Новости космоса и технологий. » Космос и астрономия » Почему собрать образец астероида сложнее, чем кажется

Почему собрать образец астероида сложнее, чем кажется

Опубликовал: Admin, 17-10-2020, 01:01, Космос и астрономия, 67, 0

Почему собрать образец астероида сложнее, чем кажется

Когда 20 октября космический корабль НАСА OSIRIS-REx опустится к поверхности Бенну, это будет первая попытка миссии под руководством США собрать образец нетронутого материала с астероида. Бенну, вероятно, представляет собой внеземное скопление первоначальных остатков образования нашей солнечной системы.

Миссия Университета Аризоны по сбору образцов астероида за много миллионов миль от Земли - это совсем не прогулка по пляжу. На самом деле, Бенну «совсем не тот песчаный пляж, на который мы надеялись и ожидали», - сказал Томас Зурбухен, помощник администратора Управления научной миссии НАСА, во время мероприятия для СМИ 24 сентября. Когда космический корабль приблизился и начал отправлять первые подробные изображения поверхности Бенну, он удивил команду миссии и публику, обнаружив каменистую поверхность, усеянную валунами размером с дом.

С момента прибытия 3 декабря 2018 года космический аппарат OSIRIS-REx проводил время, облетая астероид, сканируя, фотографируя, измеряя и изучая темную каменную кучу щебня внизу - сначала издалека, а затем вблизи. Используя свой лазерный высотомер, или OLA, в сочетании с данными изображений, полученных с помощью прибора PolyCam космического корабля, миссия создала карты с беспрецедентной детализацией, лучше, чем карты любого планетарного тела, которое посещал космический корабль. На основе этих карт был выбран первичный образец участка миссии, который находится внутри кратера, получившего название «Соловей».

«Мы выбрали Nightingale, потому что, безусловно, он содержит наиболее детализированный материал из всех четырех возможных мест-кандидатов», - сказал Данте Лауретта, главный исследователь миссии и профессор Лаборатории Луны и планет Уаризоны, во время пресс-конференции. «В начале 2020 года мы провели разведывательные проходы на малой высоте над этим местом, в конечном итоге получив изображения примерно с точностью до одной восьмой дюйма на пиксель. У нас в основном есть невероятно подробные изображения, покрывающие весь кратер, и мы посчитали все эти камни».

Незадолго до 11 часов утра по аризонскому времени 20 октября двигатели космического корабля запустят и осторожно выведут OSIRIS-REx с орбиты вокруг Бенну и направят его вниз к неровной поверхности. Этот ожог приведет в действие последовательность событий, которые были тщательно спланированы командой миссии.

Что произойдет, если все пойдет по плану? А если нет?

После того, как космический корабль отправится на спуск к своей цели, он будет полагаться на то, что команда миссии называет «картой опасностей» - подробное представление областей в пределах выборочного участка, которые могут представлять опасность для космического корабля из-за наличия большие камни или неровная местность.

Непосредственно перед тем, как коснуться поверхности, космический корабль сравнит изображения с одной из своих камер с картой опасностей, хранящейся в памяти космического корабля. Если траектория спуска приведет к приземлению космического корабля в потенциально небезопасном месте, система автоматически заставит космический корабль отступить, сценарий с вероятностью менее 6% на основе моделирования.

Если все пойдет хорошо, космический корабль расширит свой механизм сбора образцов Touch-and-Go, или TAGSAM, который подвешен на конце 11-футовой руки. Напоминающий воздушный фильтр, используемый в более старом автомобиле, он предназначен для сбора мелкозернистого материала, но способен поглощать материал размером до трех четвертей дюйма.

Образец будет собираться во время маневра «касание и движение», или TAG, во время которого пробоотборная головка соприкасается с поверхностью Бенну примерно на 10 секунд. Когда космический корабль обнаруживает контакт, он запускает одну из трех баллонов с азотом и, подобно обратному пылесосу, взбалтывает поверхностный материал - называемый реголитом - внутри головки пробоотборника, прежде чем космический корабль отходит назад.

В качестве резерва пробоотборная головка оснащена серией небольших дисков, предназначенных для сбора пыли, как липкие подушечки, на случай, если что-то пойдет не так с процессом отбора проб на газе.

