NASAs OSIRIS-REx midt i valg af sted

NASAs OSIRIS-REx-mission er kun få dage væk fra at vælge det sted, hvor rumfartøjet vil fange en prøve fra asteroiden Bennu. Efter en lang og udfordrende proces, teamet er endelig klar til at nedvælge fra de fire kandidatsites til et primært og backup-site.

OSIRIS-REx er NASA's første asteroideprøvereturmission, så denne beslutning om et prøveindsamlingssted er nøglen til asteroideoperationer og missionssucces.

Efter at have valgt de fire kandidat-eksempelsteder - Sandpiper, Fiskeørn, isfugl, og Nightingale - i juli, missionen afsluttede sin Rekognosceringsfase A. Under Recon A, OSIRIS-REx-rumfartøjet udførte en månedlang serie på fire overflyvninger - en over hvert potentielt prøveindsamlingssted. Denne missionsfase forsynede holdet med billeder i høj opløsning for grundigt at undersøge prøvetagningsevnen (finkornet materiale), topografi, albedo, og farve på hvert websted. De data, der indsamles fra disse overflyvninger i høj højde, er centrale for at bestemme, hvilket sted der er bedst egnet til prøveindsamling.

Mens missionen er et skridt tættere på at indsamle en prøve, Recon A-observationer har afsløret, at selv de bedste kandidatsteder på Bennu udgør betydelige udfordringer for prøveindsamling, og valget før webstedets udvalg er ikke let.

"Valg af prøvested er virkelig en omfattende aktivitet. Det kræver, at vi ser på mange forskellige typer data på mange forskellige måder for at sikre, at det valgte sted er det bedste valg med hensyn til rumfartøjssikkerhed, tilstedeværelse af prøvemateriale, og videnskabelig værdi, " sagde Heather Enos, OSIRIS-REx stedfortrædende hovedefterforsker ved University of Arizona, Tucson, og formand for prøveudvælgelseskomitéen. "Vores team er utroligt innovativt og integreret, hvilket er det, der får udvælgelsesprocessen til at fungere."

De seneste billeder viser, at selvom der er finkornet materiale (mindre end 2,5 cm i diameter), meget af det er måske ikke let tilgængeligt. Missionen blev oprindeligt designet til en strandlignende overflade, med "damme" af sandet materiale, ikke for Bennus barske terræn. I virkeligheden er de potentielle prøvesteder ikke store, rydde områder, men snarere små rum omgivet af store kampesten, så at navigere rumfartøjet ind og ud af stederne vil kræve en smule mere finjustering end oprindeligt planlagt.

Startende på Bennus sydlige halvkugle, site Sandpiper var den første overflyvning af Recon A-missionsfasen. Sandpiper er en af ​​de "sikrere" steder, fordi den ligger i et relativt fladt område, gør det lettere for rumfartøjet at navigere ind og ud. De seneste billeder viser, at der er finkornet materiale til stede, men den sandede regolit er fanget mellem større sten, hvilket gør det vanskeligt for prøvetagningsmekanismen at fungere.

Sted Osprey var det andet sted, der blev observeret under Recon A. Dette sted blev oprindeligt valgt på baggrund af dets stærke spektrale signatur af kulstofrigt materiale og på grund af en mørk plet i midten af ​​krateret, som man mente muligvis var finkornet materiale. Imidlertid, det seneste højopløsningsbillede af Osprey tyder på, at stedet er spredt med materiale, der kan være for stort til at indtage til prøvetagningsmekanismen.

Site Kingfisher blev udvalgt, fordi den er placeret i et lille krater - hvilket betyder, at det kan være et relativt ungt træk sammenlignet med Bennus større kratere (såsom det, hvor Sandpiper er placeret). Yngre kratere holder sig generelt friskere, minimalt ændret materiale. Højopløsningsbilleder taget under Recon A-overflyvningen afslørede, at selvom det originale krater kan være for stenet, et nabokrater ser ud til at indeholde finkornet materiale.

Recon A afsluttede med en flyover af stedet Nightingale. Billeder viser, at krateret rummer en god mængde uhindret finkornet materiale. Imidlertid, mens prøvetagningen af ​​webstedet rangerer højt, Nightingale ligger langt mod nord, hvor lysforholdene skaber yderligere udfordringer for rumfartøjernes navigation. Der er også en kampesten i bygningsstørrelse placeret på kraterets østlige rand, hvilket kan udgøre en fare for rumfartøjet, når det bakkes væk efter at have kontaktet stedet.

Bennu har også gjort det til en udfordring for missionen at identificere et sted, der ikke vil udløse rumfartøjets sikkerhedsmekanismer. Under Recon A, holdet begyndte at katalogisere Bennus overfladefunktioner for at skabe kort til det autonome navigationssystem Natural Feature Tracking (NFT). Under prøveindsamlingsarrangementet, rumfartøjet vil bruge NFT til at navigere til asteroidens overflade ved at sammenligne det indbyggede billedkatalog med de navigationsbilleder, det vil tage under nedstigning. Som svar på Bennus ekstremt stenede overflade, NFT-systemet er blevet udvidet med en ny sikkerhedsfunktion, som instruerer den til at vifte af prøvetagningsforsøget og vende tilbage, hvis den fastslår, at kontaktpunktet er tæt på en potentielt farlig overfladefunktion. Med Bennus bygningsstore kampesten og små målpladser, holdet indser, at der er en mulighed for, at rumfartøjet vil vinke af første gang, det går ned for at indsamle en prøve.

"Bennus udfordringer er en iboende del af denne mission, og OSIRIS-REx-teamet har reageret ved at udvikle robuste foranstaltninger til at overvinde dem, " sagde Mike Moreau, OSIRIS-REx stedfortrædende projektleder hos Goddard. "Hvis rumfartøjet udfører en wave-off, mens det forsøger at indsamle en prøve, det betyder ganske enkelt, at både holdet og rumfartøjet har gjort deres arbejde for at sikre, at rumfartøjet kan flyve en anden dag. Missionens succes er vores første prioritet."

Uanset hvilken side der vinder løbet, OSIRIS-REx missionsteamet er klar til de nye udfordringer, Bennu end måtte bringe. Næste forår, holdet vil foretage yderligere rekognosceringsflyvninger over de primære og backup-prøvesteder, og vil derefter starte rumfartøjsprøver til touchdown. Prøveindsamling er planlagt til sommeren 2020, og prøven vender tilbage til Jorden i september 2023.