Wydrukuj tę stronę
17
październik

Pobranie próbki asteroidy jest trudniejsze, niż się wydaje

Napisał 
Dział: Informacje

Pobranie próbki z asteroidy Bennu już 20 października o 23:00 czasu polskiego. Dlaczego pobranie próbki asteroidy jest trudniejsze, niż się wydaje?

NASA zapewni transmisję na żywo z wydarzenia Touch-and-Go, czyli TAG, rozpoczynającego się o godzinie 14:00. PDT [21:00 UTC / 23:00 czasu polskiego], 20 października, z harmonogramem pobierania próbek na 15:12. PDT [22:12 UTC]. Transmisja prowadzona przez Dante Lauretta, głównego badacza misji i profesora nauk księżycowych i planetarnych z Uniwersytetu Arizony oraz Michelle Thaller, komunikatorkę naukową w Goddard Space Flight Center NASA, obejmie kamienie milowe w ciągu 90 minut poprzedzających wycofanie się TAG i statku kosmicznego.

Kiedy sonda NASA OSIRIS-REx opuści się w kierunku powierzchni Bennu 20 października, będzie to pierwsza próba pobrania próbki nieskazitelnego materiału z asteroidy przez misję kierowaną przez USA. Bennu to prawdopodobnie pozaziemskie nagromadzenie pierwotnych pozostałości po formowaniu się naszego Układu Słonecznego.



Prowadzona przez Uniwersytet Arizony misja zbadania asteroidy znajdującej się wiele milionów mil od Ziemi to nic innego jak spacer po plaży. Prawdę mówiąc, Bennu „nie jest tak piaszczystą plażą, na jaką liczyliśmy i spodziewaliśmy się” - powiedział Thomas Zurbuchen, zastępca administratora w Dyrekcji Misji Naukowych w NASA, podczas wydarzenia medialnego 24 września. Gdy sonda zbliżyła się i zaczęła przesyłać pierwsze szczegółowe zdjęcia powierzchni Bennu, zaskoczyła zarówno zespół misyjny, jak i publiczność, odsłaniając skalistą powierzchnię zaśmieconą głazami wielkości domu.

Od czasu przybycia 3 grudnia 2018 r. Sonda OSIRIS-REx spędzała czas na lataniu wokół asteroidy, skanując, fotografując, mierząc i badając ciemny, skalny stos gruzu poniżej - najpierw z daleka, a następnie z bliska. Korzystając z laserowego instrumentu wysokościomierza, czyli OLA, w połączeniu z danymi ze zdjęć wykonanych instrumentem PolyCam sondy kosmicznej, misja stworzyła mapy o niespotykanej dotąd szczegółowości, lepszej niż mapy dowolnego ciała planetarnego odwiedzonego przez statek kosmiczny. Na podstawie tych map wybrano główne miejsce próbne misji, które znajduje się w kraterze nazwanym Nightingale.

„Wybraliśmy Nightingale, ponieważ jak dotąd zawiera on najbardziej drobnoziarnisty materiał spośród wszystkich czterech kandydatów na miejsce pobierania próbek” - powiedział podczas konferencji prasowej Dante Lauretta, główny badacz misji i profesor na Uniwersytecie Arizona (w Laboratorium Księżycowo-Planetarnym) Lunar and Planetary Laboratory. „Spędziliśmy początek 2020 roku na przelotach zwiadowczych na małej wysokości nad tym miejscem, ostatecznie wykonując zdjęcia z prędkością około jednej ósmej cala na piksel. Zasadniczo mamy niewiarygodnie szczegółowe obrazy obejmujące cały krater i policzyliśmy wszystkie te skały”.

Krótko przed 11:00 czasu Arizony, 20 października, silniki odrzutowe statku kosmicznego wystrzelą i delikatnie wypchną OSIRIS-REx z orbity wokół Bennu i skierują go w dół w kierunku nierównej powierzchni. To spalenie uruchomi sekwencję wydarzeń, które zostały skrupulatnie zaplanowane przez zespół misji.

Co się stanie, jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem? A jeśli nie?

Gdy statek kosmiczny zacznie zniżać się do celu, będzie polegał na czymś, co zespół misji nazywa „mapą zagrożeń” - szczegółowym odwzorowaniu obszarów w obrębie miejsca pobierania próbek, które mogą stanowić zagrożenie dla statku kosmicznego z powodu obecności duże skały lub nierówny teren.

Tuż przed dotknięciem powierzchni sonda porówna obrazy z jednej ze swoich kamer z mapą zagrożeń przechowywaną w pamięci sondy. Jeśli ścieżka opadania spowodowałaby, że statek kosmiczny wylądowałby w potencjalnie niebezpiecznym miejscu, system automatycznie spowodowałby wycofanie się statku kosmicznego, scenariusz, który na podstawie symulacji ma prawdopodobieństwo poniżej 6%.

