La NASA ha scelto il sito di campionamento per il suo veicolo spaziale OSIRIS-REx. Dopo averlo ristretto a quattro potenziali siti e averli esaminati in dettaglio, si sono stabiliti in una posizione. La loro scelta? Usignolo.
OSIRIS-REx è stato all'asteroide Bennu per un anno, scattando immagini dettagliate di tutta la sua superficie. Mentre l'astronave ha altri obiettivi di missione, la porzione di ritorno campione della sua missione è fondamentale. Veicoli spaziali avanzati come OSIRIS-REx possono raccogliere dati dettagliati sull'asteroide mentre sono lì, ma sono tornati sulla Terra, in laboratori specializzati, dove è possibile eseguire un'analisi approfondita del campione.
"Dei quattro candidati, il sito Nightingale soddisfa al meglio questi criteri e, in definitiva, garantisce il successo della missione."
Dante Lauretta, investigatore principale di OSIRIS-REx.
Ma prima che possa restituirne uno, deve raccoglierne uno e trovare un posto sicuro per raccoglierne uno sulla superficie rocciosa e cosparsa di massi di Bennu è una sfida. Quando OSIRIS-REx (Origini, Interpretazione spettrale, Identificazione delle risorse, Sicurezza, Regolith Explorer) è arrivato a Bennu, il personale della missione ha scoperto che l'asteroide era più ruvido del previsto. Mentre c'è molto materiale adatto per il campionamento - materiale a grana fine più piccolo di 2,5 cm (1 pollice) - la superficie rocciosa dell'asteroide rende difficile l'accesso.
La NASA ha ridotto la scelta a quattro siti, ognuno dei quali ha fornito il materiale a grana fine richiesto, ponendo al contempo un rischio gestibile per l'astronave stessa. Tutti prendono il nome dagli uccelli: Sandpiper, Osprey, Kingfisher e il sito confermato, Nightingale.
"Dopo aver valutato attentamente tutti e quattro i siti candidati, abbiamo preso la nostra decisione finale in base a quale sito ha la maggior quantità di materiale a grana fine e con quale facilità il veicolo spaziale può accedere a quel materiale mantenendo al sicuro il veicolo spaziale", ha affermato Dante Lauretta, OSIRIS-REx ricercatore principale presso l'Università dell'Arizona a Tucson. "Dei quattro candidati, il sito Nightingale soddisfa al meglio questi criteri e, in definitiva, garantisce il successo della missione."
In un precedente articolo su Space Magazine, abbiamo evidenziato i quattro potenziali siti di campionamento. La difficoltà che gli operatori di missione affrontano è che l'astronave è stata progettata per atterrare su un'area simile a una spiaggia con depositi simili a stagno di materiale più fine adatto al campionamento. Ma la natura rocciosa di Bennu ha complicato la scelta.
Ora, tuttavia, la scelta è stata fatta.
L'usignolo si trova in un cratere a nord dell'asteroide. Il cratere è largo 140 metri (460 piedi). Le immagini mostrano che Nightingale è piuttosto liscio, e il sito è così a nord che la temperatura è più bassa, il che significa che la regolite è ben conservata. Inoltre, il cratere è giovane e il materiale è appena esposto, rendendolo ideale per la raccolta di un campione incontaminato. Un campione più incontaminato ha visto meno agenti atmosferici spaziali e conterrà più indizi sulla storia di Bennu.
Quando è stata pianificata la missione di ritorno del campione OSIRIS-REx, la NASA ha immaginato un sito con un diametro di 50 metri (164 piedi). Il cratere di Nightingale è più grande di quello, ma ci sono ancora dei rischi. La dimensione dell'area di contatto sicuro nel cratere ha un diametro di circa 16 metri (52 piedi). È solo un decimo delle dimensioni delineate nel piano della missione.
Pertanto OSIRIS-REx dovrà indirizzare il proprio sito di campionamento in modo molto preciso, anche aggirando un grosso masso che potrebbe essere di ostacolo quando l'astronave lascia il sito di campionamento. La NASA ci sta lavorando, sviluppando un sistema di prevenzione delle collisioni per OSIRIS-REx.
Quando OSIRIS-REx alla fine prende un campione, lo farà in modo autonomo. Il veicolo spaziale ha un sistema di tracciamento delle caratteristiche naturali (NFT) che utilizza immagini dell'asteroide per guidarsi verso la superficie. Confrontando le sue immagini di bordo di Bennu con ciò che le sue telecamere stanno vedendo in tempo reale, può evitare le collisioni.
Ma l'inaspettata inospitalità di Bennus significa che il sistema dovrà affrontare alcune sfide. Ha un fail-safe automatico che interromperà il campionamento se un ostacolo è troppo vicino. Per evitare che ciò accada, gli operatori di missione lavoreranno straordinariamente. In effetti, il team si aspetta quasi che l'astronave rinunci al suo primo tentativo quando si avvicina ai massi delle dimensioni di un edificio che sporcano la superficie dell'asteroide.
Anche la NASA ha scelto un sito di campionamento di riserva. Osprey ricoprirà quel ruolo.
OSIRIS-REx può eseguire più tentativi di campionamento, se necessario. Se la raccolta di campioni non funziona su Nightingale, il tentativo stesso potrebbe disturbare troppo il sito, rendendolo inadatto per un secondo tentativo. Se il sistema NFT interrompe il tentativo e sventa il veicolo spaziale, i propulsori potrebbero disturbare il sito. In tal caso, l'astronave tenterà un'altra raccolta di campioni presso Osprey.
"Bennu ha sfidato OSIRIS-REx con terreni straordinariamente accidentati", ha affermato Rich Burns, project manager di OSIRIS-REx presso il Goddard Space Flight Center della NASA. “Il team si è adattato impiegando una tecnica di navigazione ottica più accurata, sebbene più complessa, per essere in grado di entrare in queste piccole aree. Forniremo inoltre a OSIRIS-REx la capacità di riconoscere se è in corso di toccare un pericolo all'interno o adiacente al sito e sventolare prima che ciò accada. "
Ora che la NASA si è stabilita su siti primari e di backup per la raccolta dei campioni, l'anticipazione sta crescendo. Ma c'è ancora molto lavoro da fare prima che possa aver luogo la raccolta dei campioni. A gennaio, OSIRIS-REx inizierà altri voli di ricognizione sia di Nightingale che di Osprey, e si concluderanno in primavera. Una volta completata la ricognizione, l'astronave proverà per il suo primo tentativo di raccolta di campioni, previsto per agosto.
Se tutto andrà bene, OSIRIS-REx lascerà Bennu nel 2021 e il campione verrà restituito sulla Terra nel settembre 2023.
