Když sonda OSIRIS-REx dorazila k asteroidu Bennu, našla tělo, které vypadalo a chovalo se úplně jinak, než vědci očekávali.
Když NASA začala plánovat svou první misi k zachycení a asteroid Na vzorku vesmírné rockové vědecké komunity byla vzrušená další mise asteroidu – japonská. Hayabusa. V roce 2010 byla tato mise poprvé v historii korunována úspěchem Země fragment asteroidu, vesmírný kámen zvaný Itokawa. O několik let dříve Hayabusa zmapovala celou Itokawu a odhalila krajinu posetou skalami, ale také s hladkými pláněmi připomínajícími pláž nebo jezírky ze štěrku a písku.
Byly to tyto obrázky Itokawy, které vedly k návrhu Mise NASA OSIRIS-REx. Ukázalo se ale, že i přes určitou povrchní podobnost se asteroid, ke kterému měl OSIRIS-REx namířit, ukázal být úplně jiný.
Příbuzný: Legenda královny Brian May pomohl NASA uspět při vzorkování asteroidů, odhaluje nová kniha
“Strategií plánování s OSIRIS-REx bylo vzít Itokawu a všechna pozorování asteroidu Bennu, která jsme na něm předtím provedli,” řekl Kevin Walsh, planetární vědec z Southwest Research Institute a hlavní vědec vývojové pracovní skupiny. regolith z mise OSIRIS-REx, řekl Space.com. „Takže bychom vypadali jinak [the two asteroids] odrážejí světlo a jiný způsob, jakým odrážejí radar, a vše nasvědčovalo tomu, že Bennu bude mít více jezírek s jemným obilím než Itokawa.
Teprve když dorazil OSIRIS-REx asteroid BennuBylo to dva roky po svém startu v roce 2016 z Kennedyho vesmírného střediska na Cape Canaveral na Floridě, kdy tým mise zjistil, že jeho předpoklady byly „zcela mylné,“ řekl Walsh. Namísto širokých plání písku a štěrku protkaných nahromaděnými kameny odhalily kamery kosmické lodi „skalnou pekelnou krajinu“, která neobsahovala žádnou z otevřených, hladkých oblastí, na kterých si představovali, že by OSIRIS-REx přistál a odebral jeho vzorek.
Hlavní vědec mise Dante Lauretta řekl Space.com během dřívějšího rozhovoru se tým obával, že odběr vzorků nemusí být vůbec možný.
“Když jsme navrhovali kosmickou loď, měli jsme konstrukční přesnost zaměřování.” [for the landing] asi 50 metrů [164 feet]”Tepelné vlastnosti, stejně jako radarové vlastnosti.” [of Bennu], opravdu vypadal jako hladký povrch. Takže když jsem to viděl poprvé [the surface was completely different]Opravdu jsem si myslel, že bychom se tam mohli dostat do problémů.
Zatímco tým přemýšlel, zda by jejich drahocenná vesmírná loď mohla bezpečně přistát mezi tyčícími se kameny, které se tyčily proti Bennuovu slabému tělu. gravitace směrem k výšinám, které na Zemi nikdy předtím neviděli, dostali podporu z nečekaného zdroje. Sir Brian May, legendární kytarista rockové skupiny Queen a známý nadšenec astronomie, kontaktoval Laurettu, aby vyjádřil svůj zájem o misi. May, který je držitelem doktorátu z astronomie, který získal po 30leté přestávce způsobené vzestupem Queen v 70. letech, je také známý svým zájmem o stereoskopické zobrazování. Právě tuto dovednost nabídl týmu OSIRIS-REx, který se poté snažil najít oblast dostatečně bez kamenů, aby mohl přistát s kosmickou lodí.
Stereoskopické zobrazování replikuje schopnost lidského oka vnímat okolní prostor ve třech rozměrech. Vyhrazené stereo kamery pomáhají marsovským roverům při navigaci na jejich místě průzkumu. Ale kosmická loď OSIRIS-REx nebyla vybavena stereo kamerou. May však věděl, jak tento problém obejít tím, že vybral snímky různých míst na Bennu pořízené z různých úhlů a zpracoval je pro 3D vizualizaci.
“Jakmile budete mít stereo obraz tohoto konkrétního potenciálního místa přistání, můžete skutečně posoudit, zda věci budou fungovat.” May řekl Space.com v předchozím rozhovoru. “Vidíš, že je tu tato skála, jak je strmá, jak nebezpečné je jít nahoru a dolů.”
S Mayovou pomocí tým OSIRIS-REx konečně identifikoval kráter dostatečně prostý překážek, aby se mohl pokusit odebrat vzorky. Přesto tým musel na dálku přeprogramovat kosmickou loď, aby dosáhl tohoto výkonu. Místo původně předpokládané přistávací strany o šířce 164 stop (50 m) se kosmická loď velikosti dodávky musela vtlačit do kráteru Nightingale o šířce pouhých 33 stop (10 m).
“Během startu jsme plánovali použít laserový výškoměr, který nás navede k asteroidu, protože jsme očekávali tyto velké, hladké oblasti,” řekla Lauretta. “Jen jsme si mysleli, že budeme potřebovat vědět, že sestupujeme správnou rychlostí k povrchu. Místo toho jsme museli úplně změnit strategii, používat palubní kamery a provádět rozsáhlou mapovací kampaň, někdy mapující prvky tak malé, centimetry vložit do paměti kosmické lodi, aby mohla činit skutečná rozhodnutí a navést se na bezpečné místo.“
Sestup byl hladký. Ale když se zařízení pro odběr vzorků OSIRIS-REx zavrtalo do povrchu asteroidu, stalo se něco neočekávaného. Oproti očekávání se povrch choval skoro jako bažina. Během několika sekund se kosmická loď potopila 50 cm hluboko do Bennu. Když hlava sběru vzorků nasála vzorek a zadní trysky kosmické lodi vystřelily, obrovská z kráteru se zvedla stěna trosekpohltí stoupající kosmickou loď.
Tým OSIRIS-REx se dozvěděl, co se stalo, až když snímky z palubních kamer dosáhly Země. Výzkumníci později připustili, že rozdrobený štěrk mohl poškodit ustupující kosmickou loď.
Walsh popsal přistání jako „vědecky zajímavé, i když provozně obtížné“. Stejně jako tým špatně odhadl Bennuův povrch, ukázalo se, že také špatně odhadl jeho hustotu. Povrchová vrstva byla překvapivě načechraná a chovala se spíše jako voda než pevný materiál, což analýza měření z Bennuovy oběžné dráhy nenaznačovala.
Související příběhy:
— Vzorek příchozího asteroidu: Tým OSIRIS-REx se připravuje na zářijové přistání Bennu bitů
— NASA provádí zásadní pádový test před příletem vzorku asteroidu OSIRIS-REx 24. září
— Sbohem, Bennu! Kosmická loď NASA opouští asteroid, aby přivezla kusy vesmírné skály zpět na Zemi
“Když jsme provedli naše výpočty, zpočátku jsme vzali hustotu celého Bennu, což je 1,1 gramu na krychlový centimetr,” vysvětlil Walsh. “Naše modely ale později ukázaly, že aby bylo možné povrch tolik stlačit a zarazit hlavu štítku tak hluboko do povrchu, hustota povrchu by musela být asi 0,4 gramu na centimetr krychlový. A tak to byla poloviční hustá jako celé tělo.”
Vědci stále nevědí, proč má Bennuův povrch takovou kvalitu vody. Walsh si myslí, že menší částice podobné písku mohly profiltrovat mezerami mezi většími kamennými úlomky do nitra asteroidu, takže v povrchové vrstvě asteroidu zůstalo mnoho prázdného prostoru. To by vysvětlovalo překvapivě nízkou hustotu povrchu, ale také celkovou hustotu asteroidu, která se zdá mnohem vyšší než na povrchu.
Navzdory výzvám shromáždil OSIRIS-REx mnohem více materiálu z asteroidů, než na jaký byla mise zamýšlena, a kosmická loď doručí tento náklad na Zemi v neděli 24. září. Lauretta doufá, že první vědecké výsledky z analýzy vzorků zveřejní do konce letošního roku. A je velká šance, že Bennu výzkumníky znovu překvapí.