NASA's OSIRIS-REx ruimtevaartuigmissie, gelanceerd op 8 september, 2016, is de eerste Amerikaanse missie die is ontworpen om een ​​ongerept monster van een asteroïde op te halen en terug te brengen naar de aarde voor verder onderzoek. Het doel van de missie is Bennu, een koolstofrijke nabije-aarde asteroïde die potentieel gevaarlijk is, wat neerkomt op een ongeveer 1 op 2, 700 kans om de aarde aan het eind van de 22e eeuw te beïnvloeden.

Wetenschappers geloven dat Bennu de moleculaire voorlopers kan bevatten van de oorsprong van het leven en de oceanen van de aarde, dus een van de belangrijkste doelstellingen van de missie is om Bennu's fysische en chemische eigenschappen te bepalen.

"Het ruimtevaartuig observeert de asteroïde nu al bijna twee jaar, " zei Joshua Emery, universitair hoofddocent bij de afdeling Astronomie en Planetaire Wetenschappen van de NAU en lid van het wetenschapsteam OSIRIS-REx. "Bennu is een fascinerende kleine asteroïde gebleken en heeft ons veel verrassingen opgeleverd."

De eerste poging van de missie om het monster op te pikken is gepland voor 20 oktober. 2020, en het ruimtevaartuig is gepland om het monster op 24 september terug naar de aarde te brengen, 2023. Voorafgaand aan de monstername, het wetenschappelijke team publiceerde een set van zes artikelen in Wetenschap en wetenschappelijke vooruitgang , waarvan vier mede-auteur van Emery, om zijn wetenschappelijke bevindingen tot nu toe te delen en tegelijkertijd interesse op te wekken voor het komende evenement.

"We werken al meer dan tien jaar aan de aanstaande poging tot bemonstering, " zei hij. "Het is zo'n spannende tijd. Het ruimtevaartuig zal vrij snel gegevens terugsturen om ons te laten weten of de manoeuvre zelf succesvol was, en het zal spannend zijn om beelden te zien van de bemonsteringsgebeurtenis, die binnen een dag moet worden teruggestuurd."

De papers beschrijven de gedetailleerde karakterisering van het oppervlak met behulp van afbeeldingen, spectroscopie (samenstelling) en thermische metingen. Emery vat elk van de vier artikelen samen waarvan hij co-auteur was:

• "Wijdverbreide koolstofhoudende materialen op de nabije aarde asteroïde (101955) Bennu, " gepubliceerd in Wetenschap :"OSIRIS-REx-spectrometergegevens tonen absorpties ("vingerafdrukken") van complexe organische moleculen en carbonaatmineralen op het oppervlak van Bennu. Deze materialen lijken niet ruimtelijk gecorreleerd te zijn met specifieke geologische kenmerken of andere samenstellingen, maar ze zijn wijdverbreid over het oppervlak. Deze gegevens bieden de eerste concrete detectie van koolstofhoudende materialen op een asteroïde in de buurt van de aarde. De aanwezigheid van organische stoffen op Bennu suggereert dat asteroïden zoals Bennu organische moleculen naar de aarde hebben gebracht."
• "Heldere carbonaataders op asteroïde (101955) Bennu:implicaties voor de geschiedenis van waterige veranderingen, " gepubliceerd in Wetenschap :"Gedetailleerde analyse van absorptiekenmerken in OSIRIS-REx-spectrometergegevens geven aan dat er carbonaten op Bennu zijn en dat deze carbonaten vergelijkbaar zijn met die in bepaalde meteorieten. Afbeeldingen van Bennu laten zien dat sommige van de rotsen heldere aderen bevatten die mogelijk carbonaat zijn. Carbonaten, en hun voorkomen in grote overvloed, betekent dat vloeistofstroom en hydrothermische afzetting op Bennu's moederlichaam duizenden tot miljoenen jaren over afstanden van kilometers zouden hebben plaatsgevonden - omstandigheden die wijzen op grootschalige, open-systeem hydrothermische wijziging van koolstofhoudende asteroïden in het vroege zonnestelsel."
• "Asteroïde (101955) Bennu's zwakke keien en thermisch afwijkende evenaar, " gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang :"Door de temperatuur van het oppervlak van Bennu op verschillende tijdstippen van de dag te meten en in kaart te brengen, we kunnen zien hoe verschillende rotsen opwarmen en afkoelen, waarmee we de fysieke eigenschappen van de oppervlaktegesteenten kunnen bepalen. Deze analyse onderscheidt twee keipopulaties op Bennu die verschillen in thermische traagheid (weerstand tegen veranderingen in temperatuur) en sterkte. Beide hebben een lagere thermische traagheid en afgeleide sterkte dan verwacht voor keien en meteorieten. Het zwakkere keitype zou waarschijnlijk de atmosferische binnenkomst niet overleven en is daarom mogelijk niet vertegenwoordigd in de meteorietcollectie. Onze bevindingen impliceren dat andere NEA's waarschijnlijk rotsblokken hebben die lijken op die op Bennu, in plaats van fijnstof regolieten."
• "Heterogene massaverdeling van de puinhoop asteroïde (101955) Bennu, " gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang :"We hebben het zwaartekrachtveld van Bennu tot in detail gemeten met behulp van het OSIRIS-REx-ruimtevaartuigtraject en door de banen van kleine deeltjes die van het oppervlak van Bennu worden uitgestoten in kaart te brengen. Het zwaartekrachtveld geeft inzicht in de inwendige structuur van Bennu. Deze gegevens laten zien dat Bennu dat wel doet hebben geen uniform interieur. Het centrum van Bennu lijkt een lagere dichtheid te hebben dan het gemiddelde. De equatoriale uitstulping heeft ook een relatief lage dichtheid. De evenaar met een lagere dichtheid komt overeen met de recente verplaatsing van materiaal naar de evenaar. Het centrum met een lagere dichtheid suggereert dat Bennu veel sneller draaide dan de huidige 4,29 periode 'dag'."

"Het was zo'n sensatie en eer om deel uit te maken van het OSIRIS-REx-team, "Zei Emery. "Als leider van de werkgroep thermische analyse, het was heel spannend voor mij om erg betrokken te zijn bij het plannen van de waarnemingen die het ruimtevaartuig heeft gedaan ter voorbereiding op de bemonstering en om vervolgens uit de gegevens te achterhalen hoe de oppervlakken eruitzien. De rotsen op Bennu zien er vreemd uit, en we ontdekten uit de thermische gegevens dat ze zo zwak zijn dat we ze gemakkelijk in onze handen zouden kunnen verpletteren. Nog altijd, ze bestaan ​​al meer dan een miljard jaar op deze asteroïde! Deze rotsen bevatten ook complexe organische moleculen die van nature in de ruimte ontstaan, en asteroïden zoals Bennu hadden deze organische moleculen miljarden jaren geleden naar de aarde kunnen brengen om het begin van het leven te zaaien. Wanneer het monster wordt teruggebracht naar de aarde, wetenschappers zullen deze moleculen tot in de kleinste details kunnen bestuderen."

Emery, who joined NAU in 2019, applies the techniques of astronomical reflection and emission spectroscopy and spectrophotometry of primitive and icy bodies in the near- (0.8 to 5.0 microns) and mid-infrared (5 to 50 microns) to investigate the formation and evolution of the Solar System and the distribution of organic material.

The Jupiter Trojan asteroids have been a strong focus of his research, and he also regularly observes Kuiper Belt objects, icy satellites and other asteroid groups to understand the state of their surfaces as related to these topics. In addition to contributing to Solar System exploration as a science team member on the OSIRIS-REx asteroid sample return mission, he also collaborated on the upcoming Lucy Trojan asteroid flyby mission and the NEO Surveyor Mission infrared telescope mission.