Команда изучит кадры, снятые камерой для отбора проб космического корабля, или SamCam, головки для отбора проб, когда она соприкасается с поверхностью. SamCam - одна из трех камер на борту космического корабля, построенного в УАризоне.

«Мы сможем определить, накренились ли мы, если газ ушел в сторону, был ли материал достаточно взволнован», - сказала Лауретта. "У нас также будет очень хорошее указание на точное место в Соловье, где мы установили контакт, и мы сможем сравнить это с нашей картой выборки, чтобы оценить, приземлились ли мы в районе, где имеется много материала для отбора проб, или в одном из более скалистых мест. . "

SamCam также сможет делать снимки пробоотборной головки после того, как космический корабль покинул кратер Найтингейл и окажется на безопасном расстоянии от астероид . Поскольку пробоотборная головка установлена ​​на лучезапястном суставе, команда сможет исследовать ее под другим углом относительно солнца и камеры для отбора проб. Команда также увидит пыль или материал на любой другой части ТАГСАМА, на руке или на покрытии газовых баллонов, объяснила Лауретта.

"Это покажет нам, достаточно ли мы переместили материал, когда мы вступили в контакт, и, может быть, просто возможно, мы сможем увидеть некоторые частицы внутри ТАГСАМА, если частицы находятся в нужном месте внутри головы. и если мы получим правильные условия освещения ».

После TAG группа проведет неделю, оценивая, сколько пробы было собрано. Он будет использовать несколько методов для оценки количества образца, начиная с визуализации головки для сбора образцов для визуального осмотра. Команда также проведет проверку космического корабля и приборов, чтобы убедиться, что ни один из них не привел к ухудшению характеристик.

Пируэт в космосе

Затем космический корабль готовится к выполнению маневра, призванного дать ученым на земле оценку того, сколько пробы было собрано. С выдвинутой рукой для отбора проб он будет медленно вращаться вокруг оси, перпендикулярной TAGSAM, чтобы измерить изменение массы, относящееся к отобранной пробе, по сравнению с предыдущим измерением, проведенным с пустой головкой для отбора проб.

Из-за неопределенности в методике результат измерения должен превышать требуемую массу образца, чтобы иметь высокую уверенность в наличии подходящего образца.

«Мы будем искать с вероятностью 90%, что у нас будет 60 фактических граммов или больше», - сказала Лауретта. «Что бы то ни было ниже этого, мы поговорим с НАСА, чтобы оценить состояние космического корабля, его способность использовать второй TAG и решить, хотим ли мы вернуться с тем, что у нас есть, или предпринять вторую попытку TAG. "

Космический аппарат может делать несколько попыток отбора проб, так как он оснащен тремя баллонами с азотом. Например, если он приземлился в безопасном месте, но не смог найти хороший образец, команда разработала меры на случай непредвиденных обстоятельств, чтобы гарантировать, что миссия по-прежнему соответствует своей основной научной цели: собрать не менее 60 граммов (чуть менее 2 унций ) материала поверхности и вернуть его на Землю.

«В случае принятия решения, нам нужно войти снова, мы должны вернуть космический корабль На орбиту и провести серию прожигов, чтобы выровнять его положение на орбите для следующей попытки тегирования», - сказал Майк Моро. , заместитель руководителя проекта в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде.

По словам Лауретты, несмотря на то, что «Соловей» был определен как лучшее место, где можно получить образцы всего Бенну, он по-прежнему представляет собой множество проблем.

«Безусловно, наиболее вероятный исход, который у нас будет 20 октября, - это то, что мы соприкоснемся с поверхностью и унесем большой образец, который превышает наши требования. Но Бенну уже бросил нам несколько кривых мячей, поэтому мы полностью подготовлен к тому, чтобы пометить Osprey (резервный сайт), если в этом возникнет необходимость », - сказал он.

Как только будет принято решение разместить образец, команда приступит к помещению головы внутрь капсулы для возврата образца и запечатыванию ее для возвращения на Землю в 2023 году. И когда это время придет, есть вероятность, что она принесет еще больше, чем минимум 60 граммов, так как TAGSAM был разработан, чтобы улавливать не менее 150 граммов, а в оптимальных условиях - до 4 фунтов - достаточно, чтобы занять целые поколения исследователей в лабораториях на Земле.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии