Vedci tvrdia, že dotek a pristátie kozmickej lode OSIRIS-REx NASA na asteroide minulý mesiac odhalilo nové poznatky o štruktúre voľných hornín, ktoré môžu pokrývať povrchy mnohých malých planetárnych telies – materiál, ktorý je skôr ako guľová jama na ihrisku ako pevný skalné podložie.
Štruktúra najvzdialenejšej vrstvy asteroidu je zrejmá zo snímok zachytených kozmickou loďou OSIRIS-REx, ktorá sa 20. októbra vrhla do bezvzduchového sveta vzdialeného viac ako 200 miliónov míľ (330 miliónov kilometrov) od Zeme.
Na druhý deň NASA zverejnila snímky z kamery s úzkym uhlom namierené na robotické rameno kozmickej lode dlhé 3,4 metra. Keď sa kozmická loď dotkla povrchu asteroidu Bennu, malého planetárneho telesa s veľkosťou asi jednej tretiny míle v priemere, zariadenie na odber vzoriek na večeru na konci ramena vystreľovalo fľašu stlačeného plynného dusíka.
Vypúšťanie plynného dusíka pomohlo vtlačiť vzorky asteroidov do zbernej komory. Po šiestich sekundách na povrchu asteroidu vystrelil OSIRIS-REx trysky späť od Bennua.
Vedci neskôr dostali detailné snímky hlavy na odber vzoriek, ktoré ukazovali, že je nabitá materiálom zhromaždeným z povrchu asteroidu. Boli viditeľné niektoré častice asteroidu unikajúce zo zbernej komory, čo viedlo manažérov k príkazu, aby kozmickej lodi uložili hlavu vzorky do jej spätného puzdra na Zemi skôr, ako sa očakávalo, čím sa minimalizovala strata vzoriek.
Vzorkovacie zariadenie bolo zapečatené vo spätnej kapsule kozmickej lode OSIRIS-REx 28. októbra.
Koncom minulého týždňa zverejnili úradníci ďalšiu sériu snímok urobených počas dotyku kozmickej lode a pristátia. Tie boli zachytené širokouhlou navigačnou kamerou na OSIRIS-REx.
Podľa vedeckého tímu OSIRIS-REx boli snímky navigačnej kamery – alebo NavCam – zachytené v priebehu približne troch hodín. Sekvencia sa začína asi hodinu po tom, čo OSIRIS-REx vykonal manéver pri odlete z obežnej dráhy, aby zahájil zostup, a končí sa asi dve minúty po spätnom horení sondy, informovali predstavitelia.
Otočenie alebo manéver je viditeľný uprostred obrazovej sekvencie, keď OSIRIS-REx nasmeruje svoje vzorkovacie rameno na cieľové miesto vzorkovania na asteroide Bennu, regióne s názvom „Slávik“.
„Keď sa kozmická loď priblížila k miestu Slávik, v dolnej časti rámu sa objaví tieň vzorkovacieho ramena.“ Krátko nato vzorkovacia hlava zasiahne miesto slávika (tesne mimo zorného poľa kamery vpravo hore) a vystrelí fľašu s plynným dusíkom, ktorá zmobilizuje značné množstvo materiálu miesta vzorkovania, “napísal v opise tím OSIRIS-REx snímok NavCam.
„O niekoľko sekúnd neskôr kozmická loď vykoná spätné horenie a tieň vzorkovacieho ramena je viditeľný proti narušenému povrchovému materiálu.“ Tím naďalej skúma, čo spôsobilo extrémne tmavé oblasti viditeľné v hornej a strednej časti rámu, “napísal tím. „Hornou oblasťou môže byť okraj priehlbiny vytvorenej vzorkovacím ramenom, silný tieň vrhaný materiálom vznášajúcim sa z povrchu alebo nejaká ich kombinácia.“
„Podobne, stredná tmavá oblasť, ktorá sa najskôr objaví v ľavom dolnom rohu obrazu, môže byť depresia spôsobená jedným z rakiet rakety, keď vystrelil, tieň spôsobený lofovaným materiálom alebo ich kombináciou.“
Kozmická loď OSIRIS-REx vyrobená spoločnosťou Lockheed Martin sa spoliehala na obrázky čiernobielych navigačných kamier, ktoré sa majú autonómne viesť do bezpečnej zóny dotyku na Bennu. Navigačné algoritmy porovnávali obrázky kamery s mapou vopred načítanou do počítača kozmickej lode, čo pomohlo OSIRIS-REx určiť jeho polohu vzhľadom na asteroid.
So vzorkou zaistenou vo vratnej kapsule sa OSIRIS-REx chystá na budúci rok opustiť okolie asteroidu Bennu a zahájiť cestu späť na Zem. Kozmická loď vydá spiatočnú kapsulu na opätovný vstup do zemskej atmosféry a na pristátie v testovacom a výcvikovom rozsahu Utahu 24. septembra 2023.
