ยานอวกาศ OSIRIS-REx ของ NASA ไปถึงเป้าหมายคือดาวเคราะห์น้อย Bennu (1,01955 Bennu) ในวันที่ 3 ธันวาคม 2018 ตั้งแต่นั้นมายานอวกาศได้ตรวจสอบพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยโดยมองหาจุดลงจอดที่เหมาะสมเพื่อรวบรวมตัวอย่าง ปัญหาคือ Bennu มีพื้นผิวที่ท้าทายกว่าที่คิดไว้ในตอนแรก
ภารกิจหลักของ OSIRIS-REx (ต้นกำเนิดการตีความสเปกตรัมการระบุทรัพยากรความปลอดภัย Regolith Explorer) คือการรวบรวมตัวอย่างจากดาวเคราะห์น้อย Bennu และส่งคืนสู่โลก นั่นคือการซ้อมรบที่มีความเสี่ยงและเพื่อให้ยานอวกาศประสบความสำเร็จต้องค้นหาตำแหน่งการสุ่มตัวอย่างที่ตรงตามเงื่อนไขสองประการ: มันจะต้องมีวัสดุเนื้อละเอียดที่เหมาะสมสำหรับการสุ่มตัวอย่างและจะต้องปลอดภัยสำหรับยานอวกาศ
ยานอวกาศได้ศึกษาพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อยอย่างใกล้ชิดและในเดือนธันวาคมองค์การนาซ่าได้ประกาศว่าพวกเขาได้ทำการสุ่มตัวอย่างพื้นที่แคบลงไปจนถึงผู้สมัครที่มีธีมสี่คน ได้แก่ Kingfisher, Osprey, Sandpiper และ Nightingale หลังจากดูภาพทั้งสี่นี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น NASA เลือก Nightingale เป็นเว็บไซต์สุ่มตัวอย่างหลักโดย Osprey ทำหน้าที่สำรองข้อมูล
นั่นเป็นส่วนหนึ่งของ Reconnaissance Phase A ตอนนี้ภารกิจอยู่ใน Recon Phase B และเฟสนี้ต้องการ OSIRIS-REx เพื่อเข้าใกล้ Bennu
วงโคจรบ้านของยานอวกาศนั้นอยู่ห่างจากพื้นผิวดาวเคราะห์น้อย 1.2 กม. (0.75 ไมล์) เมื่อวานนี้ OSIRIS-REx เข้าใกล้มากขึ้น ในช่วงเกือบ 11 ชั่วโมงการเคลื่อนที่ยานอวกาศต้องอยู่ในระยะ 620 เมตร (0.4 ไมล์) จากพื้นผิวและบินไปทั่วบริเวณไนติงเกลซึ่งเป็นพื้นดินกว้างเพียง 16 เมตร (52 ฟุต)
นี่เป็นแผนการที่เล็กที่สุดที่ยานอวกาศเคยทำ มันใช้ Thrusters แอสเซมบลีของเครื่องยนต์แรงดันต่ำ (LTR) ตัวใดตัวหนึ่งเพื่อเริ่มต้นวิธีการ สิ่งเหล่านี้เป็นเครื่องขับดันที่เล็กที่สุดและพวกมันเคลื่อนที่ยานอวกาศที่ 3.7 มม. / วินาที
ยานอวกาศได้กลับสู่วงโคจรที่ปลอดภัยในบ้านแล้ว แต่สิ่งนี้ก็ใกล้เคียงกับ Nightingale มากที่สุด
ยานอวกาศใช้กล้องเพื่อสร้างแบบจำลองการแสดงภาพบนไซต์ของไนติงเกล พวกเขาจะใช้โมเดลนั้นเพื่อนำทางเข้าและออกจากไซต์ด้วยระบบ Natural Feature Tracking (NFT) NFT ทำงานได้โดยเปรียบเทียบสิ่งที่กล้องเห็นในแบบเรียลไทม์กับภาพออนบอร์ด
ในวันที่ 11 กุมภาพันธ์ OSIRIS-REx จะดำเนินการซ้อมรบอย่างใกล้ชิดผ่านทาง Osprey
จากนั้นมันจะเข้าใกล้ยิ่งขึ้น
