Если все пойдет по плану, то космический корабль НАСА OSIRIS-REx сегодня, 20 октября, должен «осалить» астероид Бенну и собрать с него образцы для возвращения на Землю.
OSIRIS-REx — это первый космический аппарат НАСА для сбора проб с астероидов. Попытка получения образцов методом «коснись и беги» («touch-and-go», TAG) включает в себя серию маневров, которые должны привести космический корабль к поверхности астероида. Место, выбранное для касания, называется «Соловей» (Nightingale): это каменистая область диаметром 16 метров, расположенная в северном полушарии Бенну.
«Мы никогда не делали этого раньше», — говорит Найи Кастро, менеджер по операциям миссии OSIRIS-REx. «Мы действительно собираемся добыть образец и доставить его на Землю для дальнейшего изучения учеными». Чтобы добиться этого, космический корабль находится на орбите Бенну с 2018 года и детально изучает астероид в поисках оптимального места для посадки — достаточно большой и плоской области, покрытой мелкозернистым материалом.
Однако найти такую поверхность было непросто, что привело к ряду дополнительных облетов и наблюдений с целью выбора подходящего участка для отбора проб. Команда OSIRIS-REx рассмотрела другие потенциальные места, такие как «Скопа», «Зимородок» и «Кулик» (Osprey, Kingfisher и Sandpiper), прежде чем выбрать «Соловья», который, по данным НАСА, имеет наибольшее количество легкодоступного мелкозернистого материала.
Область на «Соловье», где зонд должен собрать образцы.
Как будет происходить «игра в салочки»
Космический аппарат OSIRIS-REx выполнит три отдельных маневра, чтобы достичь поверхности астероида. Первый этап называется контрольным прожигом, во время которого космический корабль запускает двигатели, чтобы отрегулировать свое положение относительно места взятия пробы на «соловьиной» области. Когда OSIRIS-REx достигнет высоты приблизительно 54 метра, другой маневр, называемый точечным прожигом, замедлит спуск космического корабля и направит его на траекторию, соответствующую вращению астероида в момент контакта.
Затем роботизированная рука космического корабля для отбора проб, называемая Touch-and-go sample acquisition mechanism (Механизм сбора проб с касанием и движением, TAGSAM), войдет в контакт с поверхностью Бенну на время до 16 секунд, прежде чем зонд не отдалится достаточно далеко от астероида. При контакте с поверхностью сработает один из трех баллонов с азотом под давлением, тем самым поднимая пыль и небольшие камни, которые затем могут быть захвачены коллекторной головкой роборуки и сохранены для отправки на Землю.
Спуск на поверхность Бенну займет около четырех часов. Космический корабль будет использовать функцию Natural Feature Tracking (NFT) для распознавания ориентиров во время посадки и обновления своего положения, а также, если это необходимо, для облета больших валунов и обеспечения безопасного касания на относительно чистой площадке, объяснил Дэвид Лоренц, руководитель проекта TAG.
Процесс посадки с использованием NFT.
Все дело в том, что хотя Бенну является околоземным астероидом, он все еще в десятки и сотни раз дальше от нас, чем Луна. Из-за этого «пинг» до него возрастает до нескольких десятков секунд и даже минут, что делает невозможным прямое управление зондом, так что OSIRIS-REx должен будет собрать образец грунта самостоятельно.
«Есть несколько вещей, которые могут пойти не так, и мы также должны быть готовы к тому, что наша первая попытка приземлиться в «Соловье» не удастся», — говорит Майк Моро, заместитель руководителя проекта OSIRIS-REx. В том случае, если первая попытка «осаливания» астероида не увенчается успехом, космический корабль дополнительно оборудован двумя резервными баллонами с азотом под давлением, что позволит провести еще пару попыток сбора проб. В итоге команда надеется собрать хотя бы 2 унции (около 60 граммов) мелкозернистого материала с поверхности астероида, что, по данным НАСА, будет самым большим образцом, возвращенным из космоса со времен программы «Аполлонов».
Команда OSIRIS-REx также изучила «Соловья», чтобы определить области в пределах участка взятия проб, которые потенциально могут нанести вред космическому кораблю. Была разработана так называемая карта опасностей этого места, и ее сохранили в навигационную систему космического зонда, так что, если функция NFT обнаружит опасный ориентир, космический корабль в автоматическом режиме отлетит от астероида. Такая осторожность позволит миссии повторить попытку сбора образцов в будущем.
После сбора образцов с поверхности астероида OSIRIS-REx запустит свои двигатели, чтобы отлететь от Бенну на безопасное расстояние. Если при «игре в салки» все пойдет по плану, команда проверит полученный образец, сделав снимок головки роборуки TAGSAM, чтобы увидеть, содержит ли она поверхностный материал. В субботу (24 октября) также будет проведен маневр вращения, чтобы измерить массу пробы и убедиться, что было собрано не менее 2 унций (60 граммов) материала.
И если это будет так, зонд сохранит драгоценную пробу для возвращения на Землю в 2023 году. Однако, если не будет собрано достаточное количество вещества или первая попытка вообще будет неудачной, у космического корабля будет возможность еще два раза совершить такой маневр. «Это действительно захватывающе — знать, что мы наконец-то сможем коснуться поверхности астероида и собрать образец, чтобы вернуть его обратно на Землю», — сказал Кастро.
