Il veicolo spaziale OSIRIS-REx della NASA ha raggiunto il suo obiettivo, l'asteroide Bennu (101955 Bennu), il 3 dicembre 2018. Da allora, il veicolo spaziale ha esaminato la superficie dell'asteroide, cercando un punto di atterraggio adatto per raccogliere un campione. Il problema è che Bennu ha una superficie molto più rock e stimolante di quanto si pensasse inizialmente.
La missione principale di OSIRIS-REx (Origini, Interpretazione spettrale, Identificazione delle risorse, Sicurezza, Regolith Explorer) è raccogliere un campione dall'asteroide Bennu e restituirlo sulla Terra. È una manovra rischiosa e per avere successo il veicolo spaziale deve trovare una posizione di campionamento che soddisfi due condizioni: deve avere materiale a grana fine adeguato per il campionamento e deve essere sicuro per il veicolo spaziale.
La navicella spaziale ha studiato da vicino la superficie dell'asteroide e, a dicembre, la NASA ha annunciato di aver ristretto il sito di campionamento a quattro candidati a tema aviario: Kingfisher, Osprey, Sandpiper e Nightingale. Dopo aver dato un'occhiata ancora più da vicino a questi quattro, la NASA ha scelto Nightingale come sito di campionamento primario, con Osprey che funge da backup.
Tutto ciò faceva parte della fase di ricognizione A. Ora la missione è nella fase di ricognizione B, e questa fase richiede che OSIRIS-REx si avvicini molto a Bennu.
L'orbita domestica del veicolo spaziale lo mantiene 1,2 km (0,75 mi) sopra la superficie dell'asteroide. Ieri, OSIRIS-REx si è avvicinato molto di più. Durante una manovra di quasi 11 ore, l'astronave arrivò a meno di 620 metri (0,4 mi) dalla superficie e sorvolò il sito di Usignolo, una zona di terra larga solo 16 metri (52 piedi).
Questa è stata la più piccola manovra mai eseguita dal veicolo spaziale. Ha usato uno dei propulsori del motore a reazione bassa spinta (LTR) per iniziare l'approccio. Questi sono i più piccoli propulsori a bordo e hanno spostato il veicolo spaziale a 3,7 mm / s.
L'astronave è ora tornata alla sua orbita domestica sicura, ma questa era la più vicina ad Usignolo.
L'astronave ha usato le sue telecamere per costruire un modello visivo a bordo del sito di Nightingale. Utilizzerà quel modello per spostarsi all'interno e all'esterno del sito con il suo sistema di monitoraggio delle caratteristiche naturali (NFT). La NFT funziona confrontando ciò che le sue telecamere stanno vedendo in tempo reale con le sue immagini integrate.
L'11 febbraio OSIRIS-REx eseguirà un'altra manovra ravvicinata sul suo sito di campionamento di backup, Osprey.
Quindi si avvicinerà ancora di più.
A marzo eseguirà la fase di ricognizione C. In quella fase, l'astronave si avvicinerà entro 250 m (820 piedi) da Bennu. Il 3 marzo sorvolerà Nightingale a quell'altitudine e il 26 marzo farà lo stesso per Osprey. Questi cavalcavia forniranno immagini cruciali ad alta risoluzione di ciascun sito per identificare abbondante materiale a grana fine in ciascun sito.
Una volta completata la fase di ricognizione C, OSIRIS-REx eseguirà due prove della sua operazione di campionamento. Si eserciterà a lasciare la sua orbita e viaggiando verso un Checkpoint predeterminato direttamente sopra la posizione di campionamento, quindi tornerà alla sua orbita sicura. Nella seconda prova, lascerà la sua orbita e si muoverà verso un Matchpoint. Lì passa sopra la posizione di campionamento prima di tornare di nuovo in orbita.
Queste prove sono fondamentali per il successo della missione. Durante ogni prova, la navicella spaziale seguirà e analizzerà le immagini OCAMS e TAGCAMS e i dati LIDAR. Il team OSIRIS-REx utilizzerà tutto ciò per verificare che il sistema di volo funzioni correttamente.
Poi arriva il campionamento finale.
Lo strumento TAGSAM (Touch-and-Go-Sample-Acquisition-Mechanism) del veicolo spaziale raccoglierà un campione di regolite da Bennu. TAGSAM è un braccio robotico articolato. Man mano che OSIRIS-REx si avvicina a Usignolo, estenderà questo braccio verso la superficie dell'asteroide. La navicella spaziale si avvicinerà molto lentamente all'asteroide e, così facendo, TAGSAM entrerà in contatto.
