Naukowcy ujawniają nowy widok po rozbiciu i złapaniu asteroidy OSIRIS-REx – Lot kosmiczny teraz

Naukowcy twierdzą, że dotknięcie i lądowanie sondy kosmicznej NASA OSIRIS-REx na asteroidzie w zeszłym miesiącu ujawniło nowe spojrzenie na strukturę luźnych skał, które mogą pokrywać powierzchnie wielu małych ciał planetarnych – materiału, który bardziej przypomina basen z piłeczkami na placu zabaw niż ciało stałe skała macierzysta.

Struktura najbardziej zewnętrznej warstwy asteroidy jest widoczna na zdjęciach wykonanych przez sondę kosmiczną OSIRIS-REx, gdy zanurkowała do pozbawionego powietrza świata ponad 200 milionów mil (330 milionów kilometrów) od Ziemi 20 października.

Następnego dnia NASA opublikowała zdjęcia z kamery wąskokątnej wycelowanej w ramię robota statku kosmicznego o długości 11 stóp (3,4 metra). Urządzenie do pobierania próbek wielkości talerza obiadowego na końcu ramienia wystrzeliło butelkę ze sprężonym azotem, gdy statek kosmiczny zetknął się z powierzchnią asteroidy Bennu, małego ciała planetarnego o średnicy około jednej trzeciej mili.

Wyładowanie azotu pomogło wepchnąć próbki asteroidy do komory zbiorczej. Po sześciu sekundach na powierzchni asteroidy OSIRIS-REx wystrzelił silniki, aby wycofać się z Bennu.

Później naukowcy otrzymali zbliżone zdjęcia głowicy do pobierania próbek, pokazujące, że jest ona wypełniona materiałem zebranym z powierzchni asteroidy. Niektóre cząsteczki asteroidy wydostały się z komory zbiorczej, co skłoniło kierowników do nakazania sondowi kosmicznemu, aby umieścił głowicę próbki w kapsule powrotnej Ziemi wcześniej, niż oczekiwano, minimalizując utratę próbek.

Urządzenie do pobierania próbek zostało szczelnie zamknięte wewnątrz kapsuły powrotnej sondy OSIRIS-REx 28 października.

Pod koniec zeszłego tygodnia urzędnicy opublikowali kolejną serię zdjęć wykonanych podczas dotknięcia i lądowania statku kosmicznego. Zostały one uchwycone przez szerokokątną kamerę nawigacyjną na OSIRIS-REx.

Według zespołu naukowego OSIRIS-REx obrazy z kamery nawigacyjnej – lub NavCam – były rejestrowane przez okres około trzech godzin. Sekwencja rozpoczyna się około godziny po tym, jak OSIRIS-REx wykonał manewr odlotu z orbity, aby rozpocząć zniżanie, i kończy się około dwie minuty po cofnięciu się statku kosmicznego, powiedzieli urzędnicy.

Manewr obrotu lub obrotu jest widoczny w środku sekwencji obrazu, gdy OSIRIS-REx kieruje ramię próbkujące w kierunku docelowego miejsca próbkowania na asteroidzie Bennu, regionie o nazwie „Nightingale”.

„Gdy statek kosmiczny zbliża się do miejsca Nightingale, cień ramienia próbkującego pojawia się w dolnej części ramy. Wkrótce potem głowica próbkująca uderza w miejsce Nightingale (tuż poza polem widzenia kamery w prawym górnym rogu) i wystrzeliwuje butlę z azotem, która mobilizuje znaczną ilość materiału z miejsca pobierania próbek ”- napisał zespół OSIRIS-REx w opisie zdjęć NavCam.

„Kilka sekund później sonda wykonuje cofanie się i cień ramienia próbkującego jest widoczny na uszkodzonym materiale powierzchniowym. Zespół nadal bada, co spowodowało bardzo ciemne obszary widoczne w górnej i środkowej części kadru ”- napisał zespół. „Górny obszar może być krawędzią wgłębienia utworzonego przez ramię próbkujące, silnym cieniem rzucanym przez materiał unoszący się nad powierzchnią lub jakąś kombinacją tych dwóch.

„Podobnie, środkowy ciemny obszar, który po raz pierwszy pojawia się w lewym dolnym rogu obrazu, może być zagłębieniem spowodowanym przez jeden z silników odrzutowych statku kosmicznego podczas jego wystrzeliwania, cieniem spowodowanym przez wzniesiony materiał lub kombinacją obu”.

Sonda kosmiczna OSIRIS-REx zbudowana przez Lockheed Martin polegała na czarno-białych obrazach z kamery nawigacyjnej, aby autonomicznie kierować się do bezpiecznej strefy przyziemienia na Bennu. Algorytmy nawigacji porównują obrazy z kamery z mapą wstępnie załadowaną do komputera statku kosmicznego, pomagając OSIRIS-REx określić jego położenie względem asteroidy.

Z próbką zabezpieczoną w kapsule powrotnej, OSIRIS-REx ma opuścić okolice asteroidy Bennu w przyszłym roku, aby rozpocząć podróż powrotną na Ziemię. Statek kosmiczny wypuści kapsułę powrotną, aby ponownie wejść w atmosferę ziemską i wylądować na Poligonie Testowym i Treningowym w Utah 24 września 2023 roku.

