OSIRIS-REx der NASA traf im Dezember 2018 auf dem Asteroiden Bennu ein. Im vergangenen Jahr hat es die Oberfläche des Asteroiden ausgiebig abgebildet und nach einer Stelle gesucht, an der eine Probe entnommen werden kann. Obwohl die Raumsonde mehrere wissenschaftliche Ziele hat und a Suite von Instrumenten Um diese zu erfüllen, ist die Probenrückgabe das wichtigste Ziel.
Nun hat die NASA die Auswahl auf vier potenzielle Probenahmestellen auf der Oberfläche des Asteroiden beschränkt.
Die Raumsonde führte einen einmonatigen Überflug von jedem der vier Standorte durch. Diese Phase hieß Recon A und wurde im Juli abgeschlossen. Jetzt verfügen die Missionsbetreiber über hochauflösende Bilder von jedem der Standorte, die ihre Topographie, Albedo, Farbe und die Eignung für die Probenahme detailliert beschreiben.
Jetzt ist es an der Zeit, die vier Sites auf zwei zu beschränken: eine primäre Site und eine Backup-Site. Aber leider zeigte Recon A, dass jede der vier Sites knifflig ist und das Sampling möglicherweise nicht so reibungslos wie erhofft verläuft. Obwohl jeder der vier Standorte über geeignetes feinkörniges Material verfügt, das kleiner als 2,5 cm (1 Zoll) ist, sind sie auch gefährlich.
Einer der vier potenziellen Probenahmestellen mit einem maßstabsgerecht überlagerten Parkplatz. Bildquelle: NASA/Goddard/University of Arizona
„Die Auswahl von Probenstandorten ist wirklich eine umfassende Aktivität. Es erfordert, dass wir viele verschiedene Arten von Daten auf viele verschiedene Arten betrachten, um sicherzustellen, dass der ausgewählte Standort die beste Wahl in Bezug auf die Sicherheit von Raumfahrzeugen, das Vorhandensein von beprobbarem Material und den wissenschaftlichen Wert ist“, sagte Heather Enos, stellvertretende Forschungsleiterin von OSIRIS-REx an der University of Arizona, Tucson, und Vorsitzender des Auswahlausschusses für Stichprobenstandorte. „Unser Team ist unglaublich innovativ und integriert, deshalb funktioniert der Auswahlprozess“, sagte sie in a Pressemitteilung .
Bennu ist rauer als erwartet, und das macht die Auswahl der Probenahmestellen noch komplizierter. OSIRIS-REx wurde entwickelt, um auf einer strandähnlichen Oberfläche zu landen, auf der sich teichartige Ablagerungen von feinkörnigem Material befinden, die für die Probenahme geeignet sind. Aber Bennu ist steinig. Es gibt keine großen strandähnlichen Bereiche, es gibt nur kleine offene Bereiche, die von Felsbrocken umgeben sind.
Dieses Bild zeigt einen Blick über die Südhalbkugel des Asteroiden Bennu und in den Weltraum und zeigt die Anzahl und Verteilung von Felsbrocken auf Bennus Oberfläche. Das Bild wurde am 7. März von der PolyCam-Kamera der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx aus einer Entfernung von etwa 5 km aufgenommen. Der große, helle Felsbrocken direkt unter der Bildmitte ist etwa 7,4 Meter breit, was ungefähr der Hälfte der Breite eines Basketballplatzes entspricht. Bildquelle: NASA/Goddard/University of Arizona
Wenn OSIRIS-REx schließlich eine Probe entnimmt, wird dies autonom durchgeführt. Die Raumsonde verfügt über ein Natural Feature Tracking (NFT)-System, das Bilder des Asteroiden verwendet, um sich selbst zur Oberfläche zu führen. Durch den Vergleich seiner Onboard-Bilder von Bennu mit dem, was seine Kameras in Echtzeit sehen, kann es Kollisionen vermeiden.
Aber die unerwartete Ungastlichkeit von Bennus bedeutet, dass das System vor einigen Herausforderungen stehen wird. Es verfügt über eine automatische Ausfallsicherung, die die Probenahme abbricht, wenn ein Hindernis zu nahe ist. Um dies zu verhindern, werden Missionsbetreiber Überstunden machen. Tatsächlich erwartet das Team fast, dass die Raumsonde auf ihren ersten Versuch verzichtet, wenn sie sich den gebäudegroßen Felsbrocken nähert, die die Oberfläche des Asteroiden übersät.
„Wenn das Raumschiff beim Versuch, eine Probe zu entnehmen, eine Abwölbung ausführt, bedeutet dies einfach, dass sowohl das Team als auch das Raumschiff ihre Arbeit erledigt haben …“
Mike Moreau, stellvertretender Projektmanager von OSIRIS-REx.
„Bennus Herausforderungen sind ein fester Bestandteil dieser Mission, und das OSIRIS-REx-Team hat darauf reagiert, indem es robuste Maßnahmen entwickelt hat, um sie zu bewältigen“, sagte Mike Moreau, stellvertretender OSIRIS-REx-Projektmanager bei Goddard. „Wenn die Raumsonde beim Versuch, eine Probe zu sammeln, eine Welle ausführt, bedeutet dies einfach, dass sowohl das Team als auch die Sonde ihre Arbeit erledigt haben, um sicherzustellen, dass die Sonde an einem anderen Tag fliegen kann. Der Erfolg der Mission hat für uns oberste Priorität.“
Dieses flache Projektionsmosaik des Asteroiden Bennu zeigt die relativen Positionen der vier möglichen Probenentnahmestellen auf dem Asteroiden: Nachtigall, Eisvogel, Fischadler und Strandläufer. Die NASA-Raumsonde OSIRIS-REx soll im Sommer 2020 an einem dieser vier Standorte aufsetzen, um eine Probe zu entnehmen.
