NASA on valinnut näytteenottopaikan OSIRIS-REx-avaruusalukselleen. Kun se on kavennettu neljään potentiaaliseen sivustoon ja tutkittu niitä yksityiskohtaisesti, he ovat asettuneet yhteen sijaintiin. Heidän valintansa? Satakieli.
OSIRIS-REx on ollut asteroidissa Bennu vuoden ajan, ottaen yksityiskohtaisia kuvia koko pinnastaan. Vaikka avaruusaluksella on muita tehtävän tavoitteita, näytteen paluuosuus sen tehtävästä on ensiarvoisen tärkeä. Edistykselliset avaruusalukset, kuten OSIRIS-REx, voivat kerätä yksityiskohtaista tietoa asteroidista, kun se on siellä, mutta se on takaisin maan päällä, erikoistuneissa laboratorioissa, joissa voidaan suorittaa perusteellinen näytteen analyysi.
"Neljästä ehdokkaasta site Nightingale täyttää nämä kriteerit parhaiten ja varmistaa viime kädessä parhaiten tehtävän onnistumisen."
Dante Lauretta, OSIRIS-REx-päätutkija.
Mutta ennen kuin se voi palauttaa yhden, sen on kerättävä yksi, ja turvallisen paikan löytäminen yhden keräämistä varten Bennun kallio- ja kivenlohkareille pintaan on haaste. Kun OSIRIS-REx (alkuperä, spektritulkkaus, resurssien tunnistaminen, turvallisuus, Regolith Explorer) saapui Bennuun, operaation henkilökunta havaitsi, että asteroidi oli karkeampaa kuin odotettiin. Vaikka näytteenottoon soveltuvaa materiaalia on runsaasti - hienorakeista materiaalia, joka on pienempi kuin 2,5 cm (1 tuuma) -, asteroidin kivinen pinta tekee siitä hankalan pääsyn.
NASA kavensi valintaansa neljään paikkaan, joista kukin antoi tarvittavan hienorakeisen materiaalin, samalla kun se aiheutti hallittavan vaaran itse avaruusalukselle. Ne kaikki nimettiin lintujen mukaan: Sandpiper, Osprey, Kingfisher ja vahvistettu paikka Nightingale.
"Arvioituamme perusteellisesti kaikki neljä ehdokaspaikkaa, teimme lopullisen päätöksemme sen perusteella, missä sivustossa on eniten hienorakeista materiaalia ja kuinka helposti avaruusalus pääsee käsiksi materiaaliin pitäen avaruusaluksen turvallisena", kertoi Dante Lauretta, OSIRIS-REx. päätutkija Arizonan yliopistossa Tucsonissa. "Neljästä ehdokkaasta site Nightingale täyttää nämä kriteerit parhaiten ja varmistaa viime kädessä parhaiten tehtävän onnistumisen."
Edellisessä Space Magazine -artikkelissa korosimme neljää potentiaalista näytteenottosivustoa. Operaattorien vaikeuksissa on se, että avaruusalus suunniteltiin laskeutumaan rantamaiselle alueelle, jolla on näytteenottoon soveltuvia hienompaa materiaalia sisältäviä lampimaisia kerrostumia. Mutta Bennan kivinen luonto vaikeutti valintaa.
Nyt valinta on kuitenkin tehty.
Nightingale sijaitsee kraatterissa asteroidin pohjoispuolella. Kraatterin leveys on 140 metriä. Kuvat osoittavat, että Nightingale on melko sileä ja sivusto on niin kaukana pohjoisessa, että lämpötila on matalampi, mikä tarkoittaa, että siellä oleva regoliitti on hyvin säilynyt. Kraatteri on myös nuori ja materiaali on vastavalotettu, joten se on ihanteellinen koskematon näytteen keräämiseen. Koskemattomammassa näytteessä on havaittu vähemmän avaruussäästöä, ja se pitää sisällään enemmän vihjeitä Bennan historiaan.
Kun OSIRIS-REx-näytteen palauttamisoperaatio oli suunnitteilla, NASA kuvasi sivuston, jonka halkaisija on 50 metriä (164 ft.) Nightingalen kraatteri on sitä suurempi, mutta riskejä on edelleen. Kraatterin turvallisen kosketusalueen koko on vain halkaisijaltaan noin 16 metriä (52 jalkaa). Se on vain kymmenesosa operaatiosuunnitelmassa esitetystä koosta.
Joten OSIRIS-REx: n on kohdistettava näytteenottopaikkaansa erittäin tarkasti, mukaan lukien työskentelemällä tiensä läpi suuren lohkaran, joka voi olla tiellä, kun avaruusalus lähtee näytteenottopaikasta. NASA on työskennellyt sen parissa kehittääkseen törmäyksen välttämisjärjestelmän OSIRIS-REx: lle.
Kun OSIRIS-REx ottaa lopulta näytteen, se tekee sen itsenäisesti. Avaruusaluksessa on Natural Feature Tracking (NFT) -järjestelmä, joka käyttää asteroidin kuvia ohjaamaan itseään pintaan. Vertaamalla törmäyksiä vertaamalla sen Bennu-levyn kuvia Bennusta kameran näkemään reaaliajassa.
Mutta Bennuksen odottamaton käyttämättömyys tarkoittaa, että järjestelmä kohtaa joitain haasteita. Siinä on automaattinen vikasuojaus, joka keskeyttää näytteenoton, jos este on liian lähellä. Estääksesi tämän tapahtuvan, operaation operaattorit tekevät ylitöitä. Itse asiassa joukkue odottaa melkein avaruusaluksen luopuvan ensimmäisestä yrityksestäan lähestyessään asteroidin pintaa romahtavia rakennuskokoisia lohkareita.
NASA on myös valinnut varanäytteenottopaikan. Osprey täyttää tuon roolin.
OSIRIS-REx voi tarvittaessa suorittaa useita näytteenottoyrityksiä. Jos näytteenotto ei toimi Nightingalessa, yritys itse saattaa häiritä sivustoa liiaksi, jolloin se ei sovellu toiseen yritykseen. Jos NFT-järjestelmä keskeyttää yrityksen ja aaltoaa avaruusaluksen, potkurit voivat häiritä sivustoa. Tällöin avaruusalus yrittää uutta näytekokoelmaa Ospreyssa.
"Bennu on haastanut OSIRIS-RExin poikkeuksellisen karkealla maastolla", sanoi NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksen OSIRIS-REx-projektipäällikkö Rich Burns. ”Tiimi on sopeutunut käyttämällä tarkempää, vaikkakin monimutkaisempaa optista navigointitekniikkaa päästäkseen näille pienille alueille. Suojaamme myös OSIRIS-REx -sovelluksen, joka pystyy tunnistamaan, onko matkalla koskettaa vaaraa sivuston sisällä tai sen vieressä ja aallonpoisto ennen kuin se tapahtuu. "
NASA: n nyt, kun NASA on asettunut näytteenottoa varten ensisijaisiin ja vara-sivustoihin, ennakointi kasvaa. Mutta ennen näytteen keräämistä on vielä tehtävää. Tammikuussa OSIRIS-REx aloittaa enemmän tutustumislentoja sekä Nightingale- että Osprey-lennoilla, ja ne sitovat keväällä. Kun rekonstruointi on valmis, avaruusalus harjoitellaan ensimmäisessä näytteenottoyrityksessään, joka on suunniteltu elokuussa.
Jos kaikki menee hyvin, OSIRIS-REx lähtee Bannusta vuonna 2021, ja näyte palautetaan maan päälle syyskuussa 2023.
