NASA wystrzeliła w nocy z 8 na 9 września sondę OSIRIS-REx, która ma sprowadzić na Ziemię próbki asteroidy Bennu.

Wczoraj wieczorem, 8 września 2016 o godzinie 23:05 GMT (9 września o 01:05 czasu CEST), z Przylądka Canaveral rozpoczęła podróż sonda OSIRIS-REx. Wyniesiona rakietą Atlas V/411 trafiła już na trajektorię międzyplanetarną, której celem jest asteroida 101955 Bennu. Start przebiegł bez przeszkód, co było ważne z uwagi na 1-minutowe okno startowe. Podróż zajmie 7 lat (ponad 7 mld kilometrów) w obie strony. Komentator startu, Mike Curie, pozwolił sobie nawiązać do uniwersum Star Treka, które obchodzi właśnie pięćdziesięciolecie, mówiąc „…to boldly go to the Asteroid Bennu and back”.

Sonda

OSIRIS-REx w trakcie montażu / Credit: NASA

OSIRIS-REx w trakcie montażu / Credit: NASA

OSIRIS-REx to akronim od Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer. Sonda jest trzecią misją NASA w ramach programu New Frontiers (pierwszą jest sonda New Horizons, drugą – Juno). Sonda została zbudowana pod nadzorem koncernu Lockheed Martin. Inicjatorami misji jest Centrum Lotów Kosmicznych im. Goddarda i University of Arizona. Swój wkład kadrowy, naukowy lub techniczny mają również: Francja, Kanada, Niemcy, Wielka Brytania, i Włochy. Misja kosztowała 983 mln. USD, włączając jej wyniesienie. OSIRIS ma 3 metry wysokości, 6,2 metra szerokości i masę startową 2106 kilogramów, z czego 1223 kg to paliwo – hydrazyna, dla systemu 23 silniczków manewrowych (sprawdzonego w misjach MRO i MAVEN). Posiada dwa panele ogniw słonecznych o powierzchni 8,5m² i wydajności do 3 kW.

Ośmiocalowy teleskop PolyCam będzie wykonywał zdjęcia powierzchni i sąsiedztwa Bennu. Sąsiedztwo asteroidy będzie obserwowała kamera MapCam. Kamera SamCam będzie rejestrowała przebieg pobierania próbek. Wysokościomierz laserowy OLA (opracowany przez kanadyjską agencję kosmiczną CSA) pozwoli na stworzenie przestrzennego modelu asteroidy, o dokładności rzędu pojedynczych centymetrów. Na pokładzie sondy znajduje się też spektrometr do pomiaru emisji cieplnej (OTES), a także spektrometr światła widzialnego i podczerwieni (OVIRS), oraz spektrometr obrazujący w paśmie rentgenowskim (REXIS).

Misja

Start rakiety Atlas V/411 z sondą OSIRIS-REx, 8 września 2016 / Credit: ULA

Start rakiety Atlas V/411 z sondą OSIRIS-REx, 8 września 2016 / Credit: ULA

Podobnie jak w przypadku wcześniejszej misji o podobnym charakterze, japońskiej Hayabusa, także i w tym przypadku naukowcom przyświeca cel w postaci pozyskania do badań bezpośrednich pierwotnej materii z której powstał Układ Słoneczny, a z której składają się asteroidy i jądra komet.

Bennu została odkryta 17 lat temu. Szacuje się, że ma około 500 metrów średnicy i masę 86 milionów ton. Jej okres obrotu własnego wynosi 4,3 godziny. Jest ona klasyfikowana jako typu B (podtyp typu C), czyli bogata w węgiel. Słońce obiega co 437 dni, zbliżając się do Ziemi co 6 lat.

Bardzo liczę, że pozyskamy unikalny materiał badawczy, nie możliwy do uzyskania z meteorytów z uwagi na jego delikatność i niemożność przetrwania w czasie przechodzenia przez atmosferę”, mówi Dante Lauretta,, główny naukowiec misji.

OSIRIS-REx w pobliżu Ziemi - wizualizacja / Credit: NASA

OSIRIS-REx w pobliżu Ziemi – wizualizacja / Credit: NASA

Aby dotrzeć do Bennu sonda wykorzysta zjawisko katapulty grawitacyjnej. Za rok i dwa tygodnie, 22 września 2017 roku, minie Ziemię, aby nabrać prędkości i skierować się w stronę asteroidy. Dotrzeć do niej powinna w sierpniu 2018 roku.

W trakcie trwania zasadniczej misji naukowej, naukowcy będą mogli dość swobodnie poruszać się w sąsiedztwie Bennu. Planowane są przeloty hiperboliczne (pozwalające wyznaczyć masę asteroidy), orbity normalne i kwazistacjonarne, i oczywiście zbliżenie się w celu pobrania próbek. Z uwagi na mała masę Bennu, manewry te nie będą wymagały zużycia dużych ilości paliwa.

Naukowcy chcą badać asteroidę z bardzo małych wysokości. Planują przeloty w odległości niespełna 11 kilometrów od jej powierzchni.

