OSIRIS-REx: להביא הביתה חתיכות של אסטרואיד

OSIRIS-REx של נאס'א היא משימה מתמשכת באסטרואיד 101955 Bennu, סלע עשיר בפחמן המארח עקבות של מערכת השמש הקדומה. החללית הגיעה לבנו ב -3 בדצמבר 2018, ונכנסה בהצלחה למסלול סביב האסטרואיד ב -31 בדצמבר 2018.





בשנת 2023, כמוסת ההחזרה לדוגמה של OSIRIS-REx אמורה להחזיר פיסת בנו לכדור הארץ. אך ראשית, החללית תערוך מחקר מעמיק על הגוף הסלעי ותעזור למדענים ללמוד יותר כיצד אור השמש יכול לשנות את מיקומו של האסטרואיד.

ביקור באסטרואיד

משימת OSIRIS-REx (Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Resource-Regolith Explorer) של 800 מיליון דולר, נבנתה כפיינליסטית של מחלקת המשימה של NASA New Frontiers בשנת 2009, יחד עם משימות לחקר ונוס (Explorer and Surface Geochemical Explorer, או SAGE ) והירח (MoonRise). בשנת 2011, OSIRIS-REx נבחרה כהצעה המנצחת.

התוכנית New Frontiers מורכבת מסדרה של משימות חללית ברמה בינונית שנועדו לעזור לנו להבין טוב יותר את מערכת השמש. OSIRIS-REx היא המשימה השלישית שנבחרה לתוכנית זו; הנבחרים הקודמים היו אופקים חדשים, שטסו על ידי כוכב הגמד פלוטו בשנת 2015 ועל ידי אובייקט בשם MU69 2014 בשנת 2019, ומשימת ג'ונו, שהגיעה במסלול סביב צדק בשנת 2016.



OSIRIS-REx הושק ב -8 בספטמבר 2016. הוא חזר לזמן קצר הביתה בספטמבר 2017 כדי להשלים את ההטסה המהירה של כדור הארץ. החללית הגיעה לבנו ב- 3 בדצמבר 2018. בחודש שלאחר הגעתה, OSIRIS-REx לקח מדידות מפורטות של צורתו ומסתו של בנו לפני שהחליק במסלול.

OSIRIS-REx השיגה את מסלולה ב -31 בדצמבר 2018, שעות ספורות לפני שטס אופקים עד 2014 MU69. בדיקת האסטרואידים קבעה שני שיאים: בנו הוא הגוף הקטן ביותר שחללית חלפה אי פעם (סלע החלל בקוטר 1,640 רגל, או 500 מטר), ו- OSIRIS-REx ביצע את המסלול הקרוב ביותר אי פעם של גוף קטן, רק ב -1 קילומטר (1.6 קילומטרים) מהשטח.

חלק מהתפקיד הבא של החללית הוא לחפש מקום בטוח לנחות; מנהלי המשימה יבחרו שני מיקומים חצי גמר עד יולי 2020, ו- OSIRIS-REx ייגע באחד המקומות על פני השטח זמן קצר לאחר מכן.



OSIRIS-REx ילך בעקבות הייבוסה היפנית, שב -2010 הפכה לחללית הראשונה שהחזירה קצת אסטרואיד לכדור הארץ. משימת החזרת מדגם יפנית יורשת, שנקראת Hayabusa2, בדרך לאסטרואיד Ryugu (המכונה גם JU3 1999), עם הגעה המוגדרת לשנת 2020. OSIRIS-REx, לעומת זאת, היא משימת החזרת המדגם הראשונה בהובלת ארה'ב. .

איור אמן של חללית OSIRIS-REx של נאס

איור אמן של חללית OSIRIS-REx של נאס'א המתקרבת לאסטרואיד בנו.(אשראי תמונה: נאס'א/גודארד/אוניברסיטת אריזונה)



דגימת אסטרואיד

אסטרואידים הם החלקים שנותרו מהיווצרות כוכבי הלכת, וככאלה הם משמשים כשרטוטים ראשוניים של מערכת השמש המוקדמת. לימודם מאפשר למדענים לראות כיצד נראתה מערכת השמש המוקדמת ולתפוס את הדרך כיצד נוצרו כוכבי לכת.

משימת השחר של נאס'א ביקר באסטרואיד וסטה לפני שעבר לכוכב הגמד סרס. בניגוד למשימת השחר, OSIRIS-REx תביא הביתה פיסת באנו למחקרי מעבדה מעמיקים שאינם אפשריים ממסלול. צוות OSIRIS-REx מקווה לאסוף לפחות 60 גרם חומר כדי להשיג את מטרותיהם המדעיות.

ההבנה כיצד נוצרים אסטרואידים לא רק תספק תובנה לגבי מערכת השמש המוקדמת, אלא גם תעזור למדענים להבין טוב יותר את מבנה סלעי החלל כיום. זה יכול להיות מועיל אם אובייקט כזה מאיים להתנגש בכדור הארץ. המחקר יכול לסייע גם במאמצים עתידיים לכרות אסטרואידים.