Credits: NASA/Goddard/University of Arizona
Aber die NASA muss sich noch auf einen der vier potentiellen Vogel-Themen-Sites einigen: Strandläufer, Fischadler, Eisvogel und Nachtigall.
Strandläufer
Sandpiper hat das richtige feinkörnige Material für eine gute Probe, aber das Material ist zwischen größeren Gesteinen eingeschlossen, was es problematisch macht. Insgesamt ist der Standort Sandpiper relativ flach.
Site Sandpiper befindet sich auf der Südhalbkugel des Asteroiden Bennu, und die interessierende Region ist in der Mitte des Bildes sichtbar (über dem großen Felsbrocken). Das Bild wurde am 5. Oktober von der PolyCam-Kamera der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx aus einer Entfernung von 1 km aufgenommen. Das Sichtfeld beträgt 14,6 m. Aus Gründen der Größe ist der große, helle Felsbrocken in der unteren Mitte des Bildes 5 m breit, was etwa der Größe eines Kastenwagens entspricht. Bildquelle: NASA/Goddard/University of Arizona
Fischadler
Osprey sah zunächst vielversprechend aus. Die Spektrometrie ergab, dass es dunkles kohlenstoffreiches Material enthält, das wissenschaftlich wünschenswert ist. Bilder zeigten auch feinkörniges Material, aber hochauflösende Bilder zeigen, dass es mit größerem Material verstreut ist, was die Probenahme erschwert.
Standort Osprey befindet sich in der Nähe des Äquators des Asteroiden Bennu auf der Nordhalbkugel. Da die Region von Interesse so groß ist, wird in diesem Bild nur ein Teil des Kraters gezeigt. Die erkennbaren Merkmale von Site Osprey sind sichtbar – es gibt einen dunklen Materialfleck in der Mitte des Kraters und einen großen, flachen Felsblock an der nördlichen Kraterwand (oben links). Das Bild wurde am 12. Oktober von der PolyCam-Kamera der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx aus einer Entfernung von 1 km aufgenommen. Das Sichtfeld beträgt 47 Fuß (14,2 m). Als Referenz ist die Fraktur im großen Felsbrocken (oben links) 3 m lang, was etwa der Länge eines stehenden Grizzlybären entspricht. Bildquelle: NASA/Goddard/University of Arizona
Eisvogel
Die Kingfisher-Stätte befindet sich in einem kleinen Krater, was bedeutet, dass sie ein jüngeres Merkmal ist als andere Teile der Oberfläche von Bennu, einschließlich des großen Kraters, der Sandpiper enthält. Jüngere Krater enthalten frischeres Material, das nicht so viel Weltraumverwitterung ausgesetzt war wie ältere Merkmale. Kingfisher ist vielleicht zu felsig, aber ein anderer Krater in der Nähe ist möglicherweise besser geeignet.
Site Kingfisher befindet sich in der Nähe des Äquators des Asteroiden Bennu auf der Nordhalbkugel. Die Site selbst ist unten rechts im Bild sichtbar und befindet sich in der Mitte des relativ klaren Raums. Das Bild wurde am 19. Oktober von der PolyCam-Kamera der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx aus einer Entfernung von 1 km aufgenommen. Das Sichtfeld beträgt 47 Fuß (14,4 m). Als Referenz ist der kleine Krater 2,7 m breit, was ungefähr der Länge eines Delfins entspricht. Bildquelle: NASA/Goddard/University of Arizona
Nachtigall
Diese Kraterstelle verfügt über zugängliches feinkörniges Material, obwohl ein einzelner Felsbrocken in der Nähe gefährlich sein könnte. Außerdem liegt es weiter nördlich, was bedeutet, dass die Beleuchtung es dem autonomen NFT erschweren könnte, Gefahren zu erkennen.
Standort Nightingale befindet sich in der Nähe des Nordpols des Asteroiden Bennu. Oben in der Mitte des Bildes ist das Zentrum des Kraters zu sehen, das eine Ansammlung kleinerer Gesteine enthält. Das Bild wurde am 26. Oktober von der PolyCam-Kamera der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx aus einer Entfernung von 1 km aufgenommen. Das Sichtfeld beträgt 47 Fuß (14,4 m). Als Referenz ist der helle Felsbrocken (ganz links in der Mitte) 5 Fuß (1,4 m) lang, was ungefähr der Länge eines Fahrrads entspricht. Bildquelle: NASA/Goddard/University of Arizona
Die NASA ist nur noch wenige Tage davon entfernt, die vier Standorte auf zwei zu reduzieren. Sobald die Primär- und Backup-Standorte bekannt sind, werden weitere Aufklärungsflüge im nächsten Frühjahr das Team auf das eventuelle Probenahmemanöver vorbereiten. Dieses Manöver ist für nächsten Sommer geplant, wobei die Probe im September 2023 hier auf der Erde eintrifft.