NASA OSIRIS-REx kosmosa kuģis savu mērķi, asteroīdu Bennu (101955 Bennu), sasniedza 2018. gada 3. decembrī. Kopš tā laika kosmosa kuģis pēta asteroīda virsmu, meklējot piemērotu piezemēšanās vietu parauga savākšanai. Problēma ir tā, ka Bennu ir daudz akmeņaināka un izaicinošāka virsma, nekā sākotnēji domāja.
OSIRIS-REx (izcelsme, spektrālā interpretācija, resursu identificēšana, drošība, Regolith Explorer) galvenā misija ir savākt paraugu no asteroīda Bennu un atgriezt to uz Zemes. Tas ir riskants manevrs, un, lai gūtu panākumus, kosmosa kuģim jāatrod paraugu ņemšanas vieta, kas atbilst diviem nosacījumiem: tam jābūt ar piemērotu smalkgraudainu materiālu paraugu ņemšanai, un tam jābūt drošam kosmosa kuģim.
Kosmosa kuģis ir cieši izpētījis asteroīda virsmu, un decembrī NASA paziņoja, ka viņi ir sašaurinājuši paraugu ņemšanas vietu līdz četriem putnu tēmu kandidātiem: Kingfisher, Osprey, Sandpiper un Nightingale. Vēl rūpīgāk apskatot šos četrus, NASA kā galveno paraugu ņemšanas vietu izvēlējās Nightingale, bet kā rezerves daļu Osprey.
Tas viss bija daļa no iepazīšanās ar A fāzi. Tagad misija ir B rekonstrukcijas fāzē, un šai fāzei ir nepieciešams OSIRIS-REx, lai nokļūtu super tuvu Bennu.
Kosmosa kuģa mājas orbīta to uztur 1,2 km (0,75 jūdzes) virs asteroīda virsmas. Vakar OSIRIS-REx kļuva daudz tuvāk. Gandrīz 11 stundu garā manevra laikā kosmosa kuģis nokļuva 620 metru (0,4 jūdžu) attālumā no virsmas un lidoja virs Lakstīgalas vietas - zemes pleķa, kura platums bija tikai 16 metri (52 pēdas).
Šis bija mazākais manevrs, ko jebkad veicis kosmosa kuģis. Lai sāktu pieeju, tas izmantoja vienu no tā zemas vilces reakcijas dzinēja montāžas (LTR) virzītājiem. Tie ir vismazākie borta dzinēji, un tie pārvietoja kosmosa kuģi ar ātrumu 3,7 mm / s.
Kosmosa kuģis tagad ir atgriezies drošajā mājas orbītā, taču tas bija vistuvāk Nightingale.
Kosmosa kuģis izmantoja savas kameras, lai izveidotu vietnes Nightingale borta vizuālo modeli. Tas izmantos šo modeli, lai pārietu uz vietni un no tās, izmantojot savu dabisko funkciju izsekošanas (NFT) sistēmu. NFT darbojas, salīdzinot kameru redzamos reāllaikā ar borta attēliem.
11. februārī OSIRIS-REx veiks vēl vienu tuvplāna manevru rezerves rezerves paraugu ņemšanas vietā Osprey.
Tad tas kļūs vēl tuvāk.
Martā tas veiks Recon C fāzi. Šajā fāzē kosmosa kuģis tuvosies 250 m (820 pēdu) attālumā no Bennu. 3. martā tas lidos virs lakstīgalas šajā augstumā, un 26. martā tas pats notiks ar Osprey. Šie pārlidojumi nodrošinās kritiskus katras vietas augstas izšķirtspējas attēlus, lai katrā vietā identificētu bagātīgi smalkgraudainus materiālus.
Kad C rekonstrukcijas fāze ir pabeigta, OSIRIS-REx veiks divus paraugu ņemšanas darbības mēģinājumus. Tā praktizēs izeju no orbītas un dodas uz iepriekš noteiktu kontrolpunktu tieši virs paraugu ņemšanas vietas, pēc tam atgriezīsies drošajā orbītā. Otrajā mēģinājumā tā atstāj savu orbītu un manevrē līdz mačpunktam. Pirms atgriešanās orbītā, tas novietos rādītāju virs paraugu ņemšanas vietas.
Šiem mēģinājumiem ir izšķiroša nozīme misijas panākumos. Katra mēģinājuma laikā kosmosa kuģis izsekos un analizēs OCAMS un TAGCAMS attēlus un LIDAR datus. OSIRIS-REx komanda izmantos visu, lai pārbaudītu, vai lidojuma sistēma darbojas labi.
Tad seko galīgā paraugu ņemšana.
Kosmosa kuģa TAGSAM (skārienjūtības un parauga iegūšanas-iegūšanas mehānisms) savāc reģenerācijas paraugu no Bennu. TAGSAM ir artikulēta robotizēta roka. Kad OSIRIS-REx tuvojas lakstīgalai, tā pagarinās šo roku pret asteroīda virsmu. Kosmosa kuģis ļoti lēni tuvosies asteroīdam, un, tā rīkojoties, TAGSAM nodibinās kontaktus.
Tam virsma būs jāpieskaras tikai īsu laika posmu - apmēram piecas sekundes -, kas ir pietiekami ilgs, lai savāktu paraugu. Tas savāc paraugu, uzpūšot slāpekļa gāzi uz regolīta, nosūtot smalkgraudainu materiālu virs virsmas, lai notvertu TAGSAM. Pēc tam tiks izmērīts materiāla daudzums paraugā, lai redzētu, vai tas ir pietiekami. NASA vēlas savākt 60 gramu (2,1 unces) paraugu.
NASA ir jauna parauga svēršanas metode. Kad viņi būs savākuši paraugu, viņi atlaida virzītājus, lai izvairītos no Bennu. Pēc tam, pagarinot TAGSAM, viņi griezīsies ar kosmosa kuģi. Viņi izmērīs inerci un salīdzinās to ar iepriekšējo griešanos ar pagarinātu TAGSAM, bet tukšu.
Ja paraugs nav pietiekami liels, to var atkārtot. OSIRIS-REx ir pietiekami daudz slāpekļa, lai vajadzības gadījumā veiktu trīs paraugu kolekcijas.
Tiklīdz NASA uzzinās, ka viņiem ir veiksmīga paraugu kolekcija, TAGSAM galva tiks ievietota atpakaļnosūtīšanas kapsulā (SRC). Tad OSIRIS-REx tiks manevrēts lēnā novirzīšanās uz drošu attālumu.
Pēc tam kosmosa kuģim vēl ir jāstrādā. Tas paliks Bennu līdz 2021. gada martam, pētot asteroīdu. Tad tas izlidos uz Zemi.
Paredzētais OSIRIS-REx parauga atgriešanās datums ir 2023. gada septembris. Ja viss iet labi, kosmosa kuģis ar izpletni atbrīvos SRC uz Zemi, kur tas tiks iegūts ASV Gaisa spēku Jūtas testa un apmācības diapazonā.
Kāpēc Bennu izlase?
Asteroīdi paliek pāri mūsu Saules sistēmas pirmajām dienām. Astronomi domā par tādiem asteroīdiem kā Bennu kā laika kapsulas, senatnīgus vēstnešus no Saules sistēmas sākuma dienām. Bennu ir oglekļa asteroīds, kas tika atklāts 1999. gadā, un tā oglekļa veida raksturs ir svarīgs, jo ogleklis ir organiskās ķīmijas galvenais elements. Tas ir arī potenciāli bīstams objekts ar iespēju 1 no 2700 ietekmēt Zemi no 2175. līdz 2199. gadam. (Vēl viens no OSIRIS-REx misijas mērķiem ir izpētīt arī Jarkovskas efektu.)
Tas tika izvēlēts arī tā tuvuma Zemei un patīkamās orbītas dēļ. Mērķa izvēles laikā tika apskatīti vairāk nekā 7000 tuvējo Zemes asteroīdu, bet galu galā tikai 192 no tiem bija piemērotas orbītas.
Arī Bennu ir pareizais izmērs. Ja asteroīds ir pārāk mazs - mazāks par apmēram 200 metriem - tas griežas pārāk ātri, lai saglabātu paraugu ņemšanai piemērotu virsmas materiālu. Viss smalkgraudains materiāls tiek nosūtīts kosmosā.
Prasība pēc lieluma samazināja sarakstu no 192 līdz tikai 26.
Bet tas lielā mērā ir saistīts ar Bennu ar oglekli bagāto dabu. Tā pirmatnējā ogle nav mainīta kopš asteroīda veidošanās pirms miljardiem gadu. Asteroīdi, piemēram, Bennu, satur arī organiskas molekulas, gaistošas vielas un aminoskābes, kas, iespējams, bija dzīvības priekšgājēji uz Zemes. Zinātnieki vēlas uzzināt, kāda loma asteroīdiem, piemēram, Bennu, varētu būt bijusi dzīvē uz Zemes, un viņi arī vēlas uzzināt par viņu lomu kā Saules sistēmas planētu būtisku sastāvdaļu.
No 26 sarakstā atstātajiem asteroīdiem tikai 12 bija zināms sastāvs, un tikai 5 bija primitīvi un ar oglekli bagāti.
Un tāpēc viņi to izvēlējās.
Vairāk:
- Paziņojums presei: Statusa ziņojums: OSIRIS-REx pabeidz vispiemērotāko lakstīgalas parauga vietni
- Asteroīdu OSIRIS-REx atgriešanās misija
- Kosmosa zinātnes apskats: OSIRIS-REx: atgriešanās no asteroīda (101955) Bennu
- Žurnāls Space: ir pienācis laiks izlemt. Kur OSIRIS-REx vajadzētu ņemt paraugu no Bennu?
