OSIRIS-REx: Донасяне на домашни части от астероид

OSIRIS-REx на НАСА е текуща мисия на астероид 101955 Бенну, богата на въглерод скала, съдържаща следи от ранната слънчева система. Космическият кораб пристигна в Бенну на 3 декември 2018 г. и успешно излезе в орбита около астероида на 31 декември 2018 г.



През 2023 г. планираната обратна капсула на OSIRIS-REx е планирана да донесе парче Бенну обратно на Земята. Но първо космическият кораб ще проведе задълбочено проучване на скалистото тяло и ще помогне на учените да научат повече за това как слънчевата светлина може да измести позицията на астероид.



Посещение на астероид

Мисията OSIRIS-REx (Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Security-Regolith Explorer) за 800 милиона долара беше обявена за финалист на мисионерския клас New Frontiers на НАСА през 2009 г., заедно с мисиите за изучаване на Венера (Surface and Atmosphere Geochemical Explorer или SAGE ) и луната (MoonRise). През 2011 г. OSIRIS-REx беше избран за печелившо предложение.

Програмата New Frontiers се състои от поредица космически кораби от среден клас, предназначени да ни помогнат да разберем по-добре Слънчевата система. OSIRIS-REx е третата мисия, избрана за тази програма; предишните избрани бяха New Horizons, които прелетяха с планетата джудже Плутон през 2015 г. и с обект, наречен 2014 MU69 през 2019 г., и мисията Juno, която пристигна на орбита около Юпитер през 2016 г.



OSIRIS-REx стартира на 8 септември 2016 г. Той за кратко се завърна у дома през септември 2017 г., за да завърши ускоряването на полета на Земята. Сондата пристигна в Бенну на 3 декември 2018 г. През месеца след пристигането си, OSIRIS-REx направи подробни измервания на формата и масата на Бенну, преди точно да се изплъзне в орбита.

OSIRIS-REx достигна своята орбита на 31 декември 2018 г., само часове преди New Horizons да излети до 2014 MU69. Сондата на астероидите постави два рекорда: Бенну е най-малкото тяло, което космически кораб е обикалял (космическата скала има диаметър 1 640 фута или 500 метра), а OSIRIS-REx изпълнява най-близката орбита на малко тяло, само на 1 мили (1,6 километра) от повърхността.

Част от следващата работа на космическия кораб е да търси безопасно място за кацане; ръководителите на мисии ще изберат две места за полуфиналисти до юли 2020 г., а OSIRIS-REx ще се докосне до едно от тези места на повърхността малко след това.



OSIRIS-REx ще последва стъпките на японската Hayabusa, която през 2010 г. стана първият космически кораб, който върна малко астероид на Земята. Наследяваща японска мисия за връщане на проби, наречена Hayabusa2, е на път за астероид Ryugu (известен също като 1999 JU3), с пристигане, определено за 2020 г. OSIRIS-REx, обаче, е първата ръководена от САЩ астероидна мисия за връщане на проби .

Художествена илюстрация на космическия кораб OSIRIS-REx на НАСА, приближаващ се към астероида Бенну.

Художествена илюстрация на космическия кораб OSIRIS-REx на НАСА, приближаващ се към астероида Бенну.(Изображение кредит: НАСА/Годард/Университет на Аризона)

Вземане на проби от астероид



Астероидите са частици, останали от образуването на планетите и като такива те служат като елементарни планове на ранната Слънчева система. Изучаването им позволява на учените да видят каква е била ранната Слънчева система и да разберат как са се образували планетите.

Мисията на НАСА „Зората“ посети астероида Веста, преди да продължи към планетата джудже Церера. За разлика от мисията Dawn, OSIRIS-REx ще донесе у дома парче Bennu за задълбочени лабораторни изследвания, които не са възможни от орбита. Екипът на OSIRIS-REx се надява да събере поне 2 унции (60 грама) материал, за да постигне научните си цели.

Разбирането как се образуват астероидите не само ще даде представа за ранната Слънчева система, но и ще помогне на учените да разберат по -добре състава на космическите скали днес. Това би могло да бъде полезно, ако такъв обект заплаши да се сблъсне със Земята. Изследването може да помогне и в бъдещите усилия за добив на астероиди.

„Мисията ще разработи важни технологии за изследване на космоса, които ще бъдат от полза за всеки, който се интересува от изследване или добив на астероиди, независимо дали става въпрос за НАСА или частна компания“, казва Данте Лорета, главен изследовател на OSIRIS-REx. изявление . (Преди това Лаурета е била главен изследовател на мисията, заедно с колегата-планетарен учен Майкъл Дрейк, който почина през 2011 г. на 65-годишна възраст.)

OSIRIS-REx също ще помогне на астрономите да проучат ефекта на Ярковски върху астероидите. Това явление възниква, когато топлината от слънцето осигурява малък тласък, който променя движението на астероид или друг обект. Въпреки че натискът е минимален, той може да се натрупа с течение на времето, като помага за промяна на пътя, който изминава космическата скала. Но изучаването на този ефект може да бъде предизвикателство, тъй като той варира в зависимост от формата на всеки астероид.

„Знанията от мисията ще ни помогнат да разработим методи за по -добро проследяване на орбитите на астероидите“, каза Джим Грийн, директор на Отдела за планетарни науки на НАСА изявление .

Сега, когато OSIRIS-REx достигна Бенну, пет инструмента на борда на космическия кораб работят за изучаване, картографиране и анализ на астероида с безпрецедентни подробности:

  • OSIRIS-REx видим и инфрачервен спектрометър (OVIRS)-Чрез измерване на видима и близка инфрачервена светлина, OVIRS ще търси органични и други минерали.
  • OSIRIS-REx Термо-емисионен спектрометър (OTES)-Използвайки термичната инфрачервена светлина, OTES ще измерва температурата на Bennu и ще картографира минералните и химични изобилие. Заедно OVIRS и OTES ще картографират Bennu върху вълна от интересни дължини на вълните, за да помогнат за избора на най -доброто място за проба на астероида.
  • OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS)-Комплект с три камери ще помогне за картографирането на Bennu. PolyCam, най-големият, ще получи първите изображения на Bennu, като ги изведе от 2 милиона мили (2 милиона километра) навън и ще заснеме изображения с висока разделителна способност на мястото на извадката. MapCam ще търси спътници и прахови струи около астероида, ще го картографира в цвят и ще направи снимките, за да създаде топографски карти. SamCam ще документира събирането на пробата и нейното улавяне.
  • Лазерен висотомер OSIRIS-REx (OLA)-Чрез сканиране на цялата повърхност на Bennu, OLA ще изпрати обратно данни, за да създаде високо точни 3D модели на повърхността на астероида.
  • Regolith X-ray Imaging Spectrometer (RExIS)-Изследването на рентгеновите емисии на Bennu ще помогне при създаването на карта, показваща изобилието от различни елементи на повърхността. За разлика от други инструменти за изобразяване, RExIS ще изследва състава на астероида на ниво отделни атомни елементи.

Времева линия на мисията

От стартирането си космическият кораб е направил две маневри в дълбокия космос. Първият се състоя на 28 декември 2016 г. и настрои космическия кораб за неговата гравитационна помощ със Земята. Почти година по-късно OSIRIS-REx направи прелитане на планетата на 22 септември 2017 г., за да набере скорост за пътуването си до Бенну.

При най -близкия си подход, над Антарктида, космическият кораб е бил на около 10 700 мили (17 200 км) от повърхността. Прелитането увеличи скоростта на OSIRIS-REx с около 8 500 мили/ч (13 000 км/ч) и беше изпълнено безупречно. След това космическият кораб продължи пътуването си до Бенну.

По пътя OSIRIS-REx направи няколко зашеметяващи изображения на Земята и нейната луна от разстояние малко повече от 3 милиона мили (5 милиона км).

На 28 юни 2018 г. космическият кораб премина втората и последна голяма маневра в дълбокия космос, преди да направи поредица от успешни маневри за приближаване на астероиди, за да я приближи до Бенну.

