NASA-missionen udvælger de sidste fire webstedskandidater til returnering af asteroideprøver

Efter flere måneder at have kæmpet med den barske virkelighed på asteroiden Bennus overflade, holdet, der leder NASA's første asteroideprøvereturmission, har udvalgt fire potentielle steder for Origins, Spektral fortolkning, Ressourceidentifikation, Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) rumfartøj for at "mærke" sin kosmiske dansepartner.

Siden ankomsten i december 2018, OSIRIS-REx rumfartøjet har kortlagt hele asteroiden for at identificere de sikreste og mest tilgængelige steder for rumfartøjet at indsamle en prøve. Disse fire steder vil nu blive undersøgt mere detaljeret for at vælge de sidste to steder - en primær og backup - i december.

Holdet havde oprindeligt planlagt at vælge de sidste to steder på dette tidspunkt i missionen. Indledende analyse af jordbaserede observationer antydede, at asteroidens overflade sandsynligvis indeholder store "damme" af finkornet materiale. Rumskibets tidligste billeder, imidlertid, afslørede, at Bennu har et særligt stenet terræn. Siden da, asteroidens klippefyldte topografi har skabt en udfordring for holdet med at identificere sikre områder, der indeholder prøvemateriale, hvilket skal være fint nok - mindre end 1 tomme (2,5 cm) i diameter - til at rumfartøjets prøveudtagningsmekanisme kan indtage det.

"Vi vidste, at Bennu ville overraske os, så vi kom forberedt på hvad vi end måtte finde, " sagde Dante Lauretta, OSIRIS-REx hovedefterforsker ved University of Arizona, Tucson. "Som med enhver udforskningsmission, at håndtere det ukendte kræver fleksibilitet, ressourcer og opfindsomhed. OSIRIS-REx-teamet har demonstreret disse væsentlige egenskaber for at overvinde det uventede under Bennu-mødet."

Den oprindelige missionsplan inkluderede med vilje mere end 300 dages ekstra tid under asteroideoperationer for at løse sådanne uventede udfordringer. I en demonstration af dens fleksibilitet og opfindsomhed som svar på Bennus overraskelser, missionsteamet tilpasser sin proces til valg af sted. I stedet for at vælge ned til de sidste to steder denne sommer, missionen vil bruge yderligere fire måneder på at studere de fire kandidatsteder i detaljer, med særlig fokus på at identificere områder med finkornet, prøvemateriale fra kommende, højopløselige observationer af hvert sted. Boulder-kortene, som borgervidenskabens tællere hjalp med at skabe gennem observationer tidligere i år, blev brugt som et af mange datastykker, der blev taget i betragtning ved vurderingen af ​​hvert websteds sikkerhed. De indsamlede data vil være nøglen til at vælge de sidste to steder, der er bedst egnede til prøveindsamling.

For yderligere at tilpasse sig Bennus robusthed, OSIRIS-REx-teamet har foretaget andre justeringer af deres prøvestedsidentifikationsproces. Den oprindelige missionsplan forestillede sig et prøvested med en radius på 82 fod (25 m). Boulder-fri sider af den størrelse findes ikke på Bennu, så holdet har i stedet identificeret steder, der spænder fra 16 til 33 fod (5 til 10 m) i radius. For at rumfartøjet præcist kan målrette et mindre sted, holdet revurderede rumfartøjets operationelle kapaciteter for at maksimere dens ydeevne. Missionen har også strammet sine navigationskrav for at guide rumfartøjet til asteroidens overflade, og udviklede en ny prøvetagningsteknik kaldet "Bullseye TAG, " som bruger billeder af asteroideoverfladen til at navigere rumfartøjet hele vejen til den faktiske overflade med høj nøjagtighed. Missionens præstation indtil videre har vist, at de nye standarder er inden for dens muligheder.

"Selvom OSIRIS-REx blev designet til at indsamle en prøve fra en asteroide med et strandlignende område, den ekstraordinære præstation under flyvningen til dato viser, at vi vil være i stand til at klare den udfordring, som Bennus robuste overflade giver, " sagde Rich Burns, OSIRIS-REx projektleder ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Den ekstraordinære præstation omfatter ikke kun rumfartøjer og instrumenter, men også holdet, der fortsætter med at møde enhver udfordring, som Bennu kaster mod os."

De fire kandidatprøvesteder på Bennu er betegnet Nightingale, isfugl, Fiskeørn, og Sandpiper - alle fugle hjemmehørende i Egypten. Navngivningstemaet supplerer missionens to andre navnekonventioner – egyptiske guddomme (asteroiden og rumfartøjet) og mytologiske fugle (overfladetræk på Bennu).

De fire lokaliteter er forskellige i både geografisk placering og geologiske træk. Mens mængden af ​​prøvemateriale på hvert sted endnu ikke er bestemt, alle fire steder er blevet evalueret grundigt for at sikre rumfartøjets sikkerhed, når det går ned til, rører ved og samler en prøve fra asteroidens overflade.

Nightingale er det nordligste sted, beliggende på 56 grader nordlig bredde på Bennu. Der er flere mulige prøveudtagningsregioner på dette websted, som er sat i et lille krater omgivet af et større krater på 459 fod (140 m) i diameter. Siden indeholder for det meste finkornet, mørkt materiale og har den laveste albedo, eller refleksion, og overfladetemperatur på de fire steder.

Kingfisher ligger i et lille krater nær Bennus ækvator på 11 grader nordlig bredde. Krateret har en diameter på 26 fod (8 m) og er omgivet af kampesten, selvom selve stedet er fri for store sten. Blandt de fire steder, Kingfisher har den stærkeste spektrale signatur for hydrerede mineraler.

Osprey ligger i et lille krater, 66 fod (20 m) i diameter, som også ligger i Bennus ækvatoriale region på 11 grader nordlig bredde. Der er flere mulige prøveudtagningsregioner på stedet. Mangfoldigheden af ​​bjergarter i det omkringliggende område tyder på, at regolitten inden for fiskeørn også kan være forskelligartet. Fiskeørn har den stærkeste spektrale signatur af kulstofrigt materiale blandt de fire steder.

Sandpiper ligger på Bennus sydlige halvkugle, på 47 grader sydlig bredde. Stedet ligger i et relativt fladt område på væggen af ​​et stort krater med en diameter på 207 fod (63 m). Hydrerede mineraler er også til stede, hvilket indikerer, at Sandpiper kan indeholde umodificeret vandrigt materiale.

Dette efterår, OSIRIS-REx vil begynde detaljerede analyser af de fire kandidatsteder under missionens rekognosceringsfase. I den første fase af denne fase, rumfartøjet vil udføre høje passager over hver af de fire steder fra en afstand af 0,8 miles (1,29 km) for at bekræfte, at de er sikre og indeholder prøvemateriale. Nærbilleder vil også kortlægge de funktioner og vartegn, der kræves for rumfartøjets autonome navigation til asteroidens overflade. Holdet vil bruge dataene fra disse kort til at vælge de sidste primære og backup-prøveindsamlingssteder i december.

Den anden og tredje fase af rekognoscering vil begynde i begyndelsen af ​​2020, når rumfartøjet vil udføre passage over de sidste to steder i lavere højder og tage endnu højere opløsningsobservationer af overfladen for at identificere funktioner, såsom grupperinger af sten, der vil blive brugt til at navigere til overfladen til prøveindsamling. OSIRIS-REx prøveindsamling er planlagt til sidste halvdel af 2020, og rumfartøjet vil returnere asteroideprøverne til Jorden den 24. september, 2023.