3 декабря 2018 года космический корабль НАСА OSIRIS-REx достиг своей цели - астероида Бенну (101955 Бенну). С тех пор космический аппарат исследовал поверхность астероида в поисках подходящего места посадки для сбора образца. Проблема в том, что у Бенну гораздо более сложная поверхность, чем предполагалось изначально.
Основная задача OSIRIS-REx (происхождение, спектральная интерпретация, идентификация ресурсов, безопасность, Regolith Explorer) - собрать образец с астероида Бенну и вернуть его на Землю. Это рискованный маневр, и чтобы быть успешным, космический корабль должен найти место отбора проб, отвечающее двум условиям: он должен иметь соответствующий мелкозернистый материал для отбора проб и быть безопасным для космического корабля.
Космический корабль внимательно изучал поверхность астероида, и в декабре НАСА объявило, что оно сузило место отбора проб до четырех кандидатов на тему птиц: Зимородок, Скопа, Сандпайпер и Соловей. После более внимательного изучения этих четырех объектов НАСА выбрало «Соловей» в качестве основного места отбора проб, а скопа стала резервной копией.
Все это было частью Фазы разведки. Теперь миссия находится на Фазе разведки B, и эта фаза требует, чтобы OSIRIS-REx был очень близко к Бенну.
Домашняя орбита космического корабля удерживает его на 1,2 км (0,75 мили) над поверхностью астероида. Вчера OSIRIS-REx стал намного ближе. Во время почти 11-часового маневра космический корабль поднялся на расстояние до 620 метров (0,4 миль) от поверхности и пролетел над участком Соловья, участок земли шириной всего 16 метров (52 фута).
Это был самый маленький маневр, когда-либо выполненный космическим кораблем. Он использовал один из своих двигателей малой тяги в сборе (LTR), чтобы начать подход. Это самые маленькие двигатели на борту, и они двигали корабль со скоростью 3,7 мм / с.
Теперь космический корабль вернулся на свою безопасную домашнюю орбиту, но это было ближе всего к «Соловью».
Космический корабль использовал свои камеры для создания бортовой визуальной модели площадки Соловья. Он будет использовать эту модель для навигации по сайту с помощью системы Natural Feature Tracking (NFT). NFT работает, сравнивая то, что его камеры видят в реальном времени, с его встроенными изображениями.
11 февраля OSIRIS-REx проведет еще один крупный маневр на своем участке резервного копирования, Osprey.
Тогда это станет еще ближе.
В марте он выполнит Реконструкцию Фазы C. На этом этапе космический корабль приблизится к 250 м (820 футов) от Бенну. 3 марта он пролетит над Соловьем на этой высоте, а 26 марта он будет делать то же самое для Оспри. Эти эстакады предоставят важные изображения с высоким разрешением каждого участка, чтобы идентифицировать обильные мелкозернистые материалы на каждом участке.
После завершения этапа C разведки OSIRIS-REx проведет две репетиции своей операции отбора проб. Он будет покидать свою орбиту и путешествовать к заранее определенной контрольной точке непосредственно над местом отбора проб, затем он вернется на свою безопасную орбиту. На второй репетиции он покинет свою орбиту и будет маневрировать на Матчпойнт. Там он будет зависать над местом отбора проб, прежде чем вернуться на орбиту снова.
Эти репетиции имеют решающее значение для успеха миссии. Во время каждой репетиции космический корабль будет отслеживать и анализировать изображения OCAMS и TAGCAMS, а также данные LIDAR. Команда OSIRIS-REx будет использовать все это, чтобы убедиться, что система полета работает хорошо.
Затем идет окончательная выборка.
Космический аппарат TAGSAM (Touch-and-Go-Sample-Acquisition-Mechanism) будет собирать образец реголита от Бенну. TAGSAM - это шарнирный манипулятор. Когда OSIRIS-REx приближается к Соловью, он вытянет эту руку к поверхности астероида. Космический корабль будет очень медленно приближаться к астероиду, и при этом TAGSAM вступит в контакт.
Он будет касаться поверхности только в течение короткого промежутка времени - около пяти секунд - этого достаточно, чтобы собрать образец. Он собирает образец путем выдувания газообразного азота на реголите, посылая мелкозернистый материал над поверхностью, чтобы быть захваченным TAGSAM. Затем он измеряет количество материала в образце, чтобы увидеть, достаточно ли этого. НАСА хочет собрать 60 грамм (2,1 унции) образца.
У НАСА есть новый метод взвешивания образца. Как только они соберут образец, они запустят двигатели, чтобы отступить от Бенну. Затем, с расширением TAGSAM, они будут вращать космический корабль. Они будут измерять инерцию и сравнивать ее с предыдущим вращением с расширенным TAGSAM, но пустым.
Если образец недостаточно большой, он может повторить процедуру. В OSIRIS-REx достаточно азота, чтобы при необходимости выполнить три отбора проб.
Как только НАСА узнает об успешном сборе образцов, головка TAGSAM будет помещена в капсулу возврата образца (SRC). Тогда OSIRIS-REx будет маневрировать в медленном дрейфе на безопасное расстояние.
После этого космическому кораблю еще есть над чем поработать. Он останется в Бенну до марта 2021 года, изучая астероид. Тогда он отправится на Землю.
Ожидаемая дата возвращения образца OSIRIS-REx - сентябрь 2023 года. Если все пойдет хорошо, космический корабль выпустит SRC на Землю с помощью парашюта, где он будет доставлен на полигон для испытаний и подготовки ВВС США в Юте.
Зачем пробовать Бенну?
Астероиды остались от остатков с первых дней нашей Солнечной системы. Астрономы думают об астероидах, таких как Бенну, как о капсулах времени, древних посланниках с первых дней существования Солнечной системы. Бенну является углеродистым астероидом, который был открыт в 1999 году, и его углеродистая природа важна, потому что углерод является ключевым элементом в органической химии. Это также потенциально опасный объект с вероятностью 1 на 2700 воздействовать на Землю в период между 2175 и 2199 годами. (Еще одна цель миссии OSIRIS-REx также состоит в изучении эффекта Ярковского.)
Он также был выбран из-за его близости к Земле и из-за его приятной орбиты. Во время выбора цели было рассмотрено более 7000 околоземных астероидов, но в итоге только 192 из них имели подходящие орбиты.
Бенну тоже подходящего размера. Если астероид слишком мал - менее 200 метров в диаметре - он вращается слишком быстро, чтобы сохранить материал поверхности, пригодный для отбора проб. Весь мелкозернистый материал отправляется в космос.
Требование к размеру уменьшило список с 192 до 26.
Но это в значительной степени сводится к богатой углеродом природе Бенну. Его изначальный углерод не изменился с тех пор, как астероид образовался миллиарды лет назад. Астероиды, такие как Бенну, также содержат органические молекулы, летучие вещества и аминокислоты, которые могли быть предшественниками жизни на Земле. Ученые хотят знать, какую роль, возможно, играли такие астероиды, как Бенну, в жизни на Земле, и они также хотят знать об их роли как фундаментального строительного блока планет Солнечной системы.
Из 26 астероидов, оставшихся в списке, только 12 имели известный состав, и только 5 были примитивными и богатыми углеродом.
И именно поэтому они выбрали это.
Больше:
- Пресс-релиз: Отчет о состоянии: OSIRIS-REx завершил ближайший эстакаду образца «Соловья»
- Миссия возвращения образца астероида OSIRIS-REx
- Обзор космических наук: OSIRIS-REx: возвращение образца с астероида (101955) Бенну
- Космический журнал: пришло время решать. Где OSIRIS-REx взять образец от Бенну?
