ОСИРИС-РЕк: Доношење дела астероида кући

НАСА-ин ОСИРИС-РЕк је стална мисија на астероиду 101955 Бенну, стени богатој угљеником у којој се налазе трагови раног Сунчевог система. Свемирска летелица стигла је у Бенну 3. децембра 2018. године, а успешно је ушла у орбиту око астероида 31. децембра 2018. године.





2023. године предвиђено је да повратна капсула ОСИРИС-РЕк-а врати комад Беннуа на Земљу. Али прво, свемирска летелица ће спровести детаљну студију стеновитог тела и помоћи научницима да сазнају више о томе како сунчева светлост може да промени положај астероида.

Посета астероиду

Мисија ОСИРИС-РЕк (Оригинс-Спецтрал Интерпретатион-Ресоурце Идентифицатион-Сецурити-Реголитх Екплорер) вредна 800 милиона долара проглашена је финалистом НАСА-ине мисије Нев Фронтиерс 2009. године, заједно са мисијама за проучавање Венере (Сурфаце анд Атмоспхере Геоцхемицал Екплорер, или САГЕ ) и месец (МоонРисе). У 2011. години ОСИРИС-РЕк је изабран као победнички предлог.

Програм Нев Фронтиерс састоји се од низа мисија свемирских летелица средње класе које нам помажу да боље разумемо Сунчев систем. ОСИРИС-РЕк је трећа мисија изабрана за тај програм; претходни изабрани су били Нев Хоризонс, који су летели патуљастом планетом Плутон 2015. године и објектом под називом 2014 МУ69 2019. године, и мисија Јуно, која је стигла у орбиту око Јупитера 2016. године.



ОСИРИС-РЕк је лансиран 8. септембра 2016. Накратко се вратио кући у септембру 2017. како би довршио прелет Земље који убрзава. Сонда је стигла у Бенну 3. децембра 2018. У месецу након доласка, ОСИРИС-РЕк је извршио детаљна мерења Беннуовог облика и масе пре него што је прецизно склизнуо у орбиту.

ОСИРИС-РЕк је постигао своју орбиту 31. децембра 2018. године, само неколико сати пре него што су Нев Хоризонс прелетели до МУ69 2014. године. Сонда астероида поставила је два рекорда: Бенну је најмање тело које је свемирска летелица икада кружила (свемирска стена има пречник од 1.640 стопа, или 500 метара), а ОСИРИС-РЕк је извео најближу орбиту малог тела икада, са само 1 миљу (1,6 километара) од површине.

Део следећег посла свемирске летелице је тражење сигурног места за слетање; менаџери мисија ће изабрати две полуфиналистичке локације до јула 2020. године, а ОСИРИС-РЕк ће се недуго након тога спустити на једно од тих места на површини.



ОСИРИС-РЕк ће кренути стопама јапанске Хаиабуса, која је 2010. постала прва свемирска летелица која је донела мало астероида на Земљу. Наследна јапанска мисија враћања узорака, названа Хаиабуса2, на путу је за астероид Риугу (такође познат и као ЈУ3 из 1999.), са доласком за 2020. ОСИРИС-РЕк је, међутим, прва мисија повратка узорака астероида коју воде САД .

Уметничка илустрација НАСА-ине свемирске летелице ОСИРИС-РЕк која се приближава астероиду Бенну.

Уметничка илустрација НАСА-ине свемирске летелице ОСИРИС-РЕк која се приближава астероиду Бенну.(Кредит за слику: НАСА/Годдард/Универзитет у Аризони)



Узорковање астероида

Астероиди су делови заостали од формирања планета и као такви служе као рудиментарни нацрти раног Сунчевог система. Њихово проучавање омогућава научницима да виде какав је био рани Сунчев систем и да схвате како су се планете формирале.

НАСА -ина мисија Давн посетио астероид Веста пре него што се преселио на патуљасту планету Церес. За разлику од мисије Давн, ОСИРИС-РЕк ће кући донети комад Бенну-а за дубље лабораторијске студије које нису могуће из орбите. Тим ОСИРИС-РЕк се нада да ће прикупити најмање 2 унце (60 грама) материјала за постизање својих научних циљева.

Разумевање како настају астероиди неће само пружити увид у рани Сунчев систем, већ ће научницима помоћи да боље разумеју састав свемирских стена данас. То би могло бити од помоћи у случају било каквог таквог објекта који би могао да се судари са Земљом. Истраживање би такође могло помоћи у будућим напорима за минирање астероида.

'Мисија ће развити важне технологије за истраживање свемира које ће бити од користи свима који су заинтересовани за истраживање или рударство астероида, било да је то НАСА или приватна компанија', рекао је Данте Лауретта, главни истраживач за ОСИРИС-РЕк. изјава . (Лауретта је претходно била главни истраживач мисије, заједно са колегом планетарним научником Мицхаелом Дракеом, који је умро 2011. у 65. години.)

ОСИРИС-РЕк ће такође помоћи астрономима у проучавању ефекта Иарковски на астероидима. Овај феномен се јавља када сунчева топлота пружа мали притисак који мења кретање астероида или другог објекта. Иако је притисак минималан, временом се може повећати, помажући да се промени пут којим путује свемирска стена. Али проучавање овог ефекта може бити изазов, јер варира у зависности од облика сваког астероида.

'Знање из мисије ће нам помоћи да развијемо методе за боље праћење орбита астероида', рекао је Јим Греен, директор НАСА -иног одељења за планетарну науку. изјава .

Сада када је ОСИРИС-РЕк стигао у Бенну, пет инструмената на свемирској летелици ради на проучавању, мапирању и анализи астероида до детаља без преседана:

  • ОСИРИС-РЕк видљиви и инфрацрвени спектрометар (ОВИРС)-Мерењем видљиве и блиске инфрацрвене светлости, ОВИРС ће тражити органске и друге минерале.
  • ОСИРИС-РЕк Спектрометар топлотне емисије (ОТЕС)-Користећи инфрацрвену топлоту, ОТЕС ће мерити Бенну-ову температуру и мапирати минералне и хемијске количине. Заједно, ОВИРС и ОТЕС ће мапирати Беннуа преко таласа занимљивих таласних дужина како би помогли у избору најбоље локације за узорковање астероида.
  • ОСИРИС-РЕк Цамера Суите (ОЦАМС)-Пакет са три камере помоћи ће у мапирању Беннуа. ПолиЦам, највећи, ће набавити прве слике Беннуа, узимајући их са 1,2 милиона километара (2 милиона километара), и снимити слике узорка са високом резолуцијом. МапЦам ће тражити сателите и прашине око астероида, мапирати га у боји и снимити фотографије за израду топографских карата. СамЦам ће документовати прикупљање узорка и његово хватање.
  • ОСИРИС-РЕк ласерски висиномјер (ОЛА)-Скенирањем цијеле површине Беннуа, ОЛА ће послати назад податке за стварање високо прецизних 3Д модела површине астероида.
  • Реголитх Кс-раи Имагинг Спецтрометер (РЕкИС)-Проучавање Беннуових рендгенских зрака помоћи ће у стварању карте која приказује обиље различитих елемената на површини. За разлику од других инструмената за снимање, РЕкИС ће испитати састав астероида на нивоу појединачних атомских елемената.

Временска линија мисије

Од лансирања, свемирска летелица је направила два маневра у дубоком свемиру. Први се догодио 28. децембра 2016. године и подесио је летелицу за гравитациону помоћ са Земљом. Скоро годину дана касније, ОСИРИС-РЕк је 22. септембра 2017. прелетео планету како би убрзао своје путовање до Беннуа.

На свом најближем приступу, изнад Антарктика, свемирска летелица је била отприлике 17.200 км удаљена од површине. Лет је повећао брзину ОСИРИС-РЕк-а за око 8 500 миља на сат (13 000 км/х) и извршен је беспрекорно. Свемирска летелица је затим наставила пут до Беннуа.

Успут је ОСИРИС-РЕк снимио неке запањујуће слике Земље и њеног месеца са удаљености од нешто више од 3 милиона миља (5 милиона км).

Свемирска летелица је 28. јуна 2018. године прошла свој други и последњи велики маневар у дубоком свемиру пре него што је направила низ успешних маневара при приближавању астероидима како би се приближила Беннуу.

