science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA's OSIRIS-REx midden in siteselectie

Afbeeldingen van de vier kandidaat-monsterverzamelingslocaties op asteroïde Bennu:Nightingale, Ijsvogel, Visarend en Strandloper. Een van deze vier locaties zal uiteindelijk de locatie zijn waarop NASA's OSIRIS-REx-ruimtevaartuig zal landen om een ​​monster te verzamelen. Krediet:NASA/Goddard/Universiteit van Arizona

NASA's OSIRIS-REx-missie is slechts enkele dagen verwijderd van het selecteren van de locatie waar het ruimtevaartuig een monster van asteroïde Bennu zal haken. Na een langdurig en uitdagend proces, het team is eindelijk klaar om te down-selecteren van de vier kandidaat-sites naar een primaire en back-upsite.

OSIRIS-REx is NASA's eerste asteroïde monsterretourmissie, dus deze beslissing van een locatie voor het verzamelen van monsters is de sleutel voor asteroïde operaties en missiesucces.

Na het selecteren van de vier kandidaat-voorbeeldlocaties—Sandpiper, Visarend, Ijsvogel, en Nachtegaal - in juli, de missie voltooide de Reconnaissance A-fase. Tijdens verkenning A, het OSIRIS-REx-ruimtevaartuig voerde een reeks van vier viaducten van een maand uit - één over elke potentiële locatie voor het verzamelen van monsters. Deze missiefase voorzag het team van beelden met een hoge resolutie om de bemonsterbaarheid (fijnkorrelig materiaal), topografie, albedo, en kleur van elke site. De gegevens die van deze viaducten op grote hoogte worden verzameld, zijn essentieel om te bepalen welke locatie het meest geschikt is voor het verzamelen van monsters.

Hoewel de missie een stap dichter bij het verzamelen van een monster is, Recon A-waarnemingen hebben aangetoond dat zelfs de beste kandidaat-sites op Bennu aanzienlijke uitdagingen vormen voor het verzamelen van monsters, en de keuze voor de locatieselectiecommissie is niet gemakkelijk.

"Het selecteren van een voorbeeldlocatie is echt een veelomvattende activiteit. Het vereist dat we op veel verschillende manieren naar veel verschillende soorten gegevens kijken om ervoor te zorgen dat de geselecteerde locatie de beste keuze is op het gebied van veiligheid van ruimtevaartuigen, aanwezigheid van bemonsterbaar materiaal, en wetenschappelijke waarde, " zei Heather Enos, OSIRIS-REx plaatsvervangend hoofdonderzoeker aan de Universiteit van Arizona, Tucson, en voorzitter van de selectiecommissie voor monsterlocaties. "Ons team is ongelooflijk innovatief en geïntegreerd, dat is wat het selectieproces laat werken."

Dit platte projectiemozaïek van asteroïde Bennu toont de relatieve locaties van de vier kandidaat-monsterverzamelingslocaties op de asteroïde:Nightingale, Ijsvogel, Visarend en Strandloper. NASA's OSIRIS-REx-ruimtevaartuig zal in de zomer van 2020 op een van deze vier locaties landen om een ​​monster te verzamelen. Credit:NASA/Goddard/University of Arizona

De meest recente afbeeldingen laten zien dat, hoewel er fijnkorrelig materiaal is (kleiner dan 2,5 cm in diameter), veel ervan is misschien niet gemakkelijk toegankelijk. De missie was oorspronkelijk ontworpen voor een strandachtig oppervlak, met "vijvers" van zandig materiaal, niet voor het ruige terrein van Bennu. In werkelijkheid zijn de potentiële monsterlocaties niet groot, duidelijke gebieden, maar eerder kleine ruimtes omringd door grote rotsblokken, dus het navigeren van het ruimtevaartuig in en uit de locaties vereist wat meer afstemming dan oorspronkelijk gepland.

Beginnend op het zuidelijk halfrond van Bennu, site Sandpiper was de eerste viaduct van de Recon A missiefase. Sandpiper is een van de "veiligere" locaties omdat het zich in een relatief vlak gebied bevindt, waardoor het voor het ruimtevaartuig gemakkelijker wordt om in en uit te navigeren. De meest recente beelden laten zien dat er fijnkorrelig materiaal aanwezig is, maar de zanderige regoliet zit gevangen tussen grotere rotsen, waardoor het bemonsteringsmechanisme moeilijk werkt.

