OSIRIS-REx - OSIRIS-REx

OSIRIS-REx
OSIRIS-REx spacecraft model.png
Renderização artística da espaçonave OSIRIS-REx
Nomes Origens, interpretação espectral, identificação de recursos, segurança, Regolith Explorer;
Novas Fronteiras 3
Tipo de missão Retorno de amostra de asteróide
Operador NASA / Lockheed Martin
COSPAR ID 2016-055A
SATCAT nº 41757
Local na rede Internet asteroidmission.org
Duração da missão 7 anos (planejado)
               505 dias no asteróide
5 anos, 1 mês, 8 dias (decorrido)
               1049 dias no asteróide
Propriedades da espaçonave
Fabricante Lockheed Martin
Massa de lançamento 2.110 kg (4.650 lb)
Massa seca 880 kg (1.940 lb)
Dimensões 2,44 × 2,44 × 3,15 m (8 pés 0 pol. × 8 pés 0 pol. × 10 pés 4 pol.)
Poder 1226 a 3000 watts
Início da missão
Data de lançamento 8 de setembro de 2016, 23:05 UTC
Foguete Atlas V 411 (AV-067)
Local de lançamento Cabo Canaveral , SLC-41
Contratante United Launch Alliance (ULA)
Fim da missão
Data de desembarque 24 de setembro de 2023, 15:00 UTC (planejado)
Local de pouso Faixa de teste e treinamento de Utah
Parâmetros orbitais
Sistema de referência Bennu -centric
Altitude 0,68-2,1 km (0,42-1,30 mi)
Período 22-62 horas
Sobrevôo da terra
Abordagem mais próxima 22 de setembro de 2017
Distância 17.237 km (10.711 mi)
Orbitador Bennu
Inserção orbital 31 de dezembro de 2018
(Rendezvous: 3 de dezembro de 2018)
Partida orbital 10 de maio de 2021
Massa da amostra Entre 60 g (2,1 oz) e 2.000 g (71 oz)
Lander Bennu
Data de desembarque 20 de outubro de 2020, 22:13 UTC ( 2021-10-17UTC02: 02: 57 ) 
Local de pouso "Rouxinol"
Sobrevôo de Bennu
Abordagem mais próxima 7 de abril de 2021
Distância 3,5 km (2,2 mi)
Logotipo da missão OSIRIS-REx (por volta de 2015) .png
Logotipo da missão OSIRIS-REx
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Osiris-Rex ( Origins, Interpretação espectral, Resource Identificação, segurança, Regolith Explorador ) é um NASA asteróide-estudo e amostra-retorno missão . O objetivo primário da missão é obter uma amostra de pelo menos 60 g (2,1 oz) de 101955 Bennu , um carbonáceo próximo à Terra asteróide , e voltar a amostra para a Terra para uma análise detalhada. Espera-se que o material devolvido permita aos cientistas aprender mais sobre a formação e evolução do Sistema Solar , seus estágios iniciais de formação do planeta e a fonte de compostos orgânicos que levaram à formação da vida na Terra.

OSIRIS-REx foi lançado em 8 de setembro de 2016, passou pela Terra em 22 de setembro de 2017 e se encontrou com Bennu em 3 de dezembro de 2018. Passou os próximos meses analisando a superfície para encontrar um local adequado do qual extrair uma amostra. Em 20 de outubro de 2020, o OSIRIS-REx pousou em Bennu e coletou uma amostra com sucesso. Embora parte da amostra tenha escapado quando a aba que deveria ter fechado a cabeça do amostrador foi bloqueada por rochas maiores, a NASA está confiante de que eles foram capazes de reter entre 400 ge mais de 1 kg de material de amostra, bem acima dos 60 g (2,1 oz) massa mínima alvo. Espera-se que o OSIRIS-REx retorne com sua amostra à Terra em 24 de setembro de 2023.

Bennu foi escolhido como alvo de estudo por ser uma " cápsula do tempo " desde o nascimento do Sistema Solar . Bennu tem uma superfície muito escuro e é classificado como um asteróide do tipo B , um sub-tipo dos carbonáceos asteroides do tipo C . Esses asteróides são considerados "primitivos", tendo sofrido poucas alterações geológicas desde a sua formação. Em particular, Bennu foi selecionado por causa da disponibilidade de material carbonáceo puro , um elemento chave nas moléculas orgânicas necessárias para a vida, bem como representativo da matéria anterior à formação da Terra. Moléculas orgânicas, como aminoácidos , foram encontradas anteriormente em amostras de meteoritos e cometas, indicando que alguns ingredientes necessários para a vida podem ser sintetizados naturalmente no espaço sideral.

O custo da missão é de aproximadamente US $ 800 milhões, sem incluir o lançador Atlas V , que gira em torno de US $ 183,5 milhões. É a terceira missão científica planetária selecionada no programa Novas Fronteiras , depois de Juno e Novos Horizontes . O investigador principal é Dante Lauretta, da Universidade do Arizona . Se for bem-sucedido, o OSIRIS-REx será a primeira espaçonave dos Estados Unidos a retornar amostras de um asteróide. A sonda japonesa Hayabusa retornou amostras de 25143 Itokawa em 2010, e Hayabusa2 retornou de 162173 Ryugu em dezembro de 2020. Em 10 de maio de 2021, OSIRIS-REx concluiu com sucesso sua partida de Bennu e iniciou seu retorno de 2 anos à Terra.

Missão

Asteroide Bennu , fotografado pela sonda OSIRIS-REx, 3 de dezembro de 2018
Vídeo de visão geral da missão OSIRIS-REx

Gestão global, engenharia e navegação para a missão é fornecido pela NASA 's Goddard Space Flight Center , enquanto a Universidade de Arizona ' s Laboratório Lunar e Planetário fornece principais operações científicas e Lockheed Martin Space Systems construiu a nave espacial e fornece operações de missão. A equipe científica inclui membros dos Estados Unidos , Canadá , França , Alemanha , Reino Unido e Itália .

Depois de viajar por aproximadamente dois anos, a espaçonave se encontrou com o asteróide 101955 Bennu em dezembro de 2018 e começou 505 dias de mapeamento de superfície a uma distância de aproximadamente 5 km (3,1 milhas). Os resultados desse mapeamento foram usados ​​pela equipe da missão para selecionar o local de onde coletar uma amostra da superfície do asteróide. Em seguida, uma aproximação próxima (sem pouso) foi realizada para permitir a extensão de um braço robótico para coletar a amostra.

Após uma coleta de material (60 gramas), a amostra será devolvida à Terra em uma cápsula de 46 kg (101 lb) semelhante à que retornou as amostras de um cometa 81P / Wild na espaçonave Stardust . A viagem de volta à Terra será mais curta e a cápsula pousará com um pára-quedas no Campo de Teste e Treinamento de Utah em setembro de 2023, antes de ser transportada para o Centro Espacial Johnson para processamento em uma instalação de pesquisa dedicada.

Lançar

Lançamento OSIRIS-REx

O lançamento foi em 8 de setembro de 2016 às 23h05 UTC em um Atlas V 411 da United Launch Alliance de Cabo Canaveral , Space Launch Complex 41 . A configuração do foguete 411 consiste em um primeiro estágio alimentado por RD-180 com um único propulsor de combustível sólido AJ-60A e um estágio superior Centauro . O OSIRIS-REx se separou do veículo lançador 55 minutos após a ignição. O lançamento foi declarado "exatamente perfeito" pelo investigador principal da missão , sem anomalias trabalhadas antes ou durante o lançamento.

Cruzeiro

OSIRIS-REx entrou na fase de cruzeiro logo após a separação do veículo de lançamento, após a implantação bem-sucedida do painel solar, inicialização do sistema de propulsão e estabelecimento de um link de comunicação com a Terra. Sua velocidade de escape hiperbólica da Terra foi de cerca de 5,41 km / s (3,36 mi / s). Em 28 de dezembro de 2016, a espaçonave realizou com sucesso sua primeira manobra no espaço profundo para alterar sua velocidade em 431 m / s (1.550 km / h) usando 354 kg (780 lb) de combustível. Um disparo menor e adicional de seus propulsores em 18 de janeiro de 2017 refinou ainda mais seu curso para uma ajuda da gravidade terrestre em 22 de setembro de 2017. A fase de cruzeiro durou até seu encontro com Bennu em dezembro de 2018, após o qual entrou em sua fase de ciência e coleta de amostras.

Durante a fase de cruzeiro, o OSIRIS-REx foi usado para procurar uma classe de objetos próximos à Terra, conhecidos como asteróides de Trojan da Terra , ao passar pelo ponto Sol-Terra L 4 Lagrange . Entre 9 e 20 de fevereiro de 2017, a equipe OSIRIS-REx usou a câmera MapCam da espaçonave para procurar os objetos, tirando cerca de 135 imagens de pesquisa por dia para processamento por cientistas da Universidade do Arizona . A busca foi benéfica, embora nenhum novo trojans tenha sido encontrado, pois se assemelhava muito à operação necessária quando a espaçonave se aproximou de Bennu, em busca de satélites naturais e outros perigos potenciais. Em 12 de fevereiro de 2017, enquanto 673 × 10 6  km (418 × 10 6  mi) de Júpiter , o instrumento PolyCam a bordo do OSIRIS-REx obteve imagens do planeta gigante e três de suas luas, Calisto , Io e Ganimedes . ^^

OSIRIS-REx voou pela Terra em 22 de setembro de 2017.