Jeśli wszystko pójdzie dobrze, statek kosmiczny rozszerzy swój mechanizm pobierania próbek Touch-and-Go, czyli TAGSAM, który jest zawieszony na końcu długiego na 11 stóp ramienia. Przypominający filtr powietrza używany w starszym samochodzie, jest przeznaczony do zbierania drobnoziarnistego materiału, ale jest w stanie wchłonąć materiał do około trzech czwartych cala.

Próbka zostanie pobrana podczas manewru „dotknij i idź” lub TAG, podczas którego głowica próbkująca będzie miała kontakt z powierzchnią Bennu przez około 10 sekund. Kiedy statek kosmiczny wykryje kontakt, wystrzeliwuje jedną z trzech butli z azotem i podobnie jak odkurzacz wsteczny, porusza materiał powierzchniowy - zwany regolitem - wewnątrz głowicy próbnika, zanim statek kosmiczny się wycofa.

Jako wsparcie, głowica próbkująca zawiera serię małych dysków zaprojektowanych do zbierania kurzu, jak lepkie podkładki, na wypadek gdyby coś poszło nie tak z procesem próbkowania zasilanym gazem.

Zespół zbada materiał filmowy zarejestrowany przez kamerę próbkującą statku kosmicznego (SamCam), przedstawiający głowicę próbkującą, która styka się z powierzchnią. SamCam to jedna z trzech kamer znajdujących się na pokładzie statku kosmicznego zbudowanego na Uniwersytecie Arizona.

„Będziemy w stanie stwierdzić, czy byliśmy przechyleni, czy gaz wyleciał na bok, czy materiał został wystarczająco poruszony” - powiedziała Lauretta. „Będziemy również mieli bardzo dobre wskazanie dokładnej lokalizacji w Nightingale, gdzie nawiązaliśmy kontakt i możemy to porównać z naszą mapą możliwości pobierania próbek, aby ocenić, czy wylądowaliśmy w obszarze, w którym jest dużo materiału do pobrania, czy w jednym z bardziej skalistych miejsc. SamCam będzie również mógł wykonywać zdjęcia głowicy próbkującej po tym, jak sonda opuści krater Nightingale i znajduje się w bezpiecznej odległości od asteroidy. Ponieważ głowica próbkująca jest zamontowana na przegubie nadgarstkowym, zespół będzie mógł zbadać ją pod różnymi orientacjami względem Słońca i kamery próbkującej. Zespół zauważy również kurz lub materiał na dowolnym innym obszarze TAGSAM, na ramieniu lub na kocu nad butlami z gazem” -  wyjaśniła Lauretta.

„Dzięki temu dowiemy się, czy przenieśliśmy wystarczającą ilość materiału, kiedy nawiązaliśmy kontakt, i może, tylko może, będziemy w stanie zobaczyć niektóre cząsteczki we wnętrzu TAGSAM, jeśli cząsteczki znajdują się we właściwym miejscu wewnątrz głowy i jeśli uzyskamy odpowiednie warunki oświetlenia ”.

Po TAG, zespół poświęci tydzień na ocenę, ile pobrano próbki. Wykorzysta kilka metod szacowania ilości próbki, zaczynając od zobrazowania głowicy pobierającej próbki w celu oględzin. Zespół przeprowadzi również testy statku kosmicznego i instrumentów, aby sprawdzić, czy nie spowodowało to ich degradacji.

Piruet w kosmosie

Następnie sonda jest przygotowywana do wykonania manewru mającego na celu oszacowanie ilości pobranej próbki przez naukowców na ziemi. Po wysunięciu ramienia próbkującego będzie on powoli obracał się wokół osi prostopadłej do TAGSAM, aby zmierzyć zmianę masy, którą można przypisać pobranej próbce, w porównaniu z poprzednim pomiarem wykonanym przy pustej głowicy próbkującej.

Ze względu na niepewność techniki wynik pomiaru musi przekroczyć wymaganą masę próbki, aby mieć dużą pewność, że obecna jest odpowiednia próbka.

„Będziemy szukać 90% szans, że mamy 60 lub więcej gramów” - powiedziała Lauretta. „Cokolwiek poniżej, będziemy rozmawiać z NASA, aby ocenić stan statku kosmicznego, jego zdolność do wejścia po drugi TAG i zdecydować, czy chcemy wrócić z tym, co mamy, czy też udać się na drugą próbę TAG. "

Sonda może wykonywać wiele prób pobierania próbek, ponieważ jest wyposażona w trzy butle z azotem. Na przykład, gdyby wylądował w bezpiecznym miejscu, ale nie udało mu się znaleźć dobrej próbki, zespół opracował środki awaryjne, aby zapewnić, że misja nadal spełnia swój podstawowy cel naukowy: zbierz co najmniej 60 gramów (nieco poniżej 2 uncji ) materiału powierzchniowego i powróci z nim na Ziemię.

 

// NASA, spacedaily.com

Wyświetlony 431 razy Ostatnio zmieniany sobota, 17 październik 2020 08:28
Oceń ten artykuł
(0 głosów)
Roman Makowiak

Kosmos to moja pasja i dlatego szeroko działam w obszarze popularyzacji nauk o Kosmosie i jego Eksploracji.

Najnowsze od Roman Makowiak

Artykuły powiązane