Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA's OSIRIS-APEX ongedeerd na een verschroeiende zon

Beide beelden van een camera genaamd StowCam aan boord van OSIRIS-APEX tonen hetzelfde beeld, zes maanden na elkaar genomen, vóór (links) en na (rechts) het perihelium van 2 januari 2024. Er is met name geen waarneembaar verschil op de oppervlakken van ruimtevaartuigen, een goede indicatie dat de hogere temperaturen tijdens het perihelium het ruimtevaartuig niet hebben veranderd. Een ander inzicht dat uit de identieke weergave in de twee afbeeldingen is voortgekomen, is dat de prestaties van de camera ook niet werden beïnvloed door het perihelium. StowCam, een kleurencamera, is een van de drie camera's waaruit TAGCAMS (het Touch-and-Go Camera System) bestaat, dat deel uitmaakt van het geleidings-, navigatie- en controlesysteem van OSIRIS-APEX. TAGCAMS is ontworpen, gebouwd en getest door Malin Space Science Systems; Lockheed Martin integreerde TAGCAMS in het OSIRIS-APEX-ruimtevaartuig en exploiteert TAGCAMS. Credit:NASA/Universiteit van Arizona/Lockheed Martin

Missie-ingenieurs waren ervan overtuigd dat NASA's OSIRIS-APEX (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification – Apophis Explorer) ruimtevaartuig op 2 januari 2024 de kortste passage langs de zon ooit zou kunnen doorstaan. Hun modellen hadden voorspeld dat ondanks dat ze 40 miljoen kilometer dichter bij de zon waren gereisd, hitte van de zon dan waarvoor het oorspronkelijk was ontworpen, zouden OSIRIS-APEX en zijn componenten veilig blijven.



Het missieteam bevestigde dat het ruimtevaartuig inderdaad ongeschonden uit de ervaring was gekomen na het downloaden van opgeslagen telemetriegegevens medio maart. Het team testte begin april ook de instrumenten van OSIRIS-APEX, toen het ruimtevaartuig ver genoeg van de zon verwijderd was om weer normaal te kunnen functioneren. Tussen december 2023 en maart was OSIRIS-APEX inactief en waren er slechts beperkte telemetriegegevens beschikbaar voor het team op aarde.

De goede gezondheid van het ruimtevaartuig was te danken aan creatieve techniek. Ingenieurs plaatsten OSIRIS-APEX in een vaste oriëntatie ten opzichte van de zon en verplaatsten een van de twee zonnepanelen om de meest gevoelige componenten van het ruimtevaartuig tijdens de passage te beschermen.

Het ruimtevaartuig bevindt zich in een elliptische baan rond de zon en brengt het ongeveer elke negen maanden naar een punt dat het dichtst bij de zon ligt, een zogenaamde perihelium. Om op een pad te komen dat het mogelijk maakt om in 2029 zijn nieuwe doel Apophis te ontmoeten, omvat het traject van het ruimtevaartuig verschillende perihelions die zich dichter bij de zon bevinden dan waartegen de componenten van het ruimtevaartuig oorspronkelijk waren ontworpen.

Vastgelegd op 20 oktober 2020, toen NASA's OSIRIS-REx ruimtevaartuig een monster verzamelde van het oppervlak van asteroïde Bennu, deze serie van 82 afbeeldingen toont het gezichtsveld van de SamCam-camera toen het ruimtevaartuig het oppervlak van Bennu naderde en raakte. De bemonsteringskop van OSIRIS-REx raakte het oppervlak van Bennu gedurende ongeveer zes seconden, waarna het ruimtevaartuig een achterwaartse verbranding uitvoerde. Credit:NASA/Goddard/Universiteit van Arizona

"Het is fenomenaal hoe goed onze ruimtevaartuigconfiguratie OSIRIS-APEX beschermde, dus ik ben echt bemoedigd door deze eerste nauwe periheliumpas", zegt Ron Mink, missiesysteemingenieur voor OSIRIS-APEX, gevestigd in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland. .

Naast de bevestiging dat het perihelium van januari volgens de voorspellingen verliep, ontdekten ingenieurs verrassingen tijdens het testen van ruimtevaartuigcomponenten. Een aantal instrumenten presteerden beter dan verwacht na blootstelling aan hogere temperaturen.

Een camera die hielp bij het in kaart brengen van asteroïde Bennu en hetzelfde zal doen bij Apophis, zag een vermindering van 70% in "hot pixels" sinds 13 april 2023, de laatste keer dat hij werd getest. Hete pixels, die vaak voorkomen bij veelgebruikte camera's in de ruimte, verschijnen als witte vlekken in beelden wanneer detectoren blootstelling aan hoogenergetische straling opbouwen, voornamelijk van onze zon.

"We denken dat de hitte van de zon de pixels heeft gereset door uitgloeien", zegt Amy Simon, OSIRIS-APEX-projectwetenschapper, werkzaam bij NASA Goddard. Gloeien is een warmteproces dat de functie van instrumenten kan herstellen en wordt vaak opzettelijk gedaan via ingebouwde verwarmingselementen op sommige ruimtevaartuigen.

Een andere welkome verrassing, zei Simon, kwam van de zichtbare en nabij-infraroodspectrometer van het ruimtevaartuig. Vóór het perihelium leek het erop dat de spectrometer, die de oppervlaktesamenstelling van Bennu in kaart bracht, en hetzelfde zal doen bij Apophis, een steen van Bennu in de kalibratiepoort had zitten. Wetenschappers vermoedden dat een deel van het zonlicht niet door het instrument kon filteren nadat het ruimtevaartuig, dat toen OSIRIS-REx heette, op 20 oktober 2020 een monster van asteroïde Bennu had gepakt. Door het monster op te pakken en vervolgens de motoren af ​​te vuren om zich terug te trekken van Bennu , roerde het ruimtevaartuig stof en kiezelstenen op die eraan vastkleefden.

"Maar met voldoende ruimtevaartuigmanoeuvres en motorbrandwonden na het verzamelen van monsters", zei Simon, lijkt het erop dat de rots in de kalibratiepoort is losgeraakt. Wetenschappers zullen de spectrometer opnieuw controleren wanneer OSIRIS-APEX op 25 september 2025 langs de aarde slingert, voor een zwaartekrachtboost.

OSIRIS-APEX functioneert nu normaal terwijl het zijn reis naar asteroïde Apophis voortzet voor een ontmoeting in 2029. De beter dan verwachte prestaties tijdens het eerste nauwe perihelium zijn welkom nieuws. Maar ingenieurs waarschuwen dat dit niet betekent dat het tijd is om te ontspannen. OSIRIS-APEX moet nog vijf uitzonderlijk korte passages langs de zon uitvoeren – samen met drie hulpen door de zwaartekracht van de aarde – om zijn bestemming te bereiken. Het is onduidelijk hoe het cumulatieve effect van zes perihelions op een kleinere afstand dan ontworpen het ruimtevaartuig en zijn componenten zal beïnvloeden.

Het tweede OSIRIS-APEX perihelium staat gepland voor 1 september 2024. Het ruimtevaartuig zal zich op een afstand van 76,5 miljoen kilometer van de zon bevinden, wat grofweg de helft van de afstand is tussen de aarde en de zon, en ruim binnen de baan van Venus.

Geleverd door NASA