OSIRIS-REx - OSIRIS-REx

OSIRIS-REx
OSIRIS-REx uzay aracı modeli.png
OSIRIS-REx uzay aracının sanatçı tarafından sunumu
İsimler Kökenler, Spektral Yorumlama, Kaynak Tanımlama, Güvenlik, Regolith Explorer;
Yeni Sınırlar 3
Görev türü Asteroit numune dönüşü
Şebeke NASA / Lockheed Martin
COSPAR kimliği 2016-055A
SATCAT numarası 41757
İnternet sitesi asteroidmission.org
Görev süresi 7 yıl (planlanan)
               Asteroitte 505 gün
5 yıl, 1 ay, 8 gün (geçen)
               Asteroitte 1049 gün
uzay aracı özellikleri
Üretici firma Lockheed Martin
kitle başlatmak 2.110 kg (4.650 lb)
Kuru kütle 880 kg (1.940 lb)
Boyutlar 2,44 × 2,44 × 3,15 m (8 ft 0 inç × 8 ft 0 inç × 10 ft 4 inç)
Güç 1226 ila 3000 watt
Görevin başlangıcı
Lansman tarihi 8 Eylül 2016, 23:05 UTC
Roket Atlas V 411 (AV-067)
Siteyi başlat Cape Canaveral , SLC-41
Müteahhit Birleşik Fırlatma İttifakı (ULA)
Görevin sonu
iniş tarihi 24 Eylül 2023, 15:00 UTC (planlı)
İniş Yeri Utah Test ve Eğitim Aralığı
yörünge parametreleri
Referans sistemi Bennu merkezli
Rakım 0,68–2,1 km (0,42–1,30 mi)
Dönem 22–62 saat
Dünya'nın Uçağı
En yakın yaklaşım 22 Eylül 2017
Mesafe 17.237 km (10.711 mil)
Bennu yörünge aracı
yörünge yerleştirme 31 Aralık 2018
(Buluşma: 3 Aralık 2018)
yörünge kalkış 10 Mayıs 2021
Örnek kütle 60 gr (2,1 oz) ile 2000 gr (71 oz) arasında
Bennu arazi aracı
iniş tarihi 20 Ekim 2020, 22:13 UTC ( 2021-10-17UTC02:02:57 ) 
İniş Yeri "Bülbül"
Arasında Flyby Bennu
En yakın yaklaşım 7 Nisan 2021
Mesafe 3,5 km (2,2 mil)
OSIRIS-REx misyon logosu (2015 dolaylarında).png
OSIRIS-REx görev logosu
←  Juno
yusufçuk  →
 

OSIRIS-REx ( Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer ) bir NASA asteroit çalışması ve numune iade görevidir . Görevin birincil amacı, karbonlu bir Dünya'ya yakın asteroit olan 101955 Bennu'dan en az 60 g (2,1 oz) numune elde etmek ve ayrıntılı bir analiz için numuneyi Dünya'ya iade etmektir . Geri gönderilen malzemenin, bilim adamlarının Güneş Sistemi'nin oluşumu ve evrimi , gezegen oluşumunun ilk aşamaları ve Dünya'da yaşamın oluşumuna yol açan organik bileşiklerin kaynağı hakkında daha fazla bilgi edinmelerini sağlaması bekleniyor .

OSIRIS-REx 8 Eylül 2016'da fırlatıldı, 22 Eylül 2017'de Dünya'nın yanından uçtu ve 3 Aralık 2018'de Bennu ile buluştu . Sonraki birkaç ayı, numune çıkarmak için uygun bir yer bulmak için yüzeyi analiz ederek geçirdi. 20 Ekim 2020'de OSIRIS-REx Bennu'ya indi ve başarılı bir şekilde bir örnek topladı. Numune alıcı kafasını kapatması gereken kanat daha büyük kayalar tarafından açılıp sıkıştığında numunenin bir kısmı kaçmış olsa da, NASA , 60 g'dan fazla olmak üzere 400 g ile 1 kg'ın üzerinde numune malzemesini tutabildiklerinden emindir. (2.1 oz) minimum hedef kütle. OSIRIS-REx'in 24 Eylül 2023'te numunesiyle birlikte Dünya'ya dönmesi bekleniyor.

Bennu, Güneş Sistemi'nin doğuşundan kalma bir " zaman kapsülü " olduğu için çalışmanın hedefi olarak seçildi . Bennu çok koyu bir yüzeye sahiptir ve karbonlu C tipi asteroitlerin bir alt tipi olan B tipi bir asteroit olarak sınıflandırılır . Bu tür asteroitler, oluşum zamanlarından itibaren çok az jeolojik değişime uğrayan "ilkel" olarak kabul edilir. Özellikle, Bennu, yaşam için gerekli olan organik moleküllerde önemli bir element ve aynı zamanda Dünya'nın oluşumundan önceki maddenin temsilcisi olan saf karbonlu malzemenin mevcudiyeti nedeniyle seçildi . Amino asitler gibi organik moleküllerin daha önce göktaşı ve kuyruklu yıldız örneklerinde bulunmuş olması, yaşam için gerekli bazı bileşenlerin dış uzayda doğal olarak sentezlenebileceğini gösteriyor.