Misia NASA Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer bola zahájená 8. septembra 2016 z Cape Canaveral na palube rakety United Launch Alliance Atlas 5. Primárnym cieľom OSIRIS-REx je vrátiť vzorky asteroidov na Zem na podrobnú analýzu vedcami, ktorí dúfajú, že odhalia stopy o pôvode slnečnej sústavy.
Úlohou misie bolo, aby OSIRIS-REx zhromaždil najmenej 60 gramov asteroidového materiálu. Vedci pred dotykom a pristátím 20. októbra uviedli, že kozmická loď mohla zhromaždiť oveľa viac a dôkazy naznačujú, že pravdepodobne zachytili viac ako 2,2 libry alebo 1 kilogram vzoriek asteroidov, tvrdí Dante Lauretta, hlavný vyšetrovateľ misie z univerzity. Arizony.
Údaje z krátkeho dotyku na asteroide naznačili, že robotické rameno kozmickej lode sa ponorilo do mäkkého povrchu Bennu až do výšky 48 centimetrov.
Zatiaľ čo vedecká výplata misie počká, kým sa vzorky asteroidov vrátia na Zem, Lauretta vo štvrtok uviedla, že vedci sa už dozvedajú o fyzikálnych vlastnostiach Bennu.
Kozmická loď zistila odletovanie malých častíc z Bennu krátko po tom, ako dorazila k asteroidu v decembri 2018. Tieto častice vyzerajú podobne ako šupinatý materiál, ktorý vytekal z hlavy TAGSAM.
„Vyzerá to ako škatuľka s kukuričnými lupienkami vo vesmíre,“ povedala Lauretta. „A ony sa motajú akoby náhodne.“ Väčšinou pochádzajú z hlavy TAGSAM, ale navzájom sa zrazia. Točia sa a padajú. Mnohé z nich dokážeme vyriešiť.
„Takže je to vynikajúci súbor kalibračných dát na lepšie pochopenie udalostí vyhadzovania častíc a trajektórií častíc, ktoré sme pozorovali počas celého stretnutia s asteroidom,“ uviedla Lauretta. „Aj keď mi srdce láme kvôli strate vzorky, ukázalo sa, že to bol celkom fajn vedecký experiment.“
Kontakt OSIRIS-REx s povrchom asteroidu 20. októbra tiež poskytol bohatý súbor údajov, čo naznačuje, že vonkajšia vrstva pôdy asteroidu a horninám s nízkou hustotou chýbala veľká súdržnosť. Robotické rameno kozmickej lode sa dotklo asteroidu, keď sa OSIRIS-REx priblížil rýchlosťou iba 0,2 míľ / h alebo 10 centiem za sekundu, čo je asi desatina rýchlosti typického tempa chôdze.
„Keď sa hlava TAGSAM dostala do kontaktu s regolitom, jednoducho odtiekla ako tekutina,“ povedala Lauretta. „A myslím si, že to by sa stalo astronautke, keby sa pokúsila kráčať po povrchu asteroidu.“ Klesla by na kolená alebo hlbšie – podľa toho, ako uvoľnená bola pôda -, kým nenarazíš na väčší balvan alebo na nejaké skalné podložie. “
Povedal, že údaje „základnej pravdy“ zhromaždené OSIRIS-REx pomôžu vedcom prehodnotiť modely geológie asteroidov.
„Je fascinujúce, že voči povrchu sondy bol taký malý odpor z povrchu asteroidov,“ uviedla Lauretta. „V zásade je to niečo ako guľová jama na detskom ihrisku.“ Nejako do toho skočíte a len sa ponoríte.
„Našťastie sme mali tieto spätné trysky na obrátenie smeru pohybu, inak by sme mohli preletieť celú cestu cez asteroid,“ zavtipkovala Lauretta.
Nové merania hustoty asteroidov z OSIRIS-REx pomôžu vedcom vylepšiť hodnotenie rizika dopadu, ktoré môže Bennu predstavovať pre Zem. Vedci vypočítali pravdepodobnosť 1: 2 700, že by Bennu mohol udrieť na Zem koncom 21. storočia.
Veľká časť asteroidu by mohla v zemskej atmosfére zhorieť kvôli svojej pórovitosti.
„Tepelná analýza naznačuje, že veľa materiálu na povrchu Bennu – najmä veľké čierne homolovité balvany, ktoré sú hlavnou súčasťou povrchu – sa javí, že majú materiálne vlastnosti, ktoré by neprežili neporušený prechod atmosférou,“ uviedla Lauretta . „Rozdrobili by sa a veľká časť materiálu sa stratí.“
To znamená, že pôvodné vzorky zhromaždené od Bennu sú na rozdiel od akýchkoľvek meteoritov alebo fragmentov asteroidov, ktoré spadli na Zem a dosiahli neporušený povrch.
E-mail autorovi.
Sledujte Stephena Clarka na Twitteri: @ StephenClark1.
