Sonda NASA drasnęła asteroidę. Z zamiarem pozyskania próbki materii

Pierwsze w wykonaniu NASA pełne podejście do zebrania próbek materii z asteroidy rozpoczęło się 20 października 2020 roku. Wysłana w stronę prastarej Bennu sonda OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) zgodnie z planem zrealizowała wszystkie etapy procedury, zbliżając się do planetoidy i na krótki czas stykając się z nią celem zebrania próbki. Umożliwiło to ramię robotyczne wysunięte ze statku kosmicznego w zasięgu niewielkiego krateru Nightingale na powierzchni badanego naturalnego obiektu. Mechanizm pobierania próbek Touch-and-Go (TAGSAM) znajdował się przy powierzchni przez kilka sekund, zanim sonda wycofała się z asteroidy zgodnie z pierwotnym założeniem.

Następne kilka dni po wykonaniu tego manewru to czas przeznaczony na sprawdzenie i potwierdzenie, ile materiału zebrała sonda i czy jest to skala wystarczająca do rozpoczęcia powrotu na Ziemię. Celem misji jest zebranie co najmniej 60 gramów zawartości (2 uncje), choć podkreśla się, że TAGSAM mógłby zebrać nawet dwa kilogramy. Podczas swojego krótkiego zetknięcia z Bennu, mechanizm wystrzelił strumień azotu, który z założenia wzbił drobny pył z powierzchni asteroidy, zatrzymując jego część wewnątrz urządzenia.

Jak dotąd, naukowcy NASA uznają podejście za udane. „Wszystko poszło idealnie” - powiedział w trakcie transmisji NASA główny badacz OSIRIS-REx, Dante Lauretta z Uniwersytetu Arizony. „Wygląda na to, że statek kosmiczny działał bez zarzutu” - stwierdził.

Sonda obecnie znajduje się w dalszym ciągu na trajektorii wokół Bennu, oddalając się na bezpieczną odległość od asteroidy, skąd będzie przesyłać dokładniejsze dane i zobrazowania zebrane podczas manewru TAG. Lauretta powiedział, że jest szczególnie zainteresowany zdjęciami powierzchni wykonanymi w momencie próby pobrania materii. „Będziemy patrzeć na całą serię zdjęć ze schodzenia na powierzchnię, spotkania i odpalenia zasobnika z gazem” - powiedział. „Naprawdę chcę wiedzieć, jak zareagowała ta powierzchnia”.

Zakładając, że miejsce naprowadzenia OSIRIS-REx było względnie piaszczyste, emisja azotu powinna zapewnić odpowiedni skutek. Oszacowanie ilości zebranego materiału będzie polegało m.in. na powolnym obracaniu sondy i zmierzeniu różnicy w jej momencie bezwładności względem wyników podobnego testu sprzed próby pobrania materii (test SMM - Sample Mass Measurement).

W razie niepowodzenia, misja ma możliwość wykonania kolejnych dwóch prób (na tyle ma wystarczyć azotowej „amunicji”). Prawdopodobnie wybrane zostanie w takim przypadku inne miejsce docelowe na powierzchni asteroidy, zwane Osprey.

Ich wybór na Bennu okazał się znacznie trudniejszy niż oczekiwano. Obserwacje wykonane jeszcze przed dotarciem do OSIRIS-REx pod koniec 2018 roku sugerowały, że powierzchnia jest zasadniczo piaszczysta. Niemniej jednak, późniejsze zobrazowania wykonywane w miarę zmniejszania dystansu pokazały znacznie bardziej kamienistą powierzchnię - usianą głazami, które przeszkadzałyby w próbie. Inżynierowie spędzili wówczas miesiące na opracowywaniu nowego oprogramowania sterującego, aby umożliwić bardziej precyzyjne podejście wymagane do osiągnięcia mniejszych docelowych obszarów na powierzchni Bennu.

Sonda opuści orbitę wokół asteroidy prawdopodobnie w marcu 2021 roku. Przewożone przez nią próbki dotrą na Ziemię w pojemniku, który wyląduje na pustyni w stanie Utah we wrześniu 2023 roku. Próbki te zostaną następnie gruntownie zbadane w laboratoriach wskazanych przez NASA.

OSIRIS-REx wystartował w swoją podróż we wrześniu 2016 roku. Jest to trzecia z serii realizowanych przez NASA średnich misji badawczych New Frontiers, po wyprawach New Horizons do Plutona i misji Juno do Jowisza. Całkowity szacunkowy koszt misji to 1,16 miliarda USD.

Wyprawa na Bennu określana jest przez amerykańskich komentatorów jako historyczna, mając na uwadze pierwszy raz, gdy NASA przeprowadza operację pozyskania próbki gruntu z asteroidy. W skali międzynarodowej jednak podobnymi dokonaniami zasłynęła wcześniej Japonia, realizując misję Hayabusa-1 na planetoidę Itokawa oraz Hayabusa-2 na Ryugu.

Prawdą jest jednak, że uzyskiwane tam masy próbek nie były tak znaczne, jak w założeniach amerykańskich. Pierwsza z japońskich misji zapewniła dostarczenie na Ziemię śladowej masy materii asteroidy (wyraźnie poniżej 1 grama – około 1500 ziaren pyłu o rozmiarach rzędu kilku mikrometrów). Trafiły one na Ziemię w terminie 13 czerwca 2010 roku, wraz z lądowaniem kapsuły-próbówki na terytorium Australii.

Druga natomiast – Hayabusa-2, pozostaje jeszcze w drodze powrotnej na Ziemię. Próbka pobrana przez nią skutecznie w lutym 2019 roku (o masie około 100 mg) ma zostać dostarczona 6 grudnia 2020 roku. Podobnie jak w przypadku pierwszej japońskiej misji, kosmiczny pył przechowywany jest w oddzielnym, szczelnym pojemniku wewnątrz kapsuły powrotnej (SRC), która ma izolację termiczną – jego wymiary to 40 cm średnicy zewnętrznej, 20 cm wysokości oraz około 16 kg masy własnej.