Görevin maliyeti, yaklaşık 183,5 milyon ABD doları olan Atlas V fırlatma aracı hariç, yaklaşık 800 milyon ABD dolarıdır. Juno ve New Horizons'dan sonra New Frontiers programında seçilen üçüncü gezegen bilimi görevidir . Baş araştırmacı olan Dante Laureta dan Arizona Üniversitesi . Başarılı olursa, OSIRIS-REx, bir asteroidden numune gönderen ilk ABD uzay aracı olacak. Japon sondası Hayabusa örnekler döndü 25143 Itokawa 2010 yılında, ve Hayabusa2 döndü 162.173 Ryugu May 2021 10 tarihinde Aralık 2020 yılında, OSIRIS-REx başarıyla Bennu onun ayrılışını tamamlanarak Dünya'ya 2 yıl dönüşüne başladı.

Misyon

OSIRIS-REx sondası tarafından görüntülenen Asteroid Bennu , 3 Aralık 2018
OSIRIS-REx görevine genel bakış videosu

Görev için Genel yönetim, mühendislik ve navigasyon tarafından sağlanan NASA 'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden iken, University of Arizona s' Ay ve Gezegen Laboratuarı asıl bilim işlemler sağlar ve Lockheed Martin Uzay Sistemleri uzay aracı inşa ve misyon işlemler sağlar. Bilim ekibinde Amerika Birleşik Devletleri , Kanada , Fransa , Almanya , Birleşik Krallık ve İtalya'dan üyeler bulunmaktadır .

Yaklaşık iki yıl seyahat ettikten sonra, uzay aracı Aralık 2018'de asteroid 101955 Bennu ile buluştu ve yaklaşık 5 km (3,1 mil) mesafede 505 günlük yüzey haritalamaya başladı. Bu haritalamanın sonuçları, misyon ekibi tarafından asteroit yüzeyinden bir numunenin alınacağı siteyi seçmek için kullanıldı. Ardından, numuneyi toplamak için bir robotik kolun uzatılmasına izin vermek için yakın bir yaklaşım (iniş olmadan) gerçekleştirildi.

Malzeme toplandıktan sonra (60 gram), numune , Stardust uzay aracında 81P/Wild kuyruklu yıldızının numunelerini geri getirene benzer 46 kg'lık (101 lb) bir kapsül içinde Dünya'ya iade edilecektir . Dünya'ya dönüş yolculuğu daha kısa olacak ve kapsül, özel bir araştırma tesisinde işlenmek üzere Johnson Uzay Merkezi'ne taşınmadan önce Eylül 2023'te Utah Test ve Eğitim Alanına bir paraşütle inecek .

Başlatmak

OSIRIS-REx lansmanı

Fırlatma 23:05 8 Eylül 2016 tarihinde oldu UTC bir on Birleşik Fırlatma İttifakı Atlas V 411 den Cape Canaveral , Uzay Fırlatma Kompleksi 41 . 411 roket konfigürasyonu, tek bir AJ-60A katı yakıt güçlendiricisine sahip RD-180 ile çalışan bir ilk aşamadan ve bir Centaur üst aşamadan oluşur . OSIRIS-REx, ateşlemeden 55 dakika sonra fırlatma aracından ayrıldı. Fırlatma, görevin baş araştırmacısı tarafından "tam olarak mükemmel" olarak ilan edildi ve fırlatma öncesinde veya sırasında hiçbir anormallik çalışmadı.

Seyir

OSIRIS-REx, başarılı güneş paneli dağıtımı, tahrik sisteminin başlatılması ve Dünya ile bir iletişim bağlantısının kurulmasının ardından fırlatma aracından ayrıldıktan kısa bir süre sonra seyir aşamasına girdi. Dünya'dan hiperbolik kaçış hızı yaklaşık 5,41 km/s (3,36 mi/s) idi. 28 Aralık 2016'da uzay aracı, 354 kg (780 lb) yakıt kullanarak hızını 431 m/s (1.550 km/s) değiştiren ilk derin uzay manevrasını başarıyla gerçekleştirdi. 18 Ocak 2017'de ek, daha küçük bir ateşleme , 22 Eylül 2017'de bir Dünya yerçekimi yardımı için rotasını daha da geliştirdi . Seyir aşaması, Aralık 2018'de Bennu ile karşılaşmasına kadar sürdü, ardından bilim ve numune toplama aşamasına girdi.