Chegada e vistoria

Em 3 de dezembro de 2018, a NASA afirmou que o OSIRIS-REx combinou a velocidade e a órbita de Bennu a uma distância de cerca de 19 km (12 mi), atingindo efetivamente o asteróide. O OSIRIS-REx realizou passagens mais próximas da superfície de Bennu, inicialmente a cerca de 6,5 km (4,0 mi) até dezembro para refinar ainda mais a forma e a órbita de Bennu. Levantamentos espectroscópicos preliminares da superfície do asteróide pela espaçonave OSIRIS-REx, detectaram a presença de minerais hidratados na forma de argila . Enquanto os pesquisadores suspeitam que Bennu era muito pequeno para hospedar água, os grupos hidroxila podem ter vindo da presença de água em seu corpo original antes de Bennu se separar.

OSIRIS-REx entrou em órbita ao redor de Bennu em 31 de dezembro de 2018 a cerca de 1,75 km (1,09 mi) para iniciar sua extensa campanha de mapeamento e sensoriamento remoto para a seleção de um local de amostra. Esta é a distância mais próxima que qualquer nave espacial tem orbitado um objeto celeste, superando a Rosetta 's órbita do cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko a 7 km (4,3 mi). Nesta altitude, a espaçonave leva 62 horas para orbitar Bennu. No final deste levantamento detalhado, a espaçonave entrou em uma órbita mais próxima com um raio de 1 km (0,62 mi).

  • Animação da trajetória do OSIRIS-REx a partir de 9 de setembro de 2016
      OSIRIS-REx  ·   101955 Bennu  ·   terra

  • Animação de OSIRIS-Rex s' trajetória em torno de 101955 Bennu de 25 de dezembro de 2018
      OSIRIS-REx  ·   101955 Bennu

  • Animação do touchdown OSIRIS-REx em Bennu
      OSIRIS-REx  ·   101955 Bennu

Aquisição de amostra

Conceito artístico do instrumento TAGSAM em operação

Procedimento

Os ensaios foram realizados antes do evento de amostragem, durante o qual os painéis solares deveriam ser elevados em uma configuração em forma de Y para minimizar a chance de acúmulo de poeira durante o contato e fornecer mais distância do solo no caso de a espaçonave tombar (até 45 °) durante contato. A descida foi muito lenta para minimizar os disparos do propulsor antes do contato, a fim de reduzir a probabilidade de contaminação da superfície do asteróide pelo propelente de hidrazina que não reagiu . O contato com a superfície de Bennu deveria ser detectado usando acelerômetros, e a força de impacto deveria ser dissipada por uma mola no braço TAGSAM.

Após o contato com a superfície pelo instrumento TAGSAM, uma explosão de gás nitrogênio foi liberada, com o objetivo de soprar partículas de regolito menores que 2 cm (0,8 pol.) Na cabeça do amostrador no final do braço robótico. Um cronômetro de cinco segundos limitou o tempo de coleta para mitigar a chance de uma colisão. Depois que o cronômetro expirou, a manobra de recuo executou uma partida segura do asteróide.

O plano era então que o OSIRIS-REx realizasse uma manobra de frenagem alguns dias depois para interromper o desvio do asteróide caso fosse necessário retornar para outra tentativa de amostragem. Em seguida, ele tiraria imagens da cabeça do TAGSAM para verificar se uma amostra havia sido adquirida. Se uma amostra fosse adquirida, a espaçonave giraria em torno do eixo curto do braço da amostra para determinar a massa da amostra medindo o momento de inércia e determinar se estava acima dos 60 g (2,1 oz) exigidos.

As manobras de frenagem e rotação foram canceladas, pois as imagens do recipiente de amostra mostraram claramente que um grande excesso de material foi coletado, uma parte do qual conseguiu escapar pela vedação do recipiente devido a algum material travando o mecanismo aberto. O material coletado foi agendado para armazenamento imediato na cápsula Sample-Return. Em 28 de outubro de 2020, a cabeça do coletor de amostra foi fixada na cápsula de retorno. Após a separação da cabeça do braço coletor, o braço será então retraído para sua configuração de lançamento e a tampa da cápsula de retorno da amostra será fechada e travada, preparando-se para retornar à Terra .

Além do mecanismo de amostragem em massa, almofadas de contato na extremidade da cabeça de amostragem feitas de minúsculos loops de aço inoxidável ( Velcro ) coletaram passivamente grãos de poeira menores que1 mm .

Operações

Os quatro últimos sites de amostra candidatos
A coleta de amostra de outubro de 2020 bem-sucedida, mostrando OSIRIS-REx tocando o site de amostra Nightingale
Coleta de amostra vista pela câmera de navegação (00h47; 20 de outubro de 2020)
Imagens da cabeça do TAGSAM mostrando que ela está cheia de rochas e poeira coletada de Bennu e que está vazando material para o espaço
OSIRIS-REx armazena com sucesso sua amostra do asteróide Bennu em outubro de 2020.

A NASA selecionou os quatro últimos locais de amostra candidatos em agosto de 2019, chamados Nightingale, Kingfisher, Osprey e Sandpiper. Em 12 de dezembro de 2019, eles anunciaram que Nightingale foi selecionado como o site de amostra principal e Osprey foi selecionado como o site de backup. Ambos localizados dentro de crateras, Nightingale está perto do pólo norte de Bennu, enquanto Osprey está perto do equador.

Os planos iniciais da NASA eram realizar a primeira amostragem no final de agosto de 2020; O evento de coleta de amostras Touch-and-Go (TAG) originalmente planejado da NASA foi agendado para 25 de agosto de 2020, mas foi remarcado para 20 de outubro de 2020, às 22:13 UTC. Em 15 de abril de 2020, o primeiro ensaio de coleta de amostra foi realizado com sucesso no local de amostragem Nightingale. O exercício levou o OSIRIS-REx a uma distância de até 65 m (213 pés) da superfície antes de realizar uma queimadura de recuo. Um segundo ensaio foi concluído com sucesso em 11 de agosto de 2020, trazendo o OSIRIS-REx para 40 m (130 pés) da superfície. Este foi o último ensaio antes da coleta de amostras programada para ocorrer no dia 20 de outubro de 2020, às 22h13 UTC.

Às 22:13  UTC , em 20 de outubro de 2020, OSIRIS-REx pousou com sucesso em Bennu. A NASA confirmou por meio de imagens tiradas durante a amostragem que o amostrador havia feito contato. A espaçonave pousou a 92 cm (36 pol.) Do local alvo. Uma amostra do asteróide que foi estimado pesar pelo menos 2 onças (60 gramas) foi coletada pelo OSIRIS-REx após o pouso. Depois de obter imagens da cabeça do TAGSAM, a NASA concluiu que há rochas presas na aba de mylar que se destina a manter a amostra, fazendo com que a amostra escape lentamente para o espaço. A fim de evitar mais perdas da amostra através dos flaps, a NASA cancelou a manobra de rotação previamente planejada para determinar a massa da amostra, bem como uma manobra de frenagem de navegação e decidiu guardar a amostra em 27 de outubro de 2020, em vez de 2 de novembro de 2020 conforme planejado originalmente, que foi concluído com sucesso. Foi visto que a cabeça do coletor pairando sobre o SRC após o braço TAGSAM movê-lo para a posição adequada para captura e, posteriormente, a cabeça do coletor fixada no anel de captura na cápsula de retorno da amostra .

Quando a cabeça estava assentada no anel de captura da Sample-Return Capsule em 28 de outubro de 2020, a espaçonave realizou uma "verificação de retorno", que comandou o braço TAGSAM a recuar para fora da cápsula. Essa manobra é projetada para puxar a cabeça do coletor e garantir que as travas - que mantêm a cabeça do coletor no lugar - estão bem presas. Após o teste, a equipe da missão recebeu a telemetria confirmando que a cabeça está devidamente protegida na cápsula de retorno de amostra. Depois disso, em 28 de outubro de 2020, duas partes mecânicas no braço TAGSAM devem primeiro ser desconectadas - estes são o tubo que transportou o gás nitrogênio para a cabeça do TAGSAM durante a coleta de amostra e o próprio braço TAGSAM. Ao longo das próximas horas, a equipe da missão comandou a espaçonave para cortar o tubo que agitou a amostra através da cabeça do TAGSAM durante a coleta da amostra e separar a cabeça do coletor do braço do TAGSAM. Assim que a equipe confirmou que essas atividades foram realizadas, ela comandou a espaçonave em 28 de outubro de 2020, para fechar e selar a cápsula de retorno de amostra, a etapa final do processo de armazenamento das amostras de Bennu. Para selar o SRC, a espaçonave fecha a tampa e, em seguida, prende duas travas internas. Além disso, nas imagens de inspeção, observou-se que algumas partículas haviam escapado da cabeça do coletor durante o procedimento de estiva, mas foi confirmado que nenhuma partícula atrapalharia o processo de estiva, pois a equipe estava confiante de que uma grande quantidade de material permanece no interior da cabeça, sendo mais do que a quantidade necessária, 60 g (2,1 oz), ou seja, entre 60 g (2,1 oz) e 2.000 g (71 oz). A amostra de Bennu está armazenada com segurança