Toccerà la superficie solo per un breve periodo di tempo - circa cinque secondi - che è abbastanza lungo per raccogliere un campione. Raccoglie un campione soffiando azoto gassoso sulla regolite, inviando materiale a grana fine sopra la superficie, per essere catturato da TAGSAM. Misurerà quindi la quantità di materiale nel campione per vedere se è abbastanza. La NASA vuole raccogliere un campione di 60 grammi (2,1 once).
La NASA ha un nuovo metodo per pesare il campione. Una volta che hanno raccolto un campione, sparano ai propulsori per allontanarsi da Bennu. Quindi, con il TAGSAM esteso, faranno girare il veicolo spaziale. Misureranno l'inerzia e la confronteranno con una rotazione precedente con TAGSAM esteso, ma vuoto.
Se il campione non è abbastanza grande, può ripetere la procedura. OSIRIS-REx ha abbastanza azoto per eseguire tre raccolte di campioni, se necessario.
Quando la NASA saprà che la raccolta dei campioni è andata a buon fine, la testa TAGSAM verrà inserita nella Sample Return Capsule (SRC). Quindi OSIRIS-REx verrà manovrato in una deriva lenta a una distanza di sicurezza.
Successivamente, l'astronave ha ancora del lavoro da fare. Rimarrà a Bennu fino al marzo 2021, studiando l'asteroide. Quindi partirà per la Terra.
La data prevista per il ritorno del campione di OSIRIS-REx è settembre 2023. Se tutto andrà bene, la navicella spaziale rilascerà l'SRC sulla Terra tramite paracadute, dove verrà recuperata presso la gamma di test e addestramento dello Utah.
Perché Sample Bennu?
Gli asteroidi vengono lasciati sui resti dei primi giorni del nostro sistema solare. Gli astronomi pensano agli asteroidi come Bennu come a capsule temporali, messaggeri incontaminati dei primi tempi del Sistema Solare. Bennu è un asteroide carbonaceo che è stato scoperto nel 1999 e la sua natura carbonacea è importante perché il carbonio è un elemento chiave nella chimica organica. È anche un oggetto potenzialmente pericoloso con una probabilità 1 su 2.700 di avere un impatto sulla Terra tra il 2175 e il 2199. (Un altro degli obiettivi della missione di OSIRIS-REx è anche quello di studiare l'effetto Yarkovsky.)
È stato scelto anche per la sua vicinanza alla Terra e per la sua orbita gradevole. Durante la selezione del bersaglio, c'erano oltre 7000 asteroidi vicino alla terra in esame, ma alla fine solo 192 di loro avevano orbite adatte.
Anche Bennu ha le dimensioni giuste. Se un asteroide è troppo piccolo, con un diametro inferiore a circa 200 metri, gira troppo velocemente per trattenere il materiale di superficie adatto al campionamento. Tutto il materiale a grana fine viene inviato nello spazio.
Il requisito di dimensioni ha ridotto l'elenco da 192 a solo 26.
Ma dipende in gran parte dalla natura ricca di carbonio di Bennu. Il suo carbonio primordiale è invariato da quando l'asteroide si è formato miliardi di anni fa. Gli asteroidi come Bennu contengono anche molecole organiche, sostanze volatili e aminoacidi che potrebbero essere stati i precursori della vita sulla Terra. Gli scienziati vogliono sapere quale ruolo potrebbero avere gli asteroidi come Bennu nella vita sulla Terra e vogliono anche conoscere il loro ruolo di blocco fondamentale dei pianeti del Sistema Solare.
Dei 26 asteroidi rimasti nell'elenco, solo 12 avevano una composizione nota e solo 5 erano primitivi e ricchi di carbonio.
Ed è per questo che l'hanno scelto.
Di Più:
- Comunicato stampa: Rapporto sullo stato: OSIRIS-REx completa il passaggio ravvicinato più vicino al Nightingale del sito di esempio
- Missione di ritorno del campione di asteroidi OSIRIS-REx
- Rassegna di scienza spaziale: OSIRIS-REx: ritorno del campione dall'asteroide (101955) Bennu
- Space Magazine: è tempo di decidere. Dove dovrebbe prendere un campione OSIRIS-REx da Bennu?