Seyir aşamasında, OSIRIS-REx, Güneş-Dünya L 4 Lagrange noktasından geçerken Dünya-Truva asteroitleri olarak bilinen Dünya'ya yakın bir nesne sınıfını aramak için kullanıldı . 9-20 Şubat 2017 arasında, OSIRIS-REx ekibi nesneleri aramak için uzay aracının MapCam kamerasını kullandı ve Arizona Üniversitesi'ndeki bilim adamları tarafından işlenmek üzere her gün yaklaşık 135 anket görüntüsü aldı . Arama, hiçbir yeni truva atı bulunmasa da faydalı oldu, çünkü uzay aracı Bennu'ya yaklaşırken, doğal uyduları ve diğer potansiyel tehlikeleri araştırırken gereken operasyona çok benziyordu. 673 olurken Şubat 2017, 12 günü × 10 6  km (418 × 10 6  dan mil) Jüpiter , OSIRIS-Rex gemiye PolyCam enstrüman başarıyla dev gezegen ve onun uyduları, üçünü görüntüsü Callisto , İo ve Ganymede . ^^

OSIRIS-REx, 22 Eylül 2017'de Dünya'nın yanından uçtu.

Varış ve anket

3 Aralık 2018'de NASA, OSIRIS-REx'in Bennu'nun hızına ve yörüngesine yaklaşık 19 km (12 mil) uzaklıkta eşleştiğini ve asteroide etkili bir şekilde ulaştığını doğruladı. OSIRIS-REx, Bennu'nun şeklini ve yörüngesini daha da iyileştirmek için başlangıçta Aralık ayına kadar yaklaşık 6,5 km (4,0 mil) hızla Bennu yüzeyinden daha yakın geçişler gerçekleştirdi. OSIRIS-REx uzay aracı tarafından asteroit yüzeyinin ön spektroskopik araştırmaları , kil şeklinde hidratlı minerallerin varlığını tespit etti . Araştırmacılar, Bennu'nun suyu barındırmak için çok küçük olduğundan şüphelenirken, hidroksil grupları, Bennu ayrılmadan önce ana gövdesindeki su varlığından gelmiş olabilir.

OSIRIS-REx, örnek bir yer seçimi için kapsamlı uzaktan haritalama ve algılama kampanyasını başlatmak için 31 Aralık 2018'de yaklaşık 1,75 km'de (1,09 mi) Bennu çevresinde yörüngeye girdi. Bu, herhangi bir uzay aracı aşarak bir gök nesne yörüngesinde olduğu en yakın mesafe Rosetta sitesindeki kuyruklu yörüngesini 67P / Churyumov-Gerasimenko 7 km (4.3 mil) ile. Bu irtifada, uzay aracının Bennu'nun yörüngesini tamamlaması 62 saat sürüyor. Bu ayrıntılı incelemenin sonunda, uzay aracı 1 km (0.62 mil) yarıçaplı daha yakın bir yörüngeye girdi.

Örnek edinme

Sanatçının TAGSAM enstrümanı konsepti operasyonda

prosedür

Temas sırasında toz birikmesi olasılığını en aza indirmek ve uzay aracının devrilmesi durumunda (45°'ye kadar) daha fazla yerden yükseklik sağlamak için güneş dizilerinin Y şeklinde bir konfigürasyona yükseltileceği örnekleme olayından önce provalar yapıldı. İletişim. İniş, reaksiyona girmemiş hidrazin itici gazı tarafından asteroit yüzey kontaminasyonu olasılığını azaltmak için temastan önce itici ateşlemelerini en aza indirmek için çok yavaştı . Bennu'nun yüzeyi ile temas ivmeölçerler kullanılarak tespit edilecekti ve çarpma kuvvetinin TAGSAM kolundaki bir yay tarafından dağıtılması gerekiyordu.

TAGSAM cihazının yüzey teması üzerine, 2 cm'den (0,8 inç) daha küçük regolit partiküllerini robotik kolun ucundaki örnekleyici kafasına üflemek amacıyla bir nitrojen gazı patlaması serbest bırakıldı . Beş saniyelik bir zamanlayıcı, çarpışma olasılığını azaltmak için toplama süresini sınırladı. Zamanlayıcı sona erdikten sonra, geri çekilme manevrası asteroitten güvenli bir şekilde ayrıldı.

Plan, OSIRIS-REx'in birkaç gün sonra başka bir örnekleme girişimi için geri dönmenin gerekli olması durumunda asteroitten uzaklaşmayı durdurmak için bir frenleme manevrası yapmasıydı. Daha sonra, bir örneğin alındığını doğrulamak için TAGSAM kafasının görüntülerini alacaktı. Bir numune alınırsa, uzay aracı, atalet momentumunu ölçerek numune kütlesini belirlemek ve gereken 60 g'ı (2.1 oz) aşıp aşmadığını belirlemek için numune kolunun kısa ekseni etrafında dönecektir.

Hem frenleme hem de döndürme manevraları iptal edildi, çünkü numune kabının görüntüleri, mekanizmayı açan bazı malzemelerin sıkışması nedeniyle bir kısmı kabın contasından kaçabilen büyük miktarda malzeme toplandığını açıkça gösterdi. Toplanan materyalin Numune İade Kapsülünde hemen depolanması planlandı. 28 Ekim 2020'de numune toplayıcı kafası dönüş kapsülüne sabitlendi. Başın toplayıcı koldan ayrılmasının ardından, kol daha sonra fırlatma konfigürasyonuna geri çekilecek ve Numune Geri Dönüş Kapsülü kapağı kapatılacak ve Dünya'ya dönmeye hazırlanmak için mandallanacaktır .

Toplu örnekleme mekanizmasına ek olarak, küçük paslanmaz çelik halkalardan ( Velcro ) yapılmış örnekleme kafasının ucundaki temas pedleri, daha küçük toz tanelerini pasif olarak toplar.1 mm .

Operasyonlar

Son dört aday örnek site
OSIRIS-REx'in Nightingale örnek sitesine inişini gösteren başarılı Ekim 2020 örnek koleksiyonu
Navigasyon kamerası tarafından görülen örnek toplama (00:47; 20 Ekim 2020)
TAGSAM kafasının Bennu'dan toplanan taş ve tozlarla dolu olduğunu ve uzaya malzeme sızdırdığını gösteren görüntüleri
OSIRIS-REx, Ekim 2020'de asteroit Bennu örneğini başarıyla yerleştiriyor.

NASA, Ağustos 2019'da Nightingale, Kingfisher, Osprey ve Sandpiper adlı son dört aday örnek siteyi seçti. 12 Aralık 2019'da birincil örnek site olarak Nightingale'in, yedek site olarak Osprey'in seçildiğini duyurdular. Her ikisi de kraterlerin içinde yer alan Nightingale, Bennu'nun kuzey kutbuna yakınken, Osprey ekvatora yakındır.

NASA'nın ilk planları, ilk örneklemeyi Ağustos 2020'nin sonlarında gerçekleştirmekti; NASA'nın başlangıçta planlanan Dokun ve Git (TAG) örnek toplama etkinliği 25 Ağustos 2020'de planlandı, ancak 20 Ekim 2020, 22:13 UTC'de yeniden planlandı. 15 Nisan 2020 tarihinde Nightingale numune sahasında ilk numune toplama provası başarıyla gerçekleştirildi. Egzersiz, bir geriye dönük yanık gerçekleştirmeden önce OSIRIS-REx'i yüzeyden 65 m (213 ft) kadar yaklaştırdı. İkinci prova 11 Ağustos 2020'de başarıyla tamamlandı ve OSIRIS-REx yüzeyden 40 m'ye (130 ft) indirildi. Bu, 20 Ekim 2020, 22:13 UTC'de gerçekleşmesi planlanan numune toplamadan önceki son provaydı.

20 Ekim 2020, 22:13  UTC'de OSIRIS-REx, Bennu'ya başarıyla indi. NASA, örnekleme sırasında alınan görüntülerle, örnekleyicinin temas kurduğunu doğruladı. Uzay aracı, hedef konumun 92 cm (36 inç) yakınına indi. En az 2 ons (60 gram) ağırlığında olduğu tahmin edilen bir asteroit örneği, yere indikten sonra OSIRIS-REx tarafından toplandı. TAGSAM kafasını görüntüledikten sonra, NASA, numuneyi içeride tutmak için tasarlanan mylar kanatta sıkışan ve numunenin yavaşça uzaya kaçmasına neden olan kayalar olduğu sonucuna vardı. Numunenin kanatlar yoluyla daha fazla kaybını önlemek için NASA, numunenin kütlesini belirlemek için önceden planlanmış döndürme manevrasının yanı sıra seyir freni manevrasını iptal etti ve numuneyi 2 Kasım 2020 yerine 27 Ekim 2020'de istiflemeye karar verdi. başlangıçta planlandığı gibi başarıyla tamamlandı. TAGSAM kolu onu yakalama için uygun konuma getirdikten sonra toplayıcı başlığın SRC üzerinde asılı kaldığı ve daha sonra toplayıcı başlığın Sample Return Capsule'deki yakalama halkasına sabitlendiği görüldü .

Kafa, 28 Ekim 2020'de Sample-Return Capsule'ün yakalama halkasına oturduğunda, uzay aracı bir "geri çekilme kontrolü" gerçekleştirdi ve bu TAGSAM koluna kapsülden geri çekilmesini emretti. Bu manevra, kolektör kafasını çekmek ve kolektör kafasını yerinde tutan mandalların iyi sabitlenmesini sağlamak için tasarlanmıştır. Testin ardından, görev ekibi, başın Numune Geri Dönüş Kapsülüne uygun şekilde sabitlendiğini doğrulayan bir telemetri aldı. Bundan sonra, 28 Ekim 2020'de, önce TAGSAM kolundaki iki mekanik parçanın bağlantısı kesilmelidir - bunlar, numune toplama sırasında nitrojen gazını TAGSAM kafasına taşıyan tüp ve TAGSAM kolunun kendisidir. Sonraki birkaç saat içinde, görev ekibi uzay aracına, numune toplama sırasında numuneyi karıştıran tüpü TAGSAM kafasından kesmesini ve toplayıcı kafasını TAGSAM kolundan ayırmasını emretti. Ekip, bu faaliyetlerin yapıldığını doğruladıktan sonra, 28 Ekim 2020'de uzay aracına Bennu'nun numunelerinin numune istifleme sürecinin son adımı olan Numune-İade Kapsülünü kapatıp mühürlemesini emretti. SRC'yi kapatmak için uzay aracı kapağı kapatır ve ardından iki dahili mandalı sabitler. Ek olarak, görüntüleri incelerken, istifleme prosedürü sırasında toplayıcı kafasından birkaç parçacığın kaçtığı gözlemlendi, ancak ekip içeride bol miktarda malzeme kaldığından emin olduğundan hiçbir parçacığın istifleme sürecini engellemeyeceği doğrulandı. 60 gr (2,1 oz), yani 60 gr (2.1 oz) ile 2.000 gr (71 oz) arasında olmak üzere, gereken miktardan fazla olmak üzere. Bennu örneği güvenli bir şekilde saklanır ve Dünya'ya yolculuğuna hazırdır. Artık toplayıcı kafa SRC'nin içinde sabitlendiğinden, numune parçaları artık kaybolmaz.