Seria obrazów radarowych asteroidy Bennu (1999 RQ36) wykonanych przez radioteleskop NASA w Goldstone 23 września 1999 / Credit: NASA

Seria obrazów radarowych asteroidy Bennu (1999 RQ36) wykonanych przez radioteleskop NASA w Goldstone 23 września 1999 / Credit: NASA

Jednym z celów misji jest też wyznaczenie dokładnej orbity Bennu, gdyż obecne pomiary wskazują, że z prawdopodobieństwem 1 do 2700 może ona zderzyć się z Ziemią w drugiej połowie XXII wieku (2175-2199). Związek z tym będzie miała także próba pomiaru efektu Jarkowskiego – asymetrii wypromieniowywanego przez ciało niebieskie ciepła powodującej subtelną zmianę orbity, postulowanego w 1900 roku przez polskiego inżyniera Jana Jarkowskiego, a pierwszy raz zmierzonego w 2003 roku.

Operacja pobrania próbek przez misję OSIRIS-REx / Credit: NASA

Operacja pobrania próbek przez misję OSIRIS-REx / Credit: NASA

Po wielu próbach i przygotowaniach, przy końcu misji, w lipcu 2020 roku, obsługa misji spróbuje pobrać próbki powierzchni Bennu. W tym celu sonda na chwilę zbliży się do niej na odległość mniejszą niż 330 cm. Tyle wynosi bowiem długość wysięgnika z urządzeniem do pobierania próbek. Sonda wykona ten manewr z prędkością 0,1 metra na sekundę (0,36 km/h), względem asteroidy.

Jak opisuje to Christina Richey, zastępczyni głównego naukowca misji, pobranie próbek będzie przypominało „przybicie wolnej, delikatnej, piątki z asteroidą“. Obsługa sondy zgra jej ruch z ruchem obrotowym asteroidy. Panele ogniw słonecznych zostaną odchylone, aby zminimalizować ryzyko ich uszkodzenia. W odpowiedniej odległości przyłoży próbnik do powierzchni i strzeli w nią strumieniem azotu. Uderzenie gazu spowoduje oderwanie się materiału skalnego (zakłada się, że takie o wielkości poniżej 2 cm) i pyłu od powierzchni, a jego część przez pięć sekund będzie mogła trafić do pojemnika. Naukowcy chcą w ten sposób pozyskać od 60 gramów do 2 kilogramów próbek. Będzie to największa ilość pozyskanej materii pozaziemskiej od czasu programu Apollo. Inżynierowie z NASA zdają sobie z ryzykowności i niepewności tej operacji. Jak zaskakująco różnorodne mogą być powierzchnie asteroidy i komety pokazały misje Hayabusa i Rosetta.

Odłączenie kapsuły SRC od sondy OSIRIS-REx - wizualizacja / Credit: NASA

Odłączenie kapsuły SRC od sondy OSIRIS-REx – wizualizacja / Credit: NASA

Po wykonaniu operacji, sonda oddali się od Bennu i będzie czekała na okno do lotu powrotnego, które wystąpi w marcu 2021 roku. Droga powrotna zajmie 2 lata. Na cztery godziny przed lądowaniem, statek wystrzeli 43-kilogramowy pojemnik w kierunku ziemskiej atmosfery. Planowo ma on opaść na teren poligonu Utah Test And Training Range koło Salt Lake City o godzinie 9 rano czasu miejscowego w dniu 24 września 2023 roku.

Opiekę nad próbkami sprawować będzie Johnson Space Center. Około 20% próbek trafi do badań prowadzonych przez zespół sondy OSIRIS-REx. Cztery procent trafi do Kanady (w zamian za dostarczenie wysokościomierza laserowego). Pół procenta trafi do Japonii (w zamian za dostęp do próbek z misji Hayabusa). Aż 3/4 pozyskanego materiału zostanie zachowane do badań w przyszłości, za pomocą instrumentów i metod, które dopiero powstaną.

Opadanie kapsuły powrotnej OSIRIS-REx - wizualizacja / Credit: NASA

Opadanie kapsuły powrotnej OSIRIS-REx – wizualizacja / Credit: NASA

Sama sonda wejdzie na parkingową orbitę okołosłoneczną. Jeśli będzie sprawna, będzie można ją wykorzystać do dalszych badań naukowych. Misja rozszerzona sondy nie jest jednak na razie zaplanowana.

Rakieta

Dla Atlasa V był to 65. udany start z rzędu. Start w dość rzadko stosowanej konfiguracji 411, czyli z jedną, asymetrycznie montowaną rakietą dodatkową. Konfiguracja została dobrana tak, aby jak najlepiej dostosować ciąg rakiety do potrzeb misji. Sonda odłączyła się od rakiety w 55 minucie lotu, przy prędkości 5,4 km/s. W trakcie lotu, sonda za pomocą własnego napędu zwiększy prędkość jeszcze o 0,52 km/s.

Misja OSIRIS-REx jest komentowana na Polskim Forum Astronautycznym.

(NASA)

Przekaż dalej

Komentarze są wyłączone.