'המשימה תפתח טכנולוגיות חשובות לחקר החלל שתועיל לכל מי שמעוניין לחקור או לכרות אסטרואידים, בין אם מדובר בנאס'א או בחברה פרטית', אמרה דנטה לורטה, החוקר הראשי של OSIRIS-REx. הַצהָרָה . (לורטה הייתה בעבר החוקר הראשי של המשימה, יחד עם מדען כוכב הלכת מיכאל דרייק, שמת בשנת 2011 בגיל 65.)

OSIRIS-REx תסייע גם לאסטרונומים לחקור את אפקט ירקובסקי על אסטרואידים. תופעה זו מתרחשת כאשר החום מהשמש מספק דחיפה זעירה המשנה את תנועתו של אסטרואיד או אובייקט אחר. למרות שהדחיפה היא מינימלית, היא עלולה להצטבר עם הזמן, ומסייעת לשנות את הנתיב בו סלע חלל עובר. אבל זה יכול להיות מאתגר ללמוד את האפקט הזה, מכיוון שהוא משתנה בהתאם לצורתו של כל אסטרואיד.

'הידע מהמשימה יעזור לנו לפתח שיטות למעקב טוב יותר אחר מסלולי האסטרואידים', אמר ג'ים גרין, מנהל חטיבת המדע הפלנטרי של נאס'א. הַצהָרָה .

כעת, כאשר OSIRIS-REx הגיע לבנו, חמישה מכשירים על סיפונה של החללית פועלים לחקור, למפות ולנתח את האסטרואיד בפירוט חסר תקדים:

  • OSIRIS-REx ספקטרומטר גלוי ואינפרא אדום (OVIRS)-על ידי מדידת אור גלוי וכמעט אינפרא אדום, OVIRS יצוד אחר אורגנים ומינרלים אחרים.
  • OSIRIS-REx ספקטרומטר פליטת חום (OTES)-באמצעות האינפרא אדום התרמי OTES תיקח את הטמפרטורה של בנו ותמפה שפע מינרלים וכימיים. יחד, OVIRS ו- OTES ימפו את בנו על גל של אורכי גל מעניינים כדי לסייע בבחירת האתר הטוב ביותר לדגימת האסטרואיד.
  • חבילת מצלמות OSIRIS-REx (OCAMS)-חבילת שלוש מצלמות תעזור למפות את Bennu. PolyCam, הגדולה ביותר, תרכוש את התמונות הראשונות של Bennu, ותוציא אותן מ -2 מיליון קילומטרים (2 מיליון קילומטרים) החוצה, ותצלם תמונות ברזולוציה גבוהה של אתר הדגימה. MapCam יצוד לוויינים ושפכי אבק מסביב לאסטרואיד, ימפה אותו בצבע ויצלם את התצלומים ליצירת מפות טופוגרפיות. SamCam יתעד את אוסף הדגימה ולכידתו.
  • OSIRIS-REx מד גובה לייזר (OLA)-על ידי סריקת כל פני השטח של Bennu, OLA תשלח בחזרה נתונים ליצירת מודלים תלת מימד מדויקים ביותר של משטח האסטרואיד.
  • ספקטרומטר הדמיה רנטגן (RExIS)-לימוד פליטות רנטגן של Bennu יסייע ביצירת מפה המציגה את שפע האלמנטים השונים על פני השטח. שלא כמו מכשירי הדמיה אחרים, RExIS יבחן את הרכב האסטרואיד ברמה של יסודות אטומיים בודדים.

ציר הזמן של המשימה

מאז שיגורה ביצעה החללית שני תמרונים בחלל העמוק. הראשונה התקיימה ב -28 בדצמבר 2016, והקימה את החללית לעזרת הכבידה שלה עם כדור הארץ. כמעט שנה לאחר מכן, OSIRIS-REx ביצעה טיסה של כוכב הלכת, ב -22 בספטמבר 2017, כדי להאיץ את המסע שלה לבנו.

בגישה הקרובה ביותר שלה, מעל אנטארקטיקה, חללית הייתה מרוחקת כ -17,200 ק'מ מהשטח. הטיסה העלתה את מהירות OSIRIS-REx בכ -8,500 קמ'ש (13,000 קמ'ש) והוצעה ללא דופי. לאחר מכן המשיכה החללית במסע שלה לבנו.

בדרך צילם ה- OSIRIS-REx כמה תמונות מדהימות של כדור הארץ וירחו ממרחק של קצת יותר מ -3 מיליון קילומטרים.

ב- 28 ביוני 2018, חללית החללה את התמרון המרכזי השני והאחרון בחלל העמוק לפני שביצעה סדרה של תמרונים מוצלחים לגישה לאסטרואידים כדי לקרב אותה לבנו.