Örnek iade

OSIRIS-REx ekibi şimdi uzay aracını görevin bir sonraki aşaması olan Dünya'ya dönüş yolculuğu için hazırlıyor. 7 Nisan 2021'de OSIRIS-REx, Bennu'nun son geçişini tamamladı ve yavaş yavaş asteroitten uzaklaşmaya başladı. 10 Mayıs 2021'de OSIRIS-REx, Bennu asteroitinden resmi olarak ayrıldı ve asteroit örneği ile iki yıllık Dünya yolculuğuna başladı.

24 Eylül 2023'te OSIRIS-REx dönüş kapsülünün Dünya atmosferine yeniden girmesi ve Hava Kuvvetleri'nin Utah Test ve Eğitim Alanında bir paraşütün altına inmesi planlanıyor . Örnek , NASA'nın Astromaterials Araştırma ve Keşif Bilim Müdürlüğü'nde (ARES) ve Japonya'nın Dünya Dışı Örnek Küratörlük Merkezi'nde küratörlüğünü yapacaktı . Asteroitten alınan numune materyali, ARES tarafından dünya çapında talep eden kuruluşlara dağıtılacak.

Genişletilmiş görev

Nisan 2029'da, Dünya'ya yakın yaklaşımından hemen sonra, Dünya'ya yakın asteroit Apophis ile buluşmak için genişletilmiş bir görev düşünülüyor . Görev profili, asteroidin yörüngesine girmeden önce yavaş bir yaklaşma aşaması ve buluşma ile Bennu'da gerçekleştirilene benzer olacaktır.

İsim

OSIRIS-REx bir kısaltmadır ve her harf veya harf kombinasyonu projenin bir parçası ile ilgilidir:

  • O – kökenler
  • SI – spektral yorumlama
  • RI – kaynak tanımlama
  • S – güvenlik
  • REx – regolit gezgini

Bu kelimelerin her biri, bu misyonun bir yönünü temsil etmek üzere seçilmiştir. Örneğin, güvenlik için S, Dünya'nın tehlikeli NEO'dan güvenliği anlamına gelir . Spesifik olarak, asteroitin yörüngesini değiştiren Yarkovsky etkisinin daha iyi anlaşılmasını ifade eder . Regolith Explorer, misyonun asteroid Bennu'nun regolitinin dokusunu, morfolojisini, jeokimyasını ve spektral özelliklerini inceleyeceği anlamına geliyor .

Miras kavramı 2004 yılında Keşif Programında önerildiğinde, yalnızca OSIRIS olarak adlandırıldı ve "Regolith Explorer" için REx, adın bir parçası olarak değil, tanımlayıcı olarak kullanıldı. Bu görev bazen New Frontiers 3 olarak da adlandırılır, çünkü New Frontiers program görevlerinin üçüncüsüdür .

OSIRIS kısaltması , ölülerin yeraltı efendisi olan eski mitolojik Mısır tanrısı Osiris'e atıfta bulunularak seçilmiştir . Klasik olarak, bir firavun sakallı, bacakları kısmen mumya sarılı ve her iki yanında iki büyük devekuşu tüyü olan kendine özgü bir taç takan yeşil tenli bir adam olarak tasvir edildi. Adı bu görev için seçildi, çünkü asteroit Bennu , 2170 yılında Dünya'ya çarpma olasılığı 1800'de 1 olduğu tahmin edilen, tehdit edici bir Dünya çarpması. Rex, Latince'de "kral" anlamına geliyor.

Bilim hedefleri

Örnek İade Kapsülü Patlatılmış Görünüm

Misyonun bilimsel hedefleri şunlardır:

  • Bileşen minerallerinin ve organik bileşiklerinin doğasını, tarihini ve dağılımını incelemek için yeterli miktarda bozulmamış karbonlu asteroit regolit örneğini iade edin ve analiz edin.
  • Jeolojik ve dinamik tarihini karakterize etmek ve iade edilen numuneler için bağlam sağlamak için ilkel bir karbonlu asteroitin küresel özelliklerini, kimyasını ve mineralojisini haritalayın
  • Doku, morfoloji, Belge jeokimyasını ve spektrum özellikleri arasında regolith örnekleme bölgesinde yerinde milimetre kadar ölçeklerde
  • Potansiyel olarak tehlikeli bir asteroit üzerindeki Yarkovsky etkisini (nesne üzerindeki termal kuvvet) ölçün ve bu etkiye katkıda bulunan asteroit özelliklerini sınırlayın
  • Tüm asteroit popülasyonunun yer tabanlı teleskopik verileriyle doğrudan karşılaştırmaya izin vermek için ilkel bir karbonlu asteroitin entegre küresel özelliklerini karakterize edin

Teleskopik gözlemler, ortalama çapı 480 ila 511 m (1.575 ila 1.677 ft) aralığında olan, Dünya'ya yakın bir nesne (NEO) olan 101955 Bennu'nun yörüngesinin tanımlanmasına yardımcı oldu . Her 436.604 günde bir (1,2 yıl) Güneş'in yörüngesini tamamlar . Bu yörünge onu altı yılda bir Dünya'ya yaklaştırıyor. Yörünge oldukça iyi bilinmesine rağmen, bilim adamları onu iyileştirmeye devam ediyor. Bennu'nun yörüngesini bilmek çok önemlidir, çünkü son hesaplamalar 2169 ila 2199 arasındaki dönemde Dünya'ya 1410'da 1 (veya %0.071) kümülatif bir çarpma olasılığı üretmiştir. Görev hedeflerinden biri, yerçekimi olmayan etkilerin anlaşılmasını iyileştirmektir. ( Yarkovsky etkisi gibi ) bu yörünge ve bu etkilerin Bennu'nun çarpışma olasılığı üzerindeki etkileri. Bennu'nun fiziksel özelliklerini bilmek, gelecekteki bilim adamlarının bir asteroid çarpmasından kaçınma görevi geliştirirken anlamaları için kritik olacaktır .

Özellikler

OSIRIS-REx'in 3B modeli
OSIRIS-REx gösterge paneli
  • Boyutlar: Uzunluk 2,4 m (7 ft 10 inç), genişlik 2,4 m (7 ft 10 inç), yükseklik 3,15 m (10,3 ft)
  • Güneş enerjisi dizileri açıkken genişlik : 6,17 m (20,2 ft)
  • Güç: İki güneş dizisi, uzay aracının Güneş'e olan mesafesine bağlı olarak 1226 ila 3000 Watt üretir. Enerji, Li-ion pillerde depolanır .
  • Sevk sistemi: Mars Reconnaissance Orbiter için geliştirilmiş , 1.230 kg (2.710 lb) itici gaz ve helyum taşıyan bir hidrazin monopropellant sistemine dayanmaktadır.
  • Örnek geri dönüş kapsülü, paraşüt destekli iniş için Dünya atmosferine yeniden girecek. Kaplanmış örneklerin bulunduğu kapsül, Stardust görevinde olduğu gibi Dünya yüzeyinden alınacak ve incelenecek .

Enstrümanlar

Uzay aracı, telekomünikasyon ekipmanına ek olarak, asteroidi birçok dalga boyunda görüntülemek ve analiz etmek ve Dünya'ya geri dönmek için fiziksel bir örnek almak için bir takım araçlar taşır. Planetary Society, ilgilenen kişileri, şimdi uzay aracında taşınan bir mikroçipte saklanan misyonun keşif ruhuyla ilgili isimlerini veya sanat eserlerini almaya davet etmek için bir kampanya koordine etti.

ÖCAMLAR

Görüntüleme kamerası paketi

OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS) PolyCam, MapCam ve SamCam'den oluşur. Birlikte, küresel haritalama, örnek site keşif ve karakterizasyonu, yüksek çözünürlüklü görüntüleme ve örnek edinme kayıtları sağlayarak asteroit Bennu hakkında bilgi edinirler.

  • 20 cm (7,9 inç) bir teleskop olan PolyCam, asteroide yaklaşırken giderek daha yüksek çözünürlüklü görünür ışık görüntüleri ve yörüngeden yüksek çözünürlüklü yüzey görüntüleri elde etti.
  • MapCam, uyduları ve gaz çıkışı yapan bulutları arar. Asteroidi dört mavi, yeşil, kırmızı ve yakın kızılötesi kanalda haritalıyor ve Bennu'nun şeklinin modelini bilgilendiriyor ve potansiyel örnek sitelerin yüksek çözünürlüklü görüntülenmesini sağlıyor.
  • SamCam, numune alımlarını sürekli olarak belgeler

OVIRS

OVIRS

OSIRIS-REx Görünür ve IR Spektrometresi (OVIRS), asteroidin yüzeyindeki mineralleri ve organik maddeleri haritalayan bir spektrometredir . 20 m çözünürlükte tam disk asteroit spektral verileri sağlar. Bu yakın enfraruj, mavi eşler 400-4300 nm bir ile, spektral çözünürlükte ait 7,5-22 nm . Bu veriler, örnek alan seçimine rehberlik etmek için OTES spektrumları ile birlikte kullanılacaktır. Spektral aralıklar ve çözme güçleri, karbonatlar , silikatlar , sülfatlar , oksitler , adsorbe edilmiş su ve çok çeşitli organik bileşiklerin yüzey haritalarını sağlamak için yeterlidir .