Locatie Osprey was de tweede locatie die werd waargenomen tijdens Recon A. Deze locatie werd oorspronkelijk gekozen vanwege de sterke spectrale signatuur van koolstofrijk materiaal en vanwege een donkere vlek in het midden van de krater, waarvan werd gedacht dat het mogelijk fijnkorrelig materiaal was. Echter, de nieuwste afbeeldingen met hoge resolutie van Osprey suggereren dat de site bezaaid is met materiaal dat mogelijk te groot is om op te nemen voor het bemonsteringsmechanisme.

Site Kingfisher werd geselecteerd omdat het zich in een kleine krater bevindt, wat betekent dat het een relatief jong kenmerk kan zijn in vergelijking met de grotere kraters van Bennu (zoals die waarin Sandpiper zich bevindt). Jongere kraters houden over het algemeen frisser, minimaal gewijzigd materiaal. Hoge resolutie beelden vastgelegd tijdens de Recon A viaduct onthulden dat hoewel de originele krater te rotsachtig zou kunnen zijn, een naburige krater lijkt fijnkorrelig materiaal te bevatten.

Het team is slechts enkele maanden verwijderd van een poging tot het verzamelen van monsters op het oppervlak van de asteroïde. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center

Recon A werd afgesloten met een viaduct van site Nightingale. Afbeeldingen laten zien dat de krater een goede hoeveelheid onbelemmerd fijnkorrelig materiaal bevat. Echter, terwijl de bemonsterbaarheid van de site hoog scoort, Nightingale ligt ver naar het noorden, waar de lichtomstandigheden extra uitdagingen creëren voor de navigatie van ruimtevaartuigen. Er is ook een rotsblok ter grootte van een gebouw aan de oostelijke rand van de krater, die een gevaar kunnen vormen voor het ruimtevaartuig bij het achteruitrijden na contact met de locatie.

Bennu heeft het de missie ook tot een uitdaging gemaakt om een ​​locatie te identificeren die de veiligheidsmechanismen van het ruimtevaartuig niet activeert. Tijdens verkenning A, het team begon de oppervlaktekenmerken van Bennu te catalogiseren om kaarten te maken voor het autonome navigatiesysteem Natural Feature Tracking (NFT). Tijdens het monsterafname-evenement, het ruimtevaartuig zal NFT gebruiken om naar het oppervlak van de asteroïde te navigeren door de beeldcatalogus aan boord te vergelijken met de navigatiebeelden die het tijdens de afdaling zal maken. Als reactie op Bennu's extreem rotsachtige oppervlak, het NFT-systeem is uitgebreid met een nieuwe veiligheidsfunctie, die hem instrueert om de bemonsteringspoging af te zwaaien en terug te gaan als hij vaststelt dat het contactpunt zich in de buurt van een potentieel gevaarlijke oppervlaktefunctie bevindt. Met Bennu's grote rotsblokken en kleine doellocaties, het team realiseert zich dat de mogelijkheid bestaat dat het ruimtevaartuig zal wegzwaaien wanneer het voor het eerst afdaalt om een ​​monster te verzamelen.

"Bennu's uitdagingen zijn een inherent onderdeel van deze missie, en het OSIRIS-REx-team heeft gereageerd door robuuste maatregelen te ontwikkelen om ze te overwinnen, " zei Mike Moreau, OSIRIS-REx plaatsvervangend projectmanager bij Goddard. "Als het ruimtevaartuig een wave-off uitvoert terwijl het probeert een monster te verzamelen, dat betekent simpelweg dat zowel het team als het ruimtevaartuig hun werk hebben gedaan om ervoor te zorgen dat het ruimtevaartuig nog een dag kan vliegen. Het succes van de missie is onze eerste prioriteit."

Welke site de race ook wint, het missieteam van OSIRIS-REx is klaar voor alle nieuwe uitdagingen die Bennu met zich mee kan brengen. Volgende lente, het team zal verdere verkenningsvluchten uitvoeren boven de primaire en back-up monsterlocaties, en zal dan ruimtevaartuigrepetities beginnen voor de landing. Monsterafname is gepland voor de zomer van 2020, en het monster zal in september 2023 terugkeren naar de aarde.