Након што се астероид детаљно проучи, научници ће идентификовати регион за узорковање. Ту ће наступити Додирни и покретни механизам преузимања узорака (ТАГСАМ). Како се ОСИРИС-РЕк приближава астероиду, ТАГСАМ ће експлодирати узорак чистог азотног гаса на површину стене. Реголит (прашина и разбијена стена) миниран са површине биће гурнут у комору за узорковање. Да би довршио све планиране науке, ОСИРИС-РЕк мора прикупити најмање 2 унце (60 г) астероидног материјала, али циљ је прикупити 5 г (150 г) како би се узеле у обзир грешке у мерењу. Свемирска летелица ће носити три боце азотног гаса како би омогућила више покушаја прикупљања, а ТАГСАМ може да пренесе чак 70 г (2000 г). Да би измерили узорак у окружењу са ниском гравитацијом, научници ће мерити угаоно убрзање свемирске летелице пре и након прикупљања узорка.

Иако ће ОСИРИС-РЕк узети узорак Беннуа, свемирска летелица неће у потпуности слетети на површину свемирске стене. Контакт током процеса прикупљања ће бити кратак, трајаће само неколико секунди. 'Љубимо површину', рекао је Драке новинарима 2011.

Кратки контакт ОСИРИС-РЕка са површином Беннуа заказан је за јул 2020.

Свемирска летелица ће кренути из Беннуа у марту 2021. године на пут натраг на Земљу. ОСИРИС-РЕк ће се вратити кући у септембру 2023. године и испустит ће повратну капсулу која ће падобраном пасти у пустињу Утах. Свемирска летелица ће се тада кретати у стабилну орбиту око Сунца.

Астероид Бенну близу Земље, како га види НАСА

Астероид близу Земље Бенну, како га види НАСА-ина сонда ОСИРИС-РЕк 2. децембра 2018.(Кредит за слику: НАСА/Годдард/Универзитет у Аризони)

Упознајте Беннуа

Првобитно познат као 1999 РК36, рок који ће ОСИРИС-Рек посетити преименовао је у Бенну деветогодишњи Мике Пузио. Такмичење 2013 . Бенну је египатски бог који се обично приказује као сива чапља. Пузио је изабрао име јер је мислио да ТАГСАМ и соларни панели личе на врат и крила бога птица.

Одређивање је један од неколико хиљада објеката близу Земље који круже у кругу од 120 милиона миља (190 милиона км) од Земље. Међу њима, Бенну је био један од мање од 200 објеката чија је орбита била добро позната и довољно слична Земљиној. Овај астероид кружи око Сунца сваких 436 дана и долази врло близу Земље сваких шест година.

Бенну је такође релативно велик, широк око 1.650 стопа (500 м). Стене мање од 200 метара окрећу се пребрзо да би летелица могла безбедно да слети на њих. Само шачица астероида у одговарајућим орбитама била је довољно велика да омогући посету.

Међу онима који се сматрају прикладним, Бенну има привлачнију композицију. Астероид је релативно богат материјалом на бази угљеника; астероиди који су можда донели воду и органски материјал на Земљу и помогли у покретању живота изгледали би као Бенну.

'Идемо на нешто богато органским материјама, што је можда имало везе са започињањем живота', рекао је Драке.

Беннуова блиска орбита такође га чини а потенцијално опасан објекат за Земљу, али супротно од онога што су рекли неки медији, ова свемирска стена није дефинитивна претња. Научници НАСА-е израчунали су да постоји 0,037 одсто (или 1 у 2.700) шансе да удари на Земљу у последњој четвртини 22. века. Да би се то догодило, астероид би морао да промени орбиту у свом 2135. прелету Земље.

Ако астероид зна сударити са Земљом , удар неће уништити планету, мада ће нанети пустош где год се дотакне. Стручњаци кажу да би астероид ове величине вероватно уништио локално подручје око удара, али не би изазвао масовна изумирања.

Ипак, напредно упозорење које пружа ОСИРИС-РЕк могло би помоћи научницима да предузму превентивне мере много пре удара.

Додатна литература:

Овај чланак је 25. јануара 2019. ажурирала сарадница Спаце.цом Елизабетх Ховелл.