След като астероидът бъде проучен в значителни подробности, учените ще идентифицират регион за проба. Именно там ще влезе в действие Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism (TAGSAM). Докато OSIRIS-REx се приближава към астероида, TAGSAM ще взриви проба от чист азотен газ върху повърхността на скалата. Реголитът (прах и натрошена скала), взривен от повърхността, ще бъде избутан в камерата на пробоотборника. За да завърши цялата планирана наука, OSIRIS-REx трябва да събере поне 2 унции (60 г) астероиден материал, но целта е да се съберат 5 унции (150 г), за да се отчетат всички грешки при измерването. Космическият кораб ще носи три бутилки азотен газ, за ​​да позволи многократни опити за събиране, а TAGSAM може да носи до 70 унции (2000 г). За да претеглят пробата в среда с ниска гравитация, учените ще измерват ъгловото ускорение на космическия кораб преди и след събирането на пробата.

Въпреки че OSIRIS-REx ще вземе проба от Bennu, космическият кораб няма да кацне напълно на повърхността на космическата скала. Контактът по време на процеса на събиране ще бъде кратък и ще продължи само няколко секунди. „Целуваме повърхността“, каза Дрейк пред репортери през 2011 г.

Краткият контакт на OSIRIS-REx с повърхността на Bennu е насрочен за юли 2020 г.

Космическият кораб ще замине от Бенну през март 2021 г. за пътуване обратно към Земята. OSIRIS-REx ще се върне у дома през септември 2023 г. и ще пусне капсула за връщане, която ще скочи с парашут в пустинята Юта. След това космическият кораб ще се премести в стабилна орбита около Слънцето.

Близо до Земята астероид Бенну, както се вижда от НАСА

Близо до Земята астероид Bennu, както се вижда от сондата на НАСА OSIRIS-REx на 2 декември 2018 г.(Изображение кредит: НАСА/Годард/Университет на Аризона)

Запознайте се с Бенну

Първоначално известен като 1999 RQ36, рокът OSIRIS-Rex, който ще посети, е преименуван на Bennu от 9-годишния Майк Пузио в Конкурс 2013 г. . Бенну е египетски бог, който обикновено се изобразява като сива чапла. Пузио избра името, защото смяташе, че TAGSAM и слънчевите панели приличат на врата и крилата на бога на птиците.

Определяне е един от няколко хиляди околоземни обекта, обикалящи в рамките на 120 милиона мили (190 милиона км) от Земята. Сред тях Бенну беше един от по-малко от 200 обекта, чиято орбита беше добре известна и достатъчно подобна на орбитата на Земята. Този астероид обикаля около Слънцето на всеки 436 дни и се приближава много близо до Земята на всеки шест години.

Bennu също е сравнително голям, на около 1650 фута (500 м) широк. Скалите, по -малки от 200 м, се въртят твърде бързо, за да може космически кораб безопасно да кацне върху тях. Само шепа астероиди в подходящи орбити бяха достатъчно големи, за да позволят посещение.

Сред тези, които се считат за подходящи, Bennu има по-атрактивна композиция. Астероидът е сравнително богат на въглероден материал; астероидите, които може би са донесли вода и органичен материал на Земята и са помогнали за стартирането на живота, биха изглеждали като Бену.

„Ние търсим нещо богато на органични вещества, което може би е имало нещо общо с начина, по който животът започва“, каза Дрейк.

Близка орбита на Бенну също го прави а потенциално опасен обект за Земята, но противно на казаното в някои медии, тази космическа скала не е определена заплаха. Учените от НАСА изчислиха, че има 0,037 процента (или 1 на 2700) шанс той да удари Земята през последната четвърт на 22 век. За да се случи това, астероидът ще трябва да промени орбитата си в 2135 -ия си полет около Земята.

Ако астероидът го направи се сблъскват със Земята , ударът няма да унищожи планетата, макар че ще причини хаос, където и да се докосне. Експерти казват, че астероид с такъв размер вероятно ще опустоши местната зона около удара, но няма да причини масово изчезване.

Въпреки това, разширеното предупреждение, предоставено от OSIRIS-REx, може да помогне на учените да предприемат превантивни мерки много преди удара.

Допълнителна информация:

Тази статия е актуализирана на 25 януари 2019 г. от сътрудника на demokratija.eu Елизабет Хауъл.