NASA har valgt prøvetakingsstedet for sitt OSIRIS-REx-romfartøy. Etter å ha begrenset det til fire potensielle nettsteder og undersøkt dem i detalj, har de bosatt seg på ett sted. Valget deres? Nattergal.
OSIRIS-REx har vært på asteroiden Bennu i et år, og tar detaljerte bilder av hele overflaten. Mens romskipet har andre oppdragsmål, er prøvenes returdel av oppdraget avgjørende. Avansert romfartøy som OSIRIS-REx kan samle detaljerte data om asteroiden mens de er der, men det er tilbake på jorden, i spesialiserte laboratorier, hvor en grundig prøveanalyse kan utføres.
"Av de fire kandidatene oppfyller nettstedet Nightingale best disse kriteriene, og til slutt sikrer best misjonssuksess."
Dante Lauretta, OSIRIS-REx hovedetterforsker.
Men før den kan returnere en, må den samle en, og det er en utfordring å finne et trygt sted å samle en på Bennus berg- og bunnstrøke overflate. Da OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) ankom Bennu, fant misjonspersonell at asteroiden var grovere enn forventet. Selv om det er rikelig med materiale som er egnet for prøvetaking - finkornet materiale mindre enn 2,5 cm (1 inch) - gjør den steinete overflaten til asteroiden det vanskelig å få tilgang til.
NASA innsnevret valget sitt til fire steder, som hver ga det nødvendige finkornede materialet, mens de utgjorde en håndterbar fare for selve romfartøyet. De ble alle oppkalt etter fugler: Sandpiper, Osprey, Kingfisher og det bekreftede stedet Nightingale.
"Etter en grundig evaluering av alle de fire kandidatstedene, tok vi vår endelige beslutning basert på hvilket nettsted som har størst mengde finkornet materiale og hvor lett romfartøyet kan få tilgang til dette materialet, mens romfartøyet er trygt," sa Dante Lauretta, OSIRIS-REx hovedetterforsker ved University of Arizona i Tucson. "Av de fire kandidatene oppfyller nettstedet Nightingale best disse kriteriene, og til slutt sikrer best misjonssuksess."
I en forrige artikkel om Space Magazine fremhevet vi de fire potensielle prøvetakingsstedene. Det vanskelige oppdragsoperatørene står overfor er at romskipet ble designet for å lande på et strandlignende område med damlignende forekomster av finere materiale egnet for prøvetaking. Men Bennus steinete natur kompliserte valget.
Nå er imidlertid valget tatt.
Nightingale ligger i et krater nord i asteroiden. Krateret er 140 meter bredt. Bilder viser at Nightingale er ganske jevn, og stedet er så langt nord at temperaturen er lavere, noe som betyr at regolitten der er godt bevart. Krateret er også ungt, og materialet er friskutsatt, noe som gjør det ideelt for å samle en uberørt prøve. En mer uberørt prøve har sett mindre romforvitring, og vil inneholde flere ledetråder til Bennus historie.
Da OSIRIS-REx-prøvenes returoppdrag ble planlagt, så NASA for seg et sted med en diameter på 50 meter. Nightingales krater er større enn det, men det er fortsatt en risiko. Størrelsen på det trygge berøringsområdet i krateret er bare omtrent 16 meter i diameter. Det er bare en tidel av størrelsen som er beskrevet i oppdragsplanen.
Så OSIRIS-REx vil trenge å målrette prøvetakingsstedet veldig nøyaktig, inkludert å jobbe seg rundt en stor kampestein som kan være i veien når romskipet forlater prøvetakingsstedet. NASA har arbeidet med å utvikle et system for å unngå kollisjon for OSIRIS-REx.
Når OSIRIS-REx til slutt tar en prøve, vil den gjøre det autonomt. Romfartøyet har et Natural Feature Tracking (NFT) system som bruker bilder av asteroiden for å lede seg selv til overflaten. Ved å sammenligne ombordbilder av Bennu med det kameraene ser i sanntid, kan det unngå kollisjoner.
Men Bennus 'uventede inhospitability betyr at systemet vil møte noen utfordringer. Den har en automatisk feilfeil som vil avbryte prøvetakingen hvis en hindring er for nær. For å forhindre at dette skjer, vil oppdragsoperatører jobbe overtid. Faktisk forventer teamet nesten at romskipet vil frafalle sitt første forsøk når det nærmer seg de steinblokker som bygger størrelse som strø overflaten til asteroiden.
NASA har valgt et prøvetakingssted for sikkerhetskopiering også. Osprey vil fylle den rollen.
OSIRIS-REx kan utføre flere prøvetakingsforsøk om nødvendig. Hvis prøveinnsamling ikke fungerer på Nightingale, kan selve forsøket forstyrre nettstedet for mye, noe som gjør det uegnet for et nytt forsøk. Hvis NFT-systemet avbryter forsøket og vinker romfartøyet av, kan thrusterne forstyrre stedet. I så fall vil romfartøyet prøve en annen prøvesamling på Osprey.
"Bennu har utfordret OSIRIS-REx med ekstremt ulendt terreng," sa Rich Burns, OSIRIS-REx prosjektleder ved NASAs Goddard Space Flight Center. ”Teamet har tilpasset seg ved å bruke en mer nøyaktig, men mer kompleks, optisk navigasjonsteknikk for å kunne komme inn i disse små områdene. Vi vil også bevæpne OSIRIS-REx med muligheten til å gjenkjenne om det er på kurs for å berøre en fare i eller ved siden av stedet og bølge av før det skjer. "
Nå som NASA har bosatt seg på primær- og sikkerhetskopisider for prøveinnsamling, vokser forventningen. Men det er fortsatt mer arbeid som må gjøres før prøvesamlingen kan finne sted. I januar starter OSIRIS-REx flere rekognoseringsturer både av Nightingale og Osprey, og de vil slå seg sammen om våren. Når rekonstruksjonen er fullført, vil romfartøyet øve på sitt første prøveinnsamlingsforsøk, planlagt i august.
Hvis alt går bra, vil OSIRIS-REx forlate Bennu i 2021, og prøven vil bli returnert til Jorden i september 2023.
