NASA heeft de bemonsteringssite gekozen voor haar OSIRIS-REx-ruimtevaartuig. Nadat ze het hebben beperkt tot vier potentiële sites en ze in detail hebben onderzocht, hebben ze zich op één locatie gevestigd. Hun keuze? Nachtegaal.
OSIRIS-REx is al een jaar op de asteroïde Bennu en maakt gedetailleerde beelden van het hele oppervlak. Hoewel het ruimtevaartuig andere missiedoelstellingen heeft, is het monsterretourgedeelte van zijn missie van het grootste belang. Geavanceerde ruimtevaartuigen zoals OSIRIS-REx kunnen gedetailleerde gegevens verzamelen over de asteroïde terwijl ze daar zijn, maar ze zijn terug op aarde, in gespecialiseerde laboratoria, waar een diepgaande monsteranalyse kan worden uitgevoerd.
"Van de vier kandidaten voldoet site Nightingale het beste aan deze criteria en zorgt uiteindelijk het best voor missiesucces."
Dante Lauretta, hoofdonderzoeker van OSIRIS-REx.
Maar voordat hij er een kan retourneren, moet hij er een verzamelen, en het vinden van een veilige plek om er een te verzamelen op Bennu’s rots- en met keien bezaaide oppervlak is een uitdaging. Toen OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) bij Bennu arriveerde, ontdekte het personeel van de missie dat de asteroïde ruwer was dan verwacht. Hoewel er voldoende materiaal is om te bemonsteren - fijnkorrelig materiaal kleiner dan 2,5 cm (1 inch) - maakt het rotsachtige oppervlak van de asteroïde het moeilijk om toegang te krijgen.
NASA beperkte hun keuze tot vier locaties, die elk het vereiste fijnkorrelige materiaal leverden, terwijl ze een beheersbaar gevaar vormden voor het ruimtevaartuig zelf. Ze zijn allemaal vernoemd naar vogels: Sandpiper, Osprey, Kingfisher en de bevestigde site, Nightingale.
"Na alle vier de kandidaat-sites grondig te hebben geëvalueerd, hebben we onze uiteindelijke beslissing genomen op basis van welke site de grootste hoeveelheid fijnkorrelig materiaal bevat en hoe gemakkelijk het ruimtevaartuig toegang kan krijgen tot dat materiaal terwijl het ruimtevaartuig veilig blijft", aldus Dante Lauretta, OSIRIS-REx hoofdonderzoeker aan de Universiteit van Arizona in Tucson. "Van de vier kandidaten voldoet site Nightingale het beste aan deze criteria en zorgt uiteindelijk het best voor missiesucces."
In een vorig artikel over Space Magazine hebben we de vier potentiële bemonsteringssites belicht. De moeilijkheid waarmee missie-operators worden geconfronteerd, is dat het ruimtevaartuig is ontworpen om te landen op een strandachtig gebied met vijverachtige afzettingen van fijner materiaal dat geschikt is voor bemonstering. Maar Bennu's rotsachtige karakter maakte de keuze moeilijk.
Maar nu is de keuze gemaakt.
Nachtegaal bevindt zich in een krater in het noorden van de asteroïde. De krater is 140 meter (460 voet) breed. Afbeeldingen laten zien dat Nightingale behoorlijk glad is en dat de locatie zo ver naar het noorden ligt dat de temperatuur lager is, wat betekent dat de regoliet daar goed bewaard is gebleven. Ook is de krater jong en is het materiaal vers belicht, waardoor het ideaal is voor het verzamelen van een ongerept monster. Een meer ongerept voorbeeld heeft minder ruimte-verwering gezien en zal meer aanwijzingen bevatten voor Bennu's geschiedenis.
Toen de OSIRIS-REx-monsterretourmissie gepland was, voorzag NASA een site met een diameter van 50 meter (164 ft.) Nightingale's krater is groter dan dat, maar er zijn nog steeds risico's. De afmeting van het veilige landingsgebied in de krater is slechts ongeveer 16 meter (52 ft.) In diameter. Dat is slechts een tiende van de grootte die in het missieplan wordt beschreven.
Dus OSIRIS-REx zal zijn bemonsteringslocatie zeer nauwkeurig moeten richten, inclusief het werken rond een groot rotsblok dat in de weg zou kunnen staan wanneer het ruimtevaartuig de bemonsteringsplaats verlaat. NASA heeft daaraan gewerkt en heeft een systeem ontwikkeld om botsingen te vermijden voor OSIRIS-REx.
Als OSIRIS-REx uiteindelijk toch een monster neemt, zal dit autonoom gebeuren. Het ruimtevaartuig heeft een Natural Feature Tracking (NFT) -systeem dat afbeeldingen van de asteroïde gebruikt om zichzelf naar de oppervlakte te leiden. Door de ingebouwde afbeeldingen van Bennu te vergelijken met wat zijn camera's in realtime zien, kan het botsingen voorkomen.
Maar Bennus 'onverwachte onherbergzaamheid betekent dat het systeem voor een aantal uitdagingen komt te staan. Het heeft een automatische fail-safe die de bemonstering afbreekt als een obstakel te dichtbij is. Om dat te voorkomen, zullen missie-operators overuren maken. In feite verwacht het team bijna dat het ruimtevaartuig afziet van zijn eerste poging wanneer het de rotsblokken ter grootte van een gebouw nadert die het oppervlak van de asteroïde bezaaien.
NASA heeft ook gekozen voor een back-upbemonsteringssite. Osprey zal die rol vervullen.
OSIRIS-REx kan indien nodig meerdere bemonsteringspogingen uitvoeren. Als het verzamelen van monsters niet werkt bij Nightingale, kan de poging zelf de site te veel verstoren, waardoor deze niet geschikt is voor een tweede poging. Als het NFT-systeem de poging afbreekt en het ruimtevaartuig wegzwaait, kunnen de stuwraketten de locatie verstoren. In dat geval zal het ruimtevaartuig een nieuwe monsterverzameling proberen bij Osprey.
"Bennu heeft OSIRIS-REx uitgedaagd met buitengewoon ruig terrein", zegt Rich Burns, OSIRIS-REx-projectmanager bij het Goddard Space Flight Center van NASA. “Het team heeft zich aangepast door een nauwkeurigere, maar complexere, optische navigatietechniek toe te passen om in deze kleine gebieden te komen. We zullen OSIRIS-REx ook voorzien van de mogelijkheid om te herkennen of het op koers is om een gevaar binnen of naast de locatie aan te raken en uit te zwaaien voordat dat gebeurt. "
Nu NASA zich heeft gevestigd op primaire en back-upsites voor het verzamelen van monsters, groeit de anticipatie. Maar er moet nog meer werk worden verzet voordat de monsterverzameling kan plaatsvinden. In januari begint OSIRIS-REx met meer verkenningsvluchten van zowel Nightingale als Osprey, en ze zullen in het voorjaar worden afgerond. Zodra de verkenning is voltooid, repeteert het ruimtevaartuig voor zijn eerste poging tot monsterverzameling, gepland in augustus.
Als alles goed gaat, verlaat OSIRIS-REx Bennu in 2021 en wordt het monster in september 2023 naar de aarde teruggestuurd.
