وصلت المركبة الفضائية OSIRIS-REx التابعة لناسا إلى هدفها ، الكويكب بينو (101955 بينو) ، في 3 ديسمبر 2018. ومنذ ذلك الحين ، تقوم المركبة الفضائية بفحص سطح الكويكب ، وتبحث عن مكان هبوط مناسب لجمع عينة. تكمن المشكلة في أن Bennu يتمتع بسطح صخري وصعب أكثر مما كان يعتقد في البداية.
تتمثل المهمة الأساسية لـ OSIRIS-REx (Origins ، Spectral Interpretation ، Resource Resource Identification ، Security ، Regolith Explorer) في جمع عينة من الكويكب Bennu وإعادتها إلى الأرض. هذه مناورة محفوفة بالمخاطر ، وللنجاح يجب على المركبة الفضائية أن تجد موقعًا لأخذ العينات يستوفي شرطين: يجب أن يحتوي على مادة دقيقة دقيقة لأخذ العينات ، ويجب أن تكون آمنة للمركبة الفضائية.
تدرس المركبة الفضائية سطح الكويكب عن كثب ، وفي ديسمبر / كانون الأول ، أعلنت وكالة ناسا أنها ضيقت موقع أخذ العينات إلى أربعة مرشحين تحت عنوان الطيور: Kingfisher و Osprey و Sandpiper و Nightingale. بعد إلقاء نظرة فاحصة على هؤلاء الأربعة ، اختارت وكالة ناسا Nightingale كموقع أخذ العينات الأساسي ، مع خدمة Osprey كنسخة احتياطية.
كان هذا كله جزءًا من مرحلة الاستطلاع أ. الآن المهمة في Recon Phase B ، وتتطلب هذه المرحلة من OSIRIS-REx الاقتراب من Bennu.
يحافظ مدار المركبة الفضائية بالمنزل على ارتفاع 1.2 كيلومتر (0.75 ميل) فوق سطح الكويكب. أمس ، اقترب OSIRIS-REx كثيرًا. خلال مناورة 11 ساعة تقريبًا ، وصلت المركبة الفضائية إلى مسافة 620 متر (0.4 ميل) من السطح وحلقت فوق موقع نايتنجيل ، رقعة أرضية بعرض 16 مترًا فقط (52 قدمًا).
كانت هذه أصغر مناورة تقوم بها المركبة الفضائية على الإطلاق. واستخدمت إحدى محركات محرك رد الفعل المنخفض (LTR) لبدء النهج. هذه هي أصغر محركات الدفع على متنها ، وحركت المركبة الفضائية بسرعة 3.7 مم / ثانية.
عادت المركبة الفضائية الآن إلى مدارها الآمن بالمنزل ، ولكن هذا كان أقرب ما يكون إلى العندليب.
استخدمت المركبة الفضائية كاميراتها لبناء نموذج مرئي مدمج لموقع Nightingale. سيستخدم هذا النموذج للتنقل في طريقه إلى الموقع وخارجه باستخدام نظام تتبع الميزات الطبيعية (NFT). يعمل NFT من خلال مقارنة ما تراه كاميراته في الوقت الفعلي مع صوره الموجودة على اللوحة.
في 11 فبراير ، سيقوم OSIRIS-REx بإجراء مناورة عن قرب أخرى على موقع أخذ العينات الاحتياطية ، Osprey.
ثم ستقترب أكثر.
في مارس ، ستؤدي Recon Phase C. في تلك المرحلة ، ستقترب المركبة الفضائية من مسافة 250 مترًا (820 قدمًا) من Bennu. في 3 مارس ، ستطير فوق Nightingale على هذا الارتفاع ، وفي 26 مارس ، ستفعل الشيء نفسه مع Osprey. ستوفر هذه الجسور العلوية صورًا عالية الدقة حاسمة لكل موقع لتحديد المواد الوفيرة الدقيقة في كل موقع.
بمجرد اكتمال Recon Phase C ، ستقوم OSIRIS-REx بإجراء بروتينتين لعملية أخذ العينات الخاصة بها. سوف يتدرب على مغادرة مداره والسفر إلى نقطة تفتيش محددة مسبقًا مباشرة فوق موقع أخذ العينات ، ثم سيعود إلى مداره الآمن. في البروفة الثانية ، ستترك مدارها ومناورتها إلى نقطة المباراة. هناك سوف تحوم فوق موقع أخذ العينات قبل العودة إلى المدار مرة أخرى.
هذه التدريبات حاسمة لنجاح المهمة. خلال كل بروفة ، ستقوم المركبة الفضائية بتتبع وتحليل صور OCAMS و TAGCAMS وبيانات LIDAR. سيستخدم فريق OSIRIS-REx كل ذلك للتحقق من أن نظام الطيران يعمل بشكل جيد.
ثم يأتي أخذ العينات النهائي.
ستقوم أداة TAGSAM (آلية اللمس والذهاب إلى عينة - اكتساب - آلية) بجمع عينة متكررة من Bennu. TAGSAM هي ذراع آلي مفصلي. مع اقتراب OSIRIS-REx من Nightingale ، سيمتد هذا الذراع نحو سطح الكويكب. ستقترب المركبة الفضائية من الكويكب ببطء شديد ، وعندما تفعل ذلك ، ستتصل TAGSAM.
ستلامس السطح لفترة قصيرة من الزمن - حوالي خمس ثوانٍ - وهي فترة كافية لجمع عينة. يجمع عينة عن طريق نفخ غاز النيتروجين على regolith ، وإرسال مواد دقيقة الحبيبات فوق السطح ، ليتم التقاطها بواسطة TAGSAM. ثم ستقيس كمية المادة في العينة لمعرفة ما إذا كانت كافية. ترغب وكالة ناسا في جمع عينة 60 جرامًا (2.1 أونصة).
لدى وكالة ناسا طريقة جديدة لوزن العينة. بمجرد أن يجمعوا عينة ، سيقومون بإطلاق الدوافع للتراجع عن Bennu. ثم ، مع تمديد TAGSAM ، سيقومون بتدوير المركبة الفضائية. سيقيسون القصور الذاتي ويقارنونه بالدوران السابق مع توسعة TAGSAM ، لكنها فارغة.
إذا لم تكن العينة كبيرة بما يكفي ، فيمكنها تكرار الإجراء. يحتوي OSIRIS-REx على كمية كافية من النيتروجين لأداء ثلاث مجموعات عينات ، إذا لزم الأمر.
بمجرد أن تعرف وكالة ناسا أن لديها مجموعة عينات ناجحة ، سيتم وضع رأس TAGSAM في كبسولة إرجاع العينة (SRC). ثم سيتم مناورة OSIRIS-REx في انجراف بطيء إلى مسافة آمنة.
بعد ذلك ، لا يزال أمام المركبة الفضائية عمل للقيام به. ستبقى في بينو حتى مارس 2021 ، لدراسة الكويكب. ثم ستغادر إلى الأرض.
نموذج تاريخ العودة المتوقع لـ OSIRIS-REx هو سبتمبر 2023. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فسوف تطلق المركبة الفضائية SRC إلى الأرض عبر المظلة ، حيث سيتم استردادها في نطاق اختبار وتدريب القوات الجوية الأمريكية.
لماذا عينة بينو؟
يتم ترك الكويكبات فوق بقايا من الأيام الأولى لنظامنا الشمسي. يعتقد الفلكيون أن الكويكبات مثل بينو هي كبسولات زمنية ، ومرسلين أصليين من الأيام الأولى للنظام الشمسي. بينو هو كويكب كربوني تم اكتشافه في عام 1999 ، وطبيعته الكربونية مهمة لأن الكربون هو عنصر رئيسي في الكيمياء العضوية. إنه أيضًا كائن محتمل الخطورة مع فرصة 1 من 2700 للتأثير على الأرض بين عامي 2175 و 2199. (هدف آخر من أهداف مهمة OSIRIS-REx هو أيضًا دراسة تأثير Yarkovsky.)
تم اختياره أيضًا بسبب قربه من الأرض ، وبسبب مداره المقبول. أثناء اختيار الهدف ، كان هناك أكثر من 7000 كويكب قريب من الأرض قيد النظر ، ولكن في النهاية كان 192 منهم فقط لديهم مدارات مناسبة.
Bennu هو أيضا الحجم الصحيح. إذا كان الكويكب صغيرًا جدًا - يقل قطره عن 200 متر - فإنه يدور بسرعة كبيرة بحيث لا يحتفظ بمواد السطح المناسبة لأخذ العينات. يتم إرسال جميع المواد الدقيقة إلى الفضاء.
خفضت متطلبات الحجم القائمة من 192 إلى 26 فقط.
لكن الأمر يرجع إلى حد كبير إلى طبيعة بينو الغنية بالكربون. لم يتغير الكربون الأساسي منذ أن تشكل الكويكب قبل مليارات السنين. تحتوي الكويكبات مثل Bennu أيضًا على جزيئات عضوية ومتطايرة وأحماض أمينية قد تكون مقدمة للحياة على الأرض. يرغب العلماء في معرفة الدور الذي ربما تكون الكويكبات مثل بينو قد لعبته في الحياة على الأرض ، ويريدون أيضًا معرفة دورهم ككتلة بناء أساسية لكواكب النظام الشمسي.
من بين الكويكبات الـ 26 المتبقية في القائمة ، كان 12 منها فقط معروفًا ، و 5 فقط كانت بدائية وغنية بالكربون.
ولهذا اختاروه.
أكثر:
- بيان صحفي: تقرير الحالة: OSIRIS-REx يكمل الجسر الأقرب لعينة العندليب الموقع
- أوزيريس-ريكس بعثة عودة عينة الكويكب
- مراجعة علوم الفضاء: OSIRIS-REx: نموذج عودة من الكويكب (101955) Bennu
- مجلة الفضاء: حان الوقت لاتخاذ القرار. أين يجب أن يأخذ OSIRIS-REx عينة من Bennu؟
