NASA kosmoseaparaat OSIRIS-REx jõudis oma sihini, asteroid Bennu (101955 Bennu), 3. detsembril 2018. Sellest ajast alates on kosmoseaparaat uurinud asteroidi pinda, otsides proovi kogumiseks sobivat maandumispaika. Probleem on selles, et Bennu pind on palju rokilikum ja väljakutsuvam, kui algselt arvati.
OSIRIS-RExi (päritolu, spektritõlgendamine, ressursside tuvastamine, turvalisus, Regolith Exploreri) peamine ülesanne on koguda proov asteroidilt Bennu ja viia see Maale tagasi. See on riskantne manööver ja õnnestumiseks peab kosmoselaev leidma proovivõtukoha, mis vastab kahele tingimusele: sellel peab proovide jaoks olema sobiv peeneteraline materjal ja see peab olema kosmoselaeva jaoks ohutu.
Kosmoseaparaat on asteroidi pinda tähelepanelikult uurinud ja detsembris teatas NASA, et nad ahendasid proovivõtukohta nelja linnuteemalise kandidaadi võrra: Kingfisher, Osprey, Sandpiper ja Nightingale. Pärast nende neljaga veelgi lähemalt tutvumist valis NASA peamiseks proovivõtukohaks Nightingale'i, varukoopiaks Osprey.
See oli osa tutvumise A-etapist. Nüüd on missioon B-etapis ja see etapp nõuab OSIRIS-RExi jõudmist Bennu lähedale.
Kosmoseaparaadi kodune orbiit hoiab seda 1,2 km (0,75 mi) asteroidi pinna kohal. Eile sai OSIRIS-REx palju lähemale. Ligi 11-tunnise manöövri ajal jõudis kosmoseaparaat pinnale 620 meetri (0,4 miili) piires ja lendas üle Nightingale'i platsi, ainult 16 meetri (52 jalga) laiuse maapinnaga.
See oli väikseim manööver, mida kosmoselaev on kunagi läbi viinud. Ta kasutas lähenemise algatamiseks ühte oma madala tõukejõu reaktsioonimootori koostist (LTR). Need on pardal olevad väikseimad tõukejõud ja nad liikusid kosmoselaeva kiirusel 3,7 mm / s.
Kosmoseaparaat on nüüd naasnud oma turvalisele koduorbiidile, kuid see oli kõige lähemal Nightingale'ile.
Kosmoseaparaat kasutas oma kaameraid Nightingale'i saidi visuaalse mudeli ehitamiseks. Ta kasutab seda mudelit oma loomulike omaduste jälgimise (NFT) süsteemi abil saidile ja sealt välja liikumiseks. NFT töötab, võrreldes oma kaamerate reaalajas nähtavust pardal olevate piltidega.
11. veebruaril teeb OSIRIS-REx oma varunäidiste proovivõtukoha Osprey kohal veel ühe lähivõtte.
Siis läheb see veelgi lähemale.
Märtsis teeb ta Recon C-faasi. Selles etapis läheneb kosmoseaparaat Bennu linnast 250 m (820 jalga) kaugusele. 3. märtsil lendab see sellel kõrgusel ööbiku kohal ja 26. märtsil teeb see sama ka Ospreyga. Need ületamised pakuvad igast saidist üliolulisi kõrge eraldusvõimega pilte, et tuvastada igas kohas rikkalikku peeneteralist materjali.
Kui C-faasi lõpuleviimine on lõpule viidud, teeb OSIRIS-REx proovide võtmise kaks katset. Ta lahkub oma orbiidilt ja sõidab eelnevalt kindlaksmääratud kontrollpunkti otse üle proovivõtukoha, siis naaseb ta oma turvalisele orbiidile. Teises proovis jätab ta oma orbiidi ja manööverdab mängupunkti. Seal liigutatakse enne proovide uuesti orbiidile naasmist proovivõtukoha kohal.
Need proovid on missiooni õnnestumiseks üliolulised. Iga harjutuse ajal jälgib ja analüüsib kosmoselaev OCAMSi ja TAGCAMSi pilte ning LIDARi andmeid. OSIRIS-RExi meeskond kasutab seda kõike selleks, et kontrollida, kas lennusüsteem töötab hästi.
Seejärel tuleb viimane proovivõtt.
Kosmoseaparaadi TAGSAM (puutetundlike ja liikuvate proovide võtmise mehhanism) kogub Bennu regolithi proovi. TAGSAM on liigendiga robotkäsi. Kui OSIRIS-REx läheneb Ööbikule, ulatub see selle käe asteroidi pinna poole. Kosmoseaparaat läheneb asteroidile väga aeglaselt ja kui ta seda teeb, võtab TAGSAM ühendust.
See puudutab pinda vaid lühikese aja jooksul - umbes viis sekundit -, mis on proovi kogumiseks piisavalt pikk. Proov kogutakse lämmastiku gaasi puhumisega regoliidile, saades peeneteralise materjali pinna kohal, et jäädvustada TAGSAM-iga. Seejärel mõõdab proovis oleva materjali hulk, et näha, kas sellest piisab. NASA soovib koguda 60-grammise (2,1 untsi) proovi.
NASA-l on uudne proovide kaalumise meetod. Kui nad on proovi kogunud, lasevad nad tõukejõud Bennu juurest tagasi. Seejärel keerutavad nad laiendatud TAGSAMiga kosmoselaeva. Nad mõõdavad inertsit ja võrdlevad seda varasema keerutusega TAGSAM-i laiendatud, kuid tühjaga.
Kui proov ei ole piisavalt suur, saab seda protseduuri korrata. OSIRIS-RExil on piisavalt lämmastikku, et vajadusel kolme proovi koguda.
Kui NASA teab, et neil on õnnestunud proovide kogumine, pannakse TAGSAMi pea proovikapslisse (SRC). Siis manööverdatakse OSIRIS-REx aeglase liikumisega ohutule kaugusele.
Pärast seda on kosmoselaeval veel tööd teha. See jääb Bennusse kuni märtsini 2021, õppides asteroidi. Siis lahkub see Maa poole.
OSIRIS-RExi eeldatav proovide tagastamise tähtaeg on september 2023. Kui kõik läheb hästi, laseb kosmoselaev SRC maa peale langevarju kaudu, kust see saadakse USA õhujõudude Utah 'testimis- ja treeningulaval.
Miks just Bennu proov?
Asteroidid on jäänud alles meie päikesesüsteemi algusaegadest. Astronoomid mõtlevad asteroididele nagu Bennu kui ajakapslid, põlised sõnumitoojad Päikesesüsteemi algusaegadest. Bennu on süsinikku sisaldav asteroid, mis avastati 1999. aastal, ja selle süsinikdioksiid on oluline, kuna süsinik on orgaanilise keemia võtmeelement. See on ka potentsiaalselt ohtlik objekt, mille tõenäosus Maale mõjuda 1-st 2700-st on vahemikus 2175 kuni 2199. (Veel üks OSIRIS-RExi missiooni eesmärkidest on uurida ka Yarkovski efekti.)
See valiti ka Maa läheduse ja orbiidi tõttu. Sihtmärgi valimise ajal kaaluti Maa lähedal asteroide üle 7000, kuid lõpuks oli neist vaid 192 sobivat orbiiti.
Ka Bennu on paraja suurusega. Kui asteroid on liiga väike - väiksema kui umbes 200 meetri läbimõõduga -, keerutab ta proovide jaoks sobivat pinnamaterjali liiga kiiresti. Kogu peeneteraline materjal saadetakse kosmosesse.
Suurusnõue vähendas nimekirja 192-lt vaid 26-ni.
Kuid see taandub suuresti Bennu süsinikurikkale loodusele. Selle ürgne süsinik on muutumatu, kuna asteroid moodustas miljardeid aastaid tagasi. Asteroidid, nagu Bennu, sisaldavad ka orgaanilisi molekule, lenduvaid aineid ja aminohappeid, mis võisid olla Maa elu eelkäijad. Teadlased tahavad teada, millist rolli asteroidid nagu Bennu võisid Maal elades mängida, ja nad tahavad teada ka nende rollist Päikesesüsteemi planeetide olulise alusplokina.
Loendisse jäänud 26 asteroidist oli teadaoleva koostisega vaid 12 ja ainult 5 olid primitiivsed ja süsinikurikkad.
Ja sellepärast nad selle valisidki.
Veel:
- Pressiteade: olekuaruanne: OSIRIS-REx lõpetab ööbikuproovi lähima proovi
- Asteroidi proovi tagasisaatmismissioon OSIRIS-REx
- Kosmoseteaduse ülevaade: OSIRIS-REx: Proovi tagasitulek asteroidilt (101955) Bennu
- Ajakiri Space: aeg on otsustada. Kust peaks OSIRIS-REx Bennu proovi võtma?