ในเดือนมีนาคมมันจะทำการรีคอนเฟส C ในช่วงนั้นยานจะเข้าใกล้ภายในระยะ 250 ม. (820 ฟุต) ของเบนนู ในวันที่ 3 มีนาคมมันจะบินไปไนติงเกลที่ระดับความสูงนั้นและในวันที่ 26 มีนาคมมันจะทำแบบเดียวกันกับ Osprey สะพานลอยเหล่านี้จะให้ภาพความละเอียดสูงที่สำคัญของแต่ละไซต์เพื่อระบุวัสดุที่มีความละเอียดมากในแต่ละไซต์
เมื่อ Recon Phase C เสร็จสิ้น OSIRIS-REx จะทำการทดสอบสองครั้งของการปฏิบัติการสุ่มตัวอย่าง จะฝึกการออกจากวงโคจรและเดินทางไปยังจุดตรวจสอบที่กำหนดไว้ล่วงหน้าโดยตรงผ่านสถานที่เก็บตัวอย่างจากนั้นจะกลับสู่วงโคจรที่ปลอดภัย ในการซ้อมครั้งที่สองมันจะออกจากวงโคจรและการซ้อมรบของ Matchpoint มันจะวางเมาส์เหนือตำแหน่งสุ่มตัวอย่างก่อนที่จะกลับสู่วงโคจรอีกครั้ง
การฝึกซ้อมเหล่านี้มีความสำคัญต่อความสำเร็จของภารกิจ ในระหว่างการซ้อมแต่ละครั้งยานอวกาศจะติดตามและวิเคราะห์ภาพ OCAMS และ TAGCAMS และข้อมูล LIDAR ทีม OSIRIS-REx จะใช้ทั้งหมดที่ตรวจสอบว่าระบบการบินทำงานได้ดี
จากนั้นสุ่มตัวอย่างสุดท้ายมา
เครื่องมือ TAGSAM (Touch-and-Go-Sample-Acquisition-Mechanism) ของยานอวกาศจะเก็บตัวอย่าง regolith จาก Bennu TAGSAM เป็นแขนหุ่นยนต์ก้อง เมื่อ OSIRIS-REx เข้าใกล้ไนติงเกลมันจะขยายแขนนี้ไปยังพื้นผิวดาวเคราะห์น้อย ยานอวกาศจะเข้าใกล้ดาวเคราะห์น้อยอย่างช้าๆและเช่นนั้น TAGSAM จะทำการติดต่อ
มันจะสัมผัสพื้นผิวเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ - ประมาณห้าวินาที - ซึ่งยาวพอที่จะเก็บตัวอย่างได้ มันรวบรวมตัวอย่างโดยการเป่าแก๊สไนโตรเจนลงบน regolith ส่งวัสดุเนื้อละเอียดเหนือพื้นผิวโดย TAGSAM จากนั้นจะทำการวัดปริมาณของวัสดุในตัวอย่างเพื่อดูว่าเพียงพอหรือไม่ นาซ่าต้องการเก็บตัวอย่าง 60 กรัม (2.1 ออนซ์)
นาซ่ามีวิธีการใหม่ในการชั่งน้ำหนักตัวอย่าง เมื่อพวกเขารวบรวมตัวอย่างพวกเขาจะยิงนักขับรถเพื่อหนีออกจาก Bennu จากนั้นเมื่อขยาย TAGSAM พวกเขาจะหมุนยานอวกาศ พวกเขาจะวัดความเฉื่อยและเปรียบเทียบกับการหมุนครั้งก่อนโดยขยาย TAGSAM แต่ว่างเปล่า
หากตัวอย่างไม่ใหญ่พอก็สามารถทำซ้ำขั้นตอนนี้ได้ OSIRIS-REx มีไนโตรเจนเพียงพอที่จะทำการเก็บตัวอย่างได้สามชุดหากจำเป็น
เมื่อ NASA รู้ว่าพวกเขามีการเก็บตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จหัว TAGSAM จะถูกใส่ใน Sample Return Capsule (SRC) จากนั้น OSIRIS-REx จะถูกบังคับให้เคลื่อนที่ไปในระยะที่ปลอดภัย
หลังจากนั้นยานก็ยังมีงานต้องทำ มันจะยังคงอยู่ที่ Bennu จนถึงเดือนมีนาคม 2564 ศึกษาดาวเคราะห์น้อย จากนั้นมันจะเดินทางไปยังโลก
วันส่งคืนตัวอย่างที่คาดหวังของ OSIRIS-REx คือเดือนกันยายน 2566 หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดียานอวกาศจะปล่อย SRC สู่พื้นโลกผ่านทางร่มชูชีพซึ่งจะถูกเรียกคืนได้ในช่วงทดสอบยูทาห์และการฝึกอบรมของกองทัพอากาศสหรัฐฯ
ทำไมต้องเป็น Bennu
ดาวเคราะห์น้อยจะถูกทิ้งไว้ให้หลงเหลือจากยุคแรก ๆ ของระบบสุริยะของเรา นักดาราศาสตร์คิดว่าดาวเคราะห์น้อยอย่าง Bennu เป็นแคปซูลเวลานักสื่อสารที่บริสุทธิ์จากยุคแรก ๆ ของระบบสุริยะ Bennu เป็นดาวเคราะห์น้อยที่ถูกค้นพบคาร์บอนในปี 1999 และธรรมชาติของคาร์บอนมีความสำคัญเนื่องจากคาร์บอนเป็นองค์ประกอบสำคัญในเคมีอินทรีย์ นอกจากนี้ยังเป็นวัตถุอันตรายที่มีโอกาส 1 ใน 2,700 ในการกระทบโลกระหว่างปี 2175 และ 2199 (เป้าหมายอีกภารกิจหนึ่งของ OSIRIS-REx ก็คือการศึกษา Yarkovsky Effect)
มันได้รับเลือกด้วยเนื่องจากอยู่ใกล้กับโลกและเนื่องจากวงโคจรที่น่าพอใจ ในระหว่างการเลือกเป้าหมายมีดาวเคราะห์น้อยอยู่ใกล้โลกมากกว่า 7,000 ดวงที่อยู่ในระหว่างการพิจารณา แต่ในท้ายที่สุดมีเพียง 192 คนเท่านั้นที่มีวงโคจรที่เหมาะสม
Bennu ยังมีขนาดที่เหมาะสม หากดาวเคราะห์น้อยเล็กเกินไป - เส้นผ่าศูนย์กลางน้อยกว่าประมาณ 200 เมตรมันจะหมุนเร็วเกินไปที่จะเก็บวัสดุพื้นผิวที่เหมาะสมสำหรับการสุ่มตัวอย่าง วัสดุเนื้อละเอียดทั้งหมดจะถูกส่งออกสู่อวกาศ
ข้อกำหนดขนาดลดรายการจาก 192 ลงเหลือเพียง 26
แต่ส่วนใหญ่มันลงมากับธรรมชาติที่อุดมด้วยคาร์บอนของ Bennu คาร์บอนดั้งเดิมนั้นไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากดาวเคราะห์น้อยก่อตัวเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ดาวเคราะห์น้อยอย่าง Bennu ยังมีโมเลกุลอินทรีย์สารระเหยและกรดอะมิโนที่อาจเป็นสารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิตบนโลก นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบว่าดาวเคราะห์น้อยอย่าง Bennu อาจมีบทบาทอะไรในชีวิตบนโลกและพวกเขายังต้องการทราบเกี่ยวกับบทบาทของพวกเขาในฐานะที่เป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ
จากดาวเคราะห์น้อย 26 ดวงที่เหลืออยู่ในรายการมีเพียง 12 คนเท่านั้นที่มีองค์ประกอบที่เป็นที่รู้จัก
และนั่นคือเหตุผลที่พวกเขาเลือก
มากกว่า:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: รายงานสถานะ: OSIRIS-REx เสร็จสิ้นสะพานลอยใกล้ที่สุดของตัวอย่างเว็บไซต์ไนติงเกล
- OSIRIS-REx Asteroid Sample Return Mission
- รีวิววิทยาศาสตร์อวกาศ: OSIRIS-REx: ตัวอย่างกลับมาจากดาวเคราะห์น้อย (1,01955) Bennu
- นิตยสารอวกาศ: ถึงเวลาต้องตัดสินใจ OSIRIS-REx ควรใช้ตัวอย่างจาก Bennu ที่ไหน?