Misja NASA o wartości 1 miliarda dolarów Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer wystartowała 8 września 2016 r. Z Cape Canaveral na pokładzie rakiety United Launch Alliance Atlas 5. Głównym celem OSIRIS-REx jest zwrócenie próbek asteroid na Ziemię do szczegółowej analizy przez naukowców, którzy mają nadzieję odkryć wskazówki dotyczące pochodzenia Układu Słonecznego.

Zadaniem misji było, aby OSIRIS-REx zebrał co najmniej 60 gramów, czyli 2,1 uncji materiału asteroidy. Naukowcy powiedzieli przed dotknięciem i lądowaniem 20 października, że ​​sonda może zebrać znacznie więcej, a dowody sugerują, że prawdopodobnie złapała więcej niż 2,2 funta, czyli 1 kilogram, okazów asteroid, według Dante Lauretta, głównego badacza misji z Uniwersytetu Arizony.

Dane z krótkiego przyziemienia na asteroidzie wskazywały, że ramię robota sondy kosmicznej zatonęło do 19 cali (48 centymetrów) w miękkiej powierzchni Bennu.

Podczas gdy naukowa korzyść misji będzie czekać, aż próbki asteroidy powrócą na Ziemię, Lauretta powiedziała w czwartek, że naukowcy już dowiadują się o fizycznych właściwościach Bennu.

Sonda wykryła małe cząsteczki wylatujące z Bennu wkrótce po tym, jak dotarła do asteroidy w grudniu 2018 r. Cząstki te wyglądają podobnie do łuszczącego się materiału, który wyciekł z głowicy TAGSAM.

– Wygląda jak pudełko płatków kukurydzianych w kosmosie – powiedziała Lauretta. „I trzepoczą wokół niej w przypadkowym ruchu. W większości pochodzą z głowy TAGSAM, ale zderzają się ze sobą. Wirują i przewracają się. Wiele z nich możemy rozwiązać.

„Jest to więc wspaniały zestaw danych do kalibracji obrazowania, pozwalający lepiej zrozumieć zdarzenia związane z wyrzutami cząstek oraz trajektorie cząstek, które obserwowaliśmy podczas całego spotkania z asteroidą” – mówi Lauretta. „Chociaż moje serce pękało z powodu utraty próbki, okazało się, że to całkiem fajny eksperyment naukowy”.

Kontakt OSIRIS-REx z powierzchnią asteroidy 20 października również dostarczył bogatego zbioru danych, sugerując, że zewnętrzna warstwa gleby asteroidy i skały o małej gęstości nie były zbyt spójne. Robotyczne ramię sondy dotknęło asteroidy, gdy OSIRIS-REx zbliżał się z prędkością zaledwie 0,2 mil / h, czyli 10 centymetrów na sekundę, czyli około jednej dziesiątej prędkości typowego tempa marszu.

„Kiedy głowica TAGSAM zetknęła się z regolitem, po prostu odpłynęła jak płyn” – powiedziała Lauretta. „I myślę, że to właśnie stałoby się z astronautą, gdyby spróbowała przejść po powierzchni asteroidy. Opadała na kolana lub głębiej – w zależności od tego, jak luźna była gleba – aż do momentu, gdy trafisz na większy głaz lub jakąś skałę.

Powiedział, że dane dotyczące „prawdy o ziemi” zebrane przez OSIRIS-REx pomogą naukowcom ponownie przeanalizować modele geologii asteroid.

„To fascynujące, że sonda stawiła tak mały opór z powierzchni asteroidy” – powiedziała Lauretta. „Zasadniczo to trochę jak basen z piłeczkami na placu zabaw dla dzieci. W pewnym sensie wskakujesz w to i po prostu się zanurzasz.

„Na szczęście mieliśmy silniki odrzutowe, które odwracały kierunek ruchu, albo mogliśmy po prostu przelecieć przez całą asteroidę” – zażartowała Lauretta.

Nowe pomiary gęstości asteroid z OSIRIS-REx pomogą naukowcom udoskonalić oceny ryzyka uderzenia, jakie Bennu może stanowić dla Ziemi. Naukowcy obliczyli prawdopodobieństwo 1 na 2700, że Bennu może uderzyć w Ziemię pod koniec XXI wieku.

Duża część asteroidy może spalić się w ziemskiej atmosferze ze względu na jej porowatość.

„Analiza termiczna wskazuje, że duża część materiału na powierzchni Bennu – szczególnie duże czarne pagórkowate głazy, które są głównym składnikiem powierzchni – wydaje się mieć właściwości materiałowe, które nie przetrwałyby przejścia przez atmosferę w stanie nienaruszonym” – powiedziała Lauretta . „Rozpadną się, a większość materiału zostanie utracona”.

Oznacza to, że dziewicze okazy zebrane z Bennu nie przypominają żadnych meteorytów ani fragmentów asteroid, które spadły na Ziemię i dotarły na powierzchnię w stanie nienaruszonym.

Wyślij e-maila do autora.

Śledź Stephena Clarka na Twitterze: @ StephenClark1.