לאחר שהאסטרואיד נחקר בפירוט משמעותי, המדענים יזהו אזור לדגימה. כאן ייכנס לפעולה מנגנון הרכישה לדוגמא Touch-and-Go (TAGSAM). כאשר OSIRIS-REx מתקרב לאסטרואיד, TAGSAM תפוצץ דגימה של גז חנקן טהור על פני הסלע. רגולית (אבק וסלע שבור) שהופץ מהמשטח יידחק לתוך תא הדגימה. כדי להשלים את כל המדע המתוכנן, OSIRIS-REx צריך לאסוף לפחות 2 גרם (60 גרם) של חומר אסטרואיד, אך המטרה היא לאסוף 5 גרם (150 גרם) כדי לתקן כל טעות במדידה. החללית תישא שלושה בקבוקי גז חנקן כדי לאפשר ניסיונות איסוף מרובים, ו- TAGSAM יכולה לשאת עד 70 גרם (2,000 גרם). כדי לשקול את המדגם בסביבת הכבידה הנמוכה, המדענים ימדדו את האצה הזוויתית של החללית לפני ואחרי איסוף הדגימה.

למרות ש- OSIRIS-REx תדגום את בנו, החללית לא תנחת במלואה על פני סלע החלל. הקשר במהלך תהליך האיסוף יהיה קצר, יימשך מספר שניות בלבד. 'אנחנו מנשקים את פני השטח', אמר דרייק לכתבים בשנת 2011.

הקשר הקצר של OSIRIS-REx עם פני השטח של בנו מתוכנן ליולי 2020.

החללית תצא מבנו במרץ 2021 למסע חזרה לכדור הארץ. OSIRIS-REx תחזור הביתה בספטמבר 2023 ותוריד קפסולה חזרה שתצנח למדבר יוטה. לאחר מכן תעבור החללית למסלול יציב סביב השמש.

האסטרואיד הקרוב לכדור הארץ בנו, כפי שנראה על ידי נאס

האסטרואיד הקרוב לכדור הארץ בנו, כפי שנראה על ידי בדיקת OSIRIS-REx של נאס'א ב -2 בדצמבר 2018.(אשראי תמונה: נאס'א/גודארד/אוניברסיטת אריזונה)

הכירו את בנו

הסלע OSIRIS-Rex, שנודע במקור בשם 1999 RQ36, קיבל את שמו של בנו על ידי מייק פוזיו בן ה -9 ב תחרות 2013 . בנו הוא אל מצרי המתואר בדרך כלל כאנפה אפורה. פוזיו בחר בשם כי הוא חשב שתגס'ם והפאנלים הסולאריים דומים לצווארו ולכנפיו של אל הציפורים.

קובע הוא אחד מכמה אלפי אובייקטים קרובים לכדור הארץ המסתובבים בטווח של 120 מיליון קילומטרים (190 מיליון ק'מ) מכדור הארץ. בין אלה, בנו היה אחד מתוך פחות מ -200 אובייקטים שמסלולם היה ידוע ודומה במידה מספקת למסלול כדור הארץ. אסטרואיד זה מקיף את השמש כל 436 ימים ומתקרב מאוד לכדור הארץ כל שש שנים.

גם בנו הוא גדול יחסית, ברוחבו כ -1,650 רגל (500 מ '). סלעים קטנים מ -200 רגל מסתובבים מהר מדי מכדי שחללית תוכל לנחות עליהם בבטחה. רק קומץ האסטרואידים במסלולים המתאימים היו גדולים מספיק כדי לאפשר ביקור.

בין אלה שנחשבים מתאימים, לבנו יש הרכב אטרקטיבי יותר. האסטרואיד עשיר יחסית בחומר מבוסס פחמן; האסטרואידים שאולי הביאו מים וחומר אורגני לכדור הארץ ועזרו לבעוט בחיים היו נראים כמו בנו.

'אנחנו הולכים על משהו עשיר באורגניקה, שאולי היה קשור לחיים שמתחילים,' אמר דרייק.

מסלולו הקרוב של בנו הופך אותו גם ל חפץ שעלול להיות מסוכן לכדור הארץ, אך בניגוד למה שאמרו כמה דיווחים בתקשורת, סלע החלל הזה אינו מהווה איום מובהק. מדעני נאס'א חישבו שיש סיכוי של 0.037 אחוז (או 1 מתוך 2,700) שהוא יפגע בכדור הארץ ברבע האחרון של המאה ה -22. כדי שזה יקרה, האסטרואיד יצטרך לשנות את מסלולו במסלול ה -2,135 שלו בכדור הארץ.

אם האסטרואיד כן להתנגש בכדור הארץ , ההשפעה לא תהרוס את כדור הארץ, אם כי היא תגרום להרס בכל מקום שהוא יגע למטה. מומחים אומרים שאסטרואיד בסדר גודל כזה עלול להרוס את האזור המקומי סביב ההשפעה, אך הוא לא יגרום להכחדה המונית.

ובכל זאת, האזהרה המתקדמת שמספקת OSIRIS-REx יכולה לסייע למדענים לנקוט באמצעי מניעה הרבה לפני ההשפעה.

לקריאה נוספת:

מאמר זה עודכן ב -25 בינואר 2019 על ידי תורמת guesswhozoo.com אליזבת האוול.