Тази седмица космическият кораб OSIRIS-REx на НАСА ще направи опит да вземе проби от повърхността на астероида Бену. Ако всичко мине по план това ще бъде най-голямото количество извънземен материал, върнат на Земята, от т. нар. нелунна мисия в историята. Пробите може да съдържат отговори на дългогодишни въпроси за произхода и образуването на Слънчевата система.

Струващият около 1 млрд. долара OSIRIS-REx беше изстрелян през 2016 г. с мисия до астероида Бену, чиято орбита е малко по-голяма от земната. Той е с разтегателна роботизирана ръка, наречена механизъм за вземане на проби Touch-and-Go (TAGSAM). Основната цел е да се спусне на повърхността на Бену и да вземе значително количество проби (до два килограма) преди да се върне на Земята . Единствената предишна успешна мисия за връщане на проба от астероид, японската Hayabusa, донесе само няколко микрограма през 2010 г. Нейният наследник, Hayabusa2, трябва да върне нова проба през декември, но и тя ще е максимум един грам.

OSIRIS-REx се създава почти две десетилетия, казва Данте Лорета, планетарен учен от Университета в Аризона, който е главният изследовател на мисията.

Този вторник, 20 октомври, около 13:50 ч. EST (20:50 часа бългaрско време GMT+3), контролерите на мисията ще заповядат на космическия кораб да започне своя автономен подход към Бену от орбитата, където е паркиран, на 700 метра над повърхността, съобщи НАСА. През следващите четири часа и половина той бавно ще се спусне и ще маневрира към предварително избрано място за кацане, наречено Nightingale ("Славей"). След това, в 18:12 ч. EST (след 1 часа на 21 октомври българско време), космическият кораб трябва да докосне повърхността за не повече от 15 секунди, като извлече пробите, преди да отлети.

В момента OSIRIS-REx и Бену са от другата страна на слънцето, на около 334 милиона километра от Земята. Това означава, че са необходими 18 минути на сигнал да достигне космическия кораб от Земята, което изисква автономния характер на кацането. Но екипът на мисията е добре подготвен - през август завърши втората от двете репетиции, при които космическият кораб се приближи до само 40 метра от мястото за кацане, преди да се отдръпне. Тази репетиция включваше тест за способността на кораба да използва визуални изображения, за да се спуска към повърхността.


Първоначално учените планираха да използват лазерно насочване за кацането, но при пристигането край Бену те откриха, че астероидът е "купчина камъни", което означава, че е съставен от много скали с различни размери. Това би затруднило кацането по лазер, тъй като светлината на лъча ще се разсейва от повърхността на астероида. Вместо това екипът реши да използва камерите на кораба, за да проведе кацането в Nightingale, сравнително равен регион с широчина 8 метра.

Структурата и съставът на Бену представляват голям интерес. Миналата седмица поредица от статии, публикувани в списанията Science и Science Advances, разкриха някои нови открития за астероида въз основа на данни от космическия кораб. В едно от изследванията учените описват наличието на органичен въглероден материал на повърхността на астероида.

"Органичният въглерод е интересен, тъй като смятаме, че астероиди като Бену биха могли да са доставили органична материя на ранната Земя", казва Хана Каплан от космическия полетен център "Годард" на НАСА, която е водещ автор на едно от последните проучвания и съавтор на друго, пред Scientific American. "Да можеш да се върнеш назад и да разгледаш как изглеждат тези много ранни девствени органични материали, това е наистина вълнуващо."


В друга от статиите учените са успели да използват изображенията на OSIRIS-REx на материал, изхвърлен от повърхността на Бену, за да преценят вътрешния му състав и гравитация. След като космическият кораб пристигна на астероида през 2018 г., учените бяха изненадани да открият, че Бену активно изхвърля частици в космоса, които остават в орбита около него.


"Използвахме това "гравитационно поле на частиците", за да анализираме как масата се разпределя в Бену", казва Даниъл Шеерс от Университета на Колорадо в Боулдър, който е водещ автор на изследването. Учените откриват, че вътрешността на астероида е разнородна, което означава, че някои части са по-плътни от други - нещо, което може да обясни и странната изпъкнала форма на Бену. Под въздействието на въртенето на астероида, "материалът се стича надолу в екваториалната област, макар и относително бавно", казва Шеерс.

Повърхността на астероида допълнително усложнява кацането на OSIRIS-REx. Първият основен етап ще настъпи около четири часа след излизането от орбита - корабът ще използва двигателите си, за спре 125 м над мястото за кацане, преди да започне спускането си. Около 11 минути по-късно OSIRIS-REx ще забави спускането си, като намали скоростта си до само 10 сантиметра в секунда, а рамото TAGSAM ще бъде протегнато към астероида.


Когато рамото докосне повърхността, пружинна система вътре ще забави относителната скорост на кораба до нула. Кръглата колекторна глава на рамото ще остане в контакт с Бену за 15 секунди, изпомпвайки азотен газ в повърхността, за да изстреля нагоре материал за събиране. След това пружината ще отблъсне OSIRIS-REx, преди корабът да изпозлва двигателите си, за да се върне на стабилна орбита над астеорида.

Преди всичко това да се случи, космическият кораб ще трябва да провери дали на повърхността отдолу няма опасни скали, преди да започне спускането. OSIRIS-REx ще трябва самостоятелно да анализира данните от камерите. Екипът се надява, че рамото TAGSAM няма да докосне някоя скала на повърхността, която може да наклони целия космически кораб. Най-голямата опасност в този сценарий е близка масивна скала, наречена "Планината на съдбата" - ако OSIRIS-REx се блъсне в нея при отдалечаването си от Бену, това би било края на мисията.

"Най-лошият сценарий е: приближавате се близо до "Планината на съдбата", преобръщате се точно към нея, запалвате двигателите и се блъскате в нея", казва Лорета.


Ако всичко върви по план, екипът очаква да събере от 60 грама до два килограма материал в колекторната глава. Чрез завъртане на кораба, докато рамото е още протегнато, учените ще могат да измерят инерцията на пробата и да изчислят колко материал са събрали с точност от плюс или минус 20 грама. Ако се прецени, че е достатъчно, 60 грама или повече, космическият кораб ще постави колекторната глава в контейнер, предназначен за безопасното преминаване на пробата през земната атмосфера. Ако не са събрани проби, космическият кораб има достатъчно азотен газ на борда, за да опита до още две кацания през декември или януари. В случай, че Nightingale стане неподходящ за кацане при първия опит под въздействие на двигателите, има избрано второ място, наречено Osprey.

Ако обаче бъдат събрани достатъчно проби от Nightingale - което екипът ще реши на 30 октомври - космическият кораб ще остане в орбита до март 2021 г. и след това ще отпътува от Бену. През септември 2023 г. корабът ще пристигне обратно на Земята и ще пусне капсулата в атмосферата. С помощта на парашути, контейнерът с пробите трябва да кацне безопасно в пустинята в Юта, САЩ.

Дневник