Суббота, 15 июня, 2024

16+

OSIRIS-Rex: экспресс-доставка с астероида Бенну

Время на чтение 6 мин.

На этой неделе аппарат OSIRIS-Rex доставил на Землю капсулу с образцами астероида Бенну. Это значит, что семилетняя миссия завершилась успехом. Астрономы, которые уже вскрыли контейнер, обнаружили внутри черную пыль, которую теперь будут исследовать ученые со всего мира. Но сбором образцов реголита миссия аппарата отнюдь не ограничивается.

В поисках троянцев

Запуск OSIRIS-REx состоялся 8 сентября 2016 года. Ракета-носитель Atlas V стартовала с мыса Канаверал, а через 55 минут после зажигания аппарат успешно отделился от носителя, развернул солнечные панели и запустил двигательную установку. Затем 28 декабря 2016 года зонд успешно выполнил свой первый маневр в глубоком космосе, увеличив скорость на 431 м/с.

Когда зонд проходил через точку Лагранжа L4 системы Солнце — Земля (это одна из точек в системе двух массивных тел, где третье тело пренебрежимо малой массы может оставаться неподвижным относительно этих двух тел, если не испытывает влияния других сил), OSIRIS-REx использовался для поиска околоземных объектов, известных как троянцы. Троянскими называются группы астероидов, находящиеся в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5. Впервые подобные объекты обнаружили возле Юпитера, однако на орбите Земли известны лишь два троянца.

В период с 9 по 20 февраля 2017 года команда OSIRIS-REx использовала камеру MapCam, установленную на аппарате, каждый день делая около 135 обзорных изображений. Фотографии обрабатывали астрономы из Университета Аризоны. Хотя новых троянцев возле Земли не обнаружили, работа не была бесполезной. Астрономы убедились, что возле Бенну нет небольших естественных спутников астероида и других объектов, которые могли бы представлять потенциальную опасность для зонда.

12 февраля 2017 года OSIRIS-REx, выполняя гравитационный маневр возле Юпитера, сделал снимки планеты-гиганта и трех ее спутников: Каллисто, Ио и Ганимеда. Затем OSIRIS-REx пролетел мимо Земли 22 сентября 2017 года, чтобы скорректировать траекторию, окончательно направившись к Бенну.

OSIRIS-Rex: экспресс-доставка с астероида Бенну
Снимок Юпитера и его лун. Изображение: NASA

Как комарик укусил

3 декабря 2018 года NASA подтвердило, что OSIRIS-REx совпал по скорости и орбите с Бенну на расстоянии около 19 километров от астероида. Достигнув цели, OSIRIS-REx выполнил близкие проходы около Бенну, первоначально на расстоянии около 6,5 километра. Это позволило дополнительно уточнить форму и орбиту небесного тела. Предварительные спектроскопические исследования поверхности астероида выявили наличие гидратированных минералов. Хотя ученые считали, что Бенну слишком мал, чтобы содержать воду, гидроксильные группы могли появиться из воды, присутствовавшей в его родительском теле до того, как астероид отделился от него.

OSIRIS-REx вышел на орбиту вокруг Бенну 31 декабря 2018 года на высоте около 1,75 километра, чтобы начать картографирование и зондирование астероида для выбора места забора образца. Это самое близкое в истории расстояние, на котором рукотворный объект вращался вокруг небесного тела. OSIRIS-REx превзошел предыдущего рекордсмена — зонд «Розетта» у кометы 67P Чурюмова — Герасименко — на семь километров. На этой высоте аппарату требовалось 62 часа, чтобы совершить полный виток вокруг Бенну. По окончании детального обследования зонд вышел на орбиту высотой один километр.

OSIRIS-Rex: экспресс-доставка с астероида Бенну
Первое изображение Бенну. Фото: NASA

Перед отбором проб команда OSIRIS-REx провела репетиции, в ходе которых солнечные батареи были подняты в Y-образную конфигурацию, чтобы минимизировать вероятность скопления на них пыли во время контакта. Спуск был очень медленным, чтобы свести к минимуму время работы двигателей перед самым контактом и уменьшить вероятность загрязнения поверхности астероида непрореагировавшим гидразиновым топливом.

При контакте с поверхностью инструмент TAGSAM выбросил струю газообразного азота, который выдул частицы реголита (грунта астероида) размером менее двух сантиметров в головку пробоотборника на конце роботизированной руки аппарата. Время забора было ограничено пятью секундами, после которых аппарат взлетел с Бенну.

Что-то заклинило

Планировалось, что OSIRIS-REx через несколько дней выполнит тормозной маневр, чтобы остановить отход от астероида на случай, если потребуется вернуться для еще одной попытки отбора проб. Затем камера должна была сделать снимки инструмента TAGSAM, чтобы убедиться, что контейнер для образцов на месте. После этого зонд должен был совершить оборот вокруг оси кронштейна для отбора проб, чтобы определить массу образца путем измерения момента инерции и определить, набрались ли требуемые 60 граммов.

Однако маневры торможения и вращения были отменены, когда астрономы увидели фотографии контейнера. Механизм отбора проб заклинило в открытом состоянии — видимо, частицы реголита попали между стенкой и крышкой и заклинили его. Чтобы не потерять то, что было собрано, контейнер без проверки закрепили в возвратной капсуле. Крышка капсулы для возврата проб закрылась и зафиксировалась. Все было готово к возвращению на Землю.

Курьер OSIRIS скоро будет у вас

Команда OSIRIS-REx приступила к подготовке зонда к следующему этапу миссии — обратному полету на Землю. 7 апреля 2021 года аппарат завершил последний облет Бенну и стал медленно удаляться от астероида. 10 мая 2021 года OSIRIS-REx покинул окрестности астероида: началось его двухлетнее путешествие к Земле с образцом реголита.

24 сентября 2023 года контейнер с почвой астероида отделился от автоматической межпланетной станции и примерно в 8:42 утра по тихоокеанскому времени возвращаемая капсула OSIRIS-REx вошла в атмосферу Земли. Спустя десять минут она приземлилась на испытательном полигоне в штате Юта. В 10:15 ученые погрузили капсулу на вертолет. Одна часть образца будет храниться в Управлении исследований внеземных материалов NASA, другая — в Японском центре по хранению внеземных образцов. По запросу образцы с астероида Бенну будут передаваться для анализа в другие организации по всему миру.

Автоматическая межпланетная станция после отделения капсулы легла на новый курс. Началась программа OSIRIS-APEX — расширенная миссия по исследованию потенциально опасного астероида Апофис, которого станция достигнет в 2029 году.

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь