199 s pravdepodobnosťou 1 z 2 700. (Ďalším z cieľov misie OSIRIS-REx je tiež študovať Yarkovsky efekt.)
Bol tiež vybraný kvôli svojej blízkosti k Zemi a kvôli jeho príjemnej obežnej dráhe. Pri výbere cieľa sa zvažovalo viac ako 7 000 asteroidov v blízkosti Zeme, ale nakoniec iba 192 z nich malo vhodné obežné dráhy.
Bennu má tiež správnu veľkosť. Ak je asteroid príliš malý - s priemerom menej ako asi 200 metrov - točí sa príliš rýchlo, aby si uchoval povrchový materiál vhodný na odber vzoriek. Všetok jemnozrnný materiál sa vypúšťa do vesmíru.
Požiadavka na veľkosť zmenšila zoznam zo 192 na iba 26.
Z veľkej časti to však súvisí s Bennuho uhlíkom bohatou povahou. Jeho prvotný uhlík sa nezmenil, pretože asteroid vznikol pred miliardami rokov. Asteroidy ako Bennu tiež obsahujú organické molekuly, prchavé látky a aminokyseliny, ktoré mohli byť predchodcami života na Zemi. Vedci chcú vedieť, akú úlohu mohli asteroidy ako Bennu hrať v živote na Zemi, a tiež chcú vedieť o ich úlohe ako základného stavebného bloku planét slnečnej sústavy.
Z 26 asteroidov, ktoré zostali na zozname, malo iba 12 známe zloženie a iba 5 bolo primitívnych a bohaté na uhlík.
Preto si to vybrali.
Viac:
- Tlačová správa: Správa o stave: OSIRIS-REx dokončil najbližší prelet vzorky Nightingale
- Návratová misia asteroidov OSIRIS-REx
- Space Science Review: OSIRIS-REx: Vzorový návrat z asteroidu (101955) Bennu
- Space Magazine: Je čas sa rozhodnúť. Kde by mal OSIRIS-REx odobrať vzorku od spoločnosti Bennu?