OTES

OTES

OSIRIS-REx Termal Emisyon Spektrometresi (OTES) , yine mineral ve organik maddelerin haritasını çıkarmak için termal kızılötesi kanaldaki aday numune alanlarının termal emisyon spektral haritalarını ve yerel spektral bilgilerini 4–50 µm'yi kapsar. Dalga boyu aralığı, spektral çözünürlük ve radyometrik performans gidermek için yeterli olan ve silikatlar, karbonatlar, sülfatlar, fosfatlar, oksitler, ve hidroksit mineralleri tanımlar. OTES, küresel olarak yayılan radyasyonu ölçme gereksinimini desteklemek için Bennu'dan gelen toplam termal emisyonu ölçmek için de kullanılır.

Mini-TES'in Mars'ın tozlu yüzey ortamındaki performansına dayalı olarak , OTES, optik elemanlar üzerindeki aşırı toz kirliliğine karşı dayanıklı olacak şekilde tasarlanmıştır.

REXIS

Regolith X-ışını Görüntüleme Spektrometresi (REXIS), element bolluğunu haritalamak için Bennu'nun bir X-ışını spektroskopi haritasını sağlayacaktır. REXIS, süreç boyunca 100'den fazla öğrenciyi dahil etme potansiyeline sahip, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve Harvard Üniversitesi'ndeki dört grup tarafından ortaklaşa geliştirilen bir geliştirmedir . REXIS, uçuş mirası donanımına dayanır, böylece teknik risk, program riski ve maliyet riskinin unsurlarını en aza indirir.

REXIS, güneş X-ışınlarının ve güneş rüzgarının emilmesiyle üretilen X-ışını floresan çizgi emisyonunu , Bennu regolitinde yerel X-ışınlarına yol açan elementlerle görüntüleyen kodlanmış bir açıklıklı yumuşak X-ışını (0.3-7.5 keV) teleskopudur. emisyonlar. Görüntüler 21  arkdakika çözünürlükte (700 m mesafede 4,3 m uzamsal çözünürlük) oluşturulur. Görüntüleme, algılanan X-ışını görüntüsünün 64×64 elemanlı rastgele maske (1.536 mm piksel) ile ilişkilendirilmesiyle elde edilir. REXIS, veri depolama kullanımını en üst düzeye çıkarmak ve riski en aza indirmek için her bir X-ray olay verisini depolayacaktır. Piksel 64 x 64 bidonları ele alınacak ve 0,3-7,5 keV aralığında beş geniş bant ve 11 dar bir çizgi bantları tarafından karşılanacaktır. Bennu rotasyonunu hesaba katmak için olay verileriyle 24 saniyelik bir çözünürlük zaman etiketi eklenecektir. Olay listesinin aşağı bağlantısından sonra görüntüler yerde yeniden oluşturulacaktır. Görüntüler, OK'den (0,5 keV) Fe-Kß'ye (7 keV) kadar bol yüzey elemanlarının baskın çizgileri ve ayrıca temsili süreklilik üzerinde merkezlenen 16 enerji bandında eş zamanlı olarak oluşturulur. Bennu yüzeyinden 700 m uzaklıkta 21 günlük bir yörünge olan 5B yörünge aşaması sırasında, 2 keV altında toplam en az 133 olay/asteroid pikseli/enerji bandı bekleniyor; 10 m'den daha büyük ölçeklerde element bollukları üzerinde önemli kısıtlamalar elde etmek için yeterlidir.

11 Kasım 2019'da, göreve katılan üniversite öğrencileri ve araştırmacılar , REXIS ile asteroidi gözlemlerken, 30.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan MAXI J0637-430 adlı bir kara delikten X-ışını patlamasını yanlışlıkla keşfettiler .

OLA

OSIRIS-REx Lazer Altimetre (OLA), görev boyunca yüksek çözünürlüklü topografik bilgiler sağlayacak bir tarama ve lidar cihazıdır. OLA tarafından alınan bilgiler , Bennu'nun küresel topografik haritalarını, diğer araçları destekleyen aday örnek sitelerin yerel haritalarını oluşturur ve navigasyon ve gravite analizlerini destekler.

OLA, yerel ve küresel topografik haritalar üretme birincil hedefine ulaşmak için asteroitin tüm yüzeyini hızlı bir şekilde haritalamak için belirli aralıklarla Bennu'nun yüzeyini tarar. OLA tarafından toplanan veriler, asteroidin kütle merkezine göre bir kontrol ağı geliştirmek ve Bennu'nun yerçekimi çalışmalarını geliştirmek ve iyileştirmek için de kullanılacak.

OLA, geri getirilen bilgilerin çözünürlüğünü artıran tek bir ortak alıcıya ve iki tamamlayıcı verici grubuna sahiptir. OLA'nın yüksek enerjili lazer vericisi, 1 ila 7,5 km (0,62 ila 4,66 mi) mesafe ve haritalama için kullanılır. Düşük enerjili verici, 0,5 ila 1 km (0,31 ila 0,62 mi) arasında mesafe ve görüntüleme için kullanılır. Bu vericilerin tekrarlama oranı, OLA'nın veri toplama hızını belirler. Hem düşük hem de yüksek enerji vericilerinden gelen lazer darbeleri, arka plan güneş ışınımının etkilerini sınırlayan alıcı teleskopun görüş alanı ile aynı hizada olan hareketli bir tarama aynasına yönlendirilir. Her darbe hedef menzil, azimut, yükseklik, alınan yoğunluk ve bir zaman etiketi sağlar.

OLA, Kanada Uzay Ajansı (CSA) tarafından finanse edildi ve MDA tarafından Brampton , Ontario , Kanada'da inşa edildi . OLA, 17 Kasım 2015'te uzay aracıyla entegrasyon için teslim edildi. OLA'nın baş enstrüman bilimcisi York Üniversitesi'nden Michael Daly .

TAGSAM

Lansmandan önce TAGSAM kol testi

Dokun ve Git Örnek Toplama Mekanizması (TAGSAM) olarak adlandırılan numune iade sistemi, eklemli 3.35 m (11.0 ft) kola sahip bir numune alıcı kafasından oluşur. Yerleşik bir nitrojen kaynağı, minimum toplam 60 g (2,1 oz) numune miktarı için üç ayrı numune alma girişimini destekleyecektir. Yüzey temas pedleri ayrıca ince taneli malzeme toplayacaktır.

TAGSAM cihazının ve tekniğinin öne çıkan özellikleri şunlardır:

  • 10 cm/sn (3,9 inç/sn) bağıl yaklaşma hızı
  • Seçilen konumun 25 m (82 ft) yakınında temas
  • OCAMS belgeleri 1 Hz'de örnekleme
  • Numuneleri beş saniyeden kısa sürede toplayın, doğrudan nitrojen (N 2 ) halka şeklindeki jet, regoliti akışkanlaştırır, yüzey temaslı ped, yüzey numunesini yakalar
  • Uzay aracı atalet değişikliği yoluyla toplu numune toplamayı doğrulayın; görüntüleme örnekleyici kafası ile yüzey örneği
  • Numune geri dönüş kapsülünde saklanan ve Dünya'ya geri gönderilen numune alıcı kafası

JAXA ile işbirliği

Hayabusa2 benzer bir görevdir JAXA Toprak yakın asteroid gelen toplamak numunelerine Ryugu 162173 . Haziran 2018'de asteroide ulaştı, iki başarılı örnek toplamanın ardından Kasım 2019'da ayrıldı ve Aralık 2020'de Dünya'ya döndü. Hayabusa2'nin kurtarma kapsülü, planlandığı gibi 5 Aralık 2020'de Dünya atmosferine yeniden girdi ve Avustralya'ya indi. Asteroitin ilk oluşumu hakkında ipuçları sağlayacak olan su içeriği de dahil olmak üzere numune içerikleri kapsamlı bir şekilde analiz edilecektir. Hayabusa2'nin ana modülü, onu bir sonraki hedefi olan 1998KY26 asteroidine "itmek" için bir geçiş prosedürü gerçekleştiriyor. İki görevin benzerliği ve çakışan zaman çizelgeleri nedeniyle (OSIRIS-REx hala geri dönüş aşamasındadır), NASA ve JAXA, numune değişimi ve araştırma konusunda işbirliği yapmak için bir anlaşma imzaladı. İki ekip birbirini ziyaret etti, JAXA temsilcileri Arizona Üniversitesi'ndeki OSIRIS-REx Bilim Operasyon Merkezini ziyaret etti ve OSIRIS-REx ekibinin üyeleri Hayabusa2 ekibiyle görüşmek üzere Japonya'ya gitti. Ekipler analiz için yazılım, veri ve teknikleri paylaşıyor ve sonunda Dünya'ya iade edilen numunelerin bölümlerini değiş tokuş edecekler.

OSIRIS-REx II

OSIRIS-REx II, ikinci araç Mars, Phobos ve Deimos'un iki ayından örnekler toplayan, çifte görev için orijinal uzay aracını kopyalamak için 2012 görev konseptiydi . Bu görevin aylardan numune almanın hem en hızlı hem de en ucuz yolu olacağı belirtildi.

Galeri

OSIRIS-REx tarafından görüldüğü gibi, Bennu'nun en belirgin yüzey özelliklerinin anlatımlı turu
OSIRIS REx'ten görüntüler
Bir mühendislik testi sırasında Dünya-Ay sistemi (Ocak 2018)
Asteroit Bennu'nun ilk görüntüleri (Ağustos 2018).
330 km (210 mil) uzaklıktan Asteroid Bennu (29 Ekim 2018)
Dünya-Ay (sol alt) ve asteroit Bennu (sağ üst) (Aralık 2018)
Arka planda asteroid Bennu ile Örnek İade Kapsülü (SRC) (Aralık 2019)
Örnekleme manevrasından önce ve sonra gösterilen "Bülbül" örnek alanı.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar