Już 20 października misja OSIRIS-REx podejmie pierwszą próbę pobrania próbek z powierzchni asteroidy Bennu - ciała po raz pierwszy zaobserwowanego w 1999 roku. Naukowcy zakładają, że około 2135 roku może się ona niebezpiecznie zbliżyć do naszej planety. W lądowaniu na asteroidzie pomoże system nawigujący analizujący dane z setek zdjęć zrobionych podczas krążenia po orbicie obiektu.
Kilkanaście sekund wystarczy
Lądownik spędzi na powierzchni Bennu zaledwie kilkanaście sekund. Pobranie próbek ma się bowiem odbyć w ramach tak zwanej procedury „Touch-And-Go” (Dotknij i odleć). Miejsce wybrane na punkt przyziemienia zostało nazwane Nightingale, znajduje się na północnej półkuli asteroidy i ma zaledwie 16 metrów średnicy. Jest wielkości porównywalnej z kilkoma miejscami parkingowymi. Co ciekawe, powierzchnia asteroidy jest tak bardzo usiana skałami, że to właśnie to miejsce zostało uznane za najbardziej sprzyjające do wykonania manewru.
Drugim plusem tego miejsca jest fakt, że zawiera dużo nieosłoniętego, drobnego pyłu, który będzie można pobrać w stosunkowo prosty sposób. Spróbuje tego dokonać specjalne ramię zamontowane na pojeździe. Sam lądownik jest rozmiarów niewielkiego samochodu dostawczego – czytamy w komunikacie NASA. Manewr musi być więc wykonany niezwykle precyzyjnie.
Trzy podejścia
Cała misja ma trwać około 4,5 godziny. W tym czasie zostanie przeprowadzony manewr TAG, podczas którego pobrane zostaną próbki z powierzchni Bennu. Pierwszym etapem głównej misji będzie zejście z bezpiecznej orbity, która znajduje się na około 770 metrach nad asteroidą. Zostanie to dokonane dzięki serii precyzyjnych manewrów silnikami. „Przyziemienie” nastąpi po mniej więcej czterech godzinach zniżania. Właściwy manewr rozpocznie się po około 11 minutach 125 metrów nad powierzchnią, gdy nastąpi kolejna korekta przy pomocy siników. Pozwoli ona na zmniejszenie prędkości oraz dostosowanie trajektorii opadania do rotacji Bennu.
Przyziemienie - w rzeczywistości powierzchni dotknie tylko ramię zbierające próbki - potrwa około 16 sekund. Tyle czasu na swoje zadanie będzie miało ramię lądownika (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism - TAGSAM). Opróżniona zostanie jedna z trzech butli ze sprężonym azotem, co wzbije osad z powierzchni asteroidy. Ułatwi to zebranie próbek przez głowicę umieszczoną na ramieniu. Następnie OSIRIS-REx wzbije się ponownie w powietrze.
W pełni autonomiczny
Ze względu na odległość, jaka dzieli Bennu od Ziemi - około 334 milionów km - opóźnienie w sygnale jest na tyle duże, że sterowanie misją z naszej planety byłoby niemożliwe. OSIRIS-REx zaprojektowany jest więc w taki sposób, aby wykonać swoje zadanie w pełni autonomicznie, bez pomocy ludzkiej ręki. Czemu sterowanie misją z Ziemi jest niemożliwe? Sygnał na Bennu dociera dopiero po ponad 18 minutach od wysłania. Z tego powodu zespół kierujący misją przed rozpoczęciem jej głównej części, wyśle listę z sekwencją zadań dla lądownika i wyda polecenie rozpoczęcia procedury. Reszta zostanie już wykonana bez ich pomocy.
System, który pozwoli na precyzyjne lądowanie w wyznaczonym miejscu nosi nazwę Natural Feature Tracking. Ocenia on orientację pojazdu na podstawie zdjęć, które zacznie zbierać po około 90 minutach po rozpoczęciu manewru zejścia z pierwotnej orbity. Następnie porównuje zrobione zdjęcia z tymi, które został już zebrane podczas krążenia wokół Bennu. Algorytmy ocenią, czy na trasie i wyznaczonym miejscu nie znalazły się niepożądane obiekty, które mogłyby zagrozić misji. System będzie wykorzystywany również do orientacji pojazdu. Zdjęcia pomogą ustalić, czy znajduje się on na odpowiedniej trasie zniżania i ocenią jego wysokość. W razie wykrycia nieprawidłowości OSIRIS-REx automatycznie przerwie manewr zniżania.
Próbki wrócą na Ziemię
OSIRIS-REx ma za zadanie zebrać co najmniej 60 gramów materiału z powierzchni Bennu - największą próbkę od czasów programu Apollo. Aby ocenić, czy pierwsze podejście było udane, zostaną przeprowadzone dwie procedury. Najpierw próbka zostanie sprawdzona kamerą SamCam, która znajduje się na pokładzie sondy. Następnie dzięki manewrowi rotacji pobrany materiał zostanie zważony. Jeśli okaże się, że próbka jest zbyt mała, lub jej pobranie nie powiodło się, lądownik będzie miał jeszcze dwie próby. Planowany powrót w kierunku Ziemi to 2021 rok. Sonda wróci na naszą planetę 24 września 2023 roku.
Czytaj też:
Chiny przeprowadziły udane lądowanie „statku kosmicznego wielokrotnego użytku”. To może być przełom
Misja OSIRIS-REx