Осирис Рекс: миссия НАСА по возвращению образца астероида на Землю
Астероиды -это осколки, оставшиеся от образования Солнечной системы. Они никогда не превращались в планеты или Луны и, как таковые, являются капсулами времени, сохраненными в течение 4,6 миллиарда лет. Возьмите образец астероида, и вы получите образец строительных блоков самой солнечной системы.
Это цель первой миссии НАСА по возвращению образцов астероидов "Осирис-Рекс" ( и, как оказалось, японской миссии "Хаябуса-2").
Стартовав 8 сентября 2016 года, OSIRIS-REX прибыл на астероид Бенну (1999 RQ36) 3 декабря 2018 года, выполнив обширное обследование с целью возвращения образца космической породы в 2023 году.
Почему астероид Бенну?
Бенну был выбран в качестве мишени из 500 000 известных астероидов, потому что он является одним из всего лишь пяти из этого числа, которые отвечают ряду важнейших критериев.
Во-первых, это углеродистый астероид, или астероид типа в, который богат летучими веществами, потенциально содержащими воду и органические молекулы.
Во-вторых, Бенну имеет диаметр около 500 м, что означает, что он не кувыркается в космосе так быстро, что корабль не сможет безопасно собрать образец (чем меньше диаметр астероида, тем быстрее его вращение).
В-третьих, Бенну классифицируется как околоземный объект. Он движется достаточно близко к земле, чтобы сделать миссию возвращения образца практичной, и его орбита имеет низкий эксцентриситет, что означает, что он никогда не путешествует слишком близко или слишком далеко от солнца (важно, когда ваш космический корабль полагается, по крайней мере частично, на солнечную энергию).
Бенну-потенциальный ударный элемент земли, и есть шанс (хотя и только один из 2500), что он может столкнуться с землей где-то в конце 22-го века.
Путешествие Осириса-Рекса к астероиду Бенну
Осирис-Рексу потребовалось два года, чтобы достичь Бенну, в течение которых он вращался вокруг Земли, используя гравитацию нашей планеты, чтобы разогнаться до скорости чуть менее 20 000 км/ч: скорость, необходимая для перехвата астероида, который сам мчится вокруг Солнца со скоростью более 101 000 км/ч.
Как только аппарат приблизился к Бенну на расстояние около 5 км, он потратил 505 дней на картографирование поверхности астероида – используя свой набор камер, высотомеров и спектрометров для изучения его химии, минералогии и типографии, а также для точного определения его орбиты.
НАСА будет использовать последнюю информацию, чтобы определить, как нечто, называемое эффектом Ярковского, влияет на орбиту астероида.
Поскольку астероид вращается вокруг солнца, одна его сторона нагревается солнечным излучением. Когда астероид поворачивается и нагретая сторона погружается во тьму, это тепло излучается в космос, производя крошечную тягу, которая на протяжении веков может изменить его орбиту
Это полезная информация, чтобы иметь, когда орбита астероида несет его так близко к земле.
Фаза картирования поверхности также позволила ученым определить наиболее безопасное место для Осирис-Рекса, чтобы выполнить часть своей миссии по отбору проб.
Как Осирис Рекс собрал образец Бенну?
Сбор образца астероида Бенну в настоящее время завершен (и еще предстоит определить, полностью ли он успешен). OSIRIS-REX развернул свой TAGSAM, или сенсорный механизм сбора проб, который состоит из цилиндрической головки пробоотборника, прикрепленной к шарнирной роботизированной руке длиной 3 метра.
Когда TAGSAM вошел в контакт с поверхностью астероида, надеются ученые миссии, Азот был взорван в голове, заставляя частицы отлетать.
внутри головки действует как вакуумный мешок, улавливая пыль и сохраняя ее во внешних стенках цилиндра.
Образец собран, Осирис-Рекс отодвигается от Бенну, надежно укладывает голову в капсулу возврата образца и ждет окна, чтобы вернуться домой.
Осирис Рекс: путешествие обратно на Землю
Эллиптическая траектория Бенну означает, что расстояние между астероидом и землей варьируется от 100 000 км до 1,9 млн км, поэтому Осирис-Рекс должен будет ждать, пока Бенну пройдет достаточно близко к земле, чтобы начать свое обратное путешествие.
Как только откроется окно возврата в марте 2021 года, Осирис-Рекс запустит свои главные двигатели и отправится по траектории, которая перехватит орбиту Земли в сентябре 2023 года – в этот момент возвратная капсула будет сброшена, и Осирис-Рекс перейдет на стабильную орбиту вокруг Солнца.
Капсула войдет в атмосферу Земли со скоростью чуть менее 45 000 км/ч, полагаясь на свой тепловой экран, чтобы удалить 99% своей кинетической энергии, прежде чем развернуть парашют на высоте 3 км, чтобы совершить мягкую посадку в пустыне Юта 24 сентября 2023 года.
Анализ образца астероида Бенну
Он будет открыт в стерильных условиях, чтобы предотвратить загрязнение образца, который будет проанализирован вплоть до атомного уровня, чтобы определить состав Бенну и определить присутствие любых органических соединений, таких как аминокислоты и сахара – строительные блоки жизни.
Вопрос о том, откуда мы пришли, преследовал человечество с самых первых дней его существования. Задолго до изобретения письменности древние люди рисовали мифы о сотворении мира на стенах пещер и представляли себе, каким стал мир вокруг них.
Сегодня у нас есть ресурсы, которые простираются далеко за пределы простого воображения, но точные механизмы, которые создали солнечную систему, остаются плохо изученными.
Чтобы получить истинное представление о заре нашего существования, нам нужно изучить первозданный образец: самородок чистой, ранней Солнечной системы, не запятнанный разрушительным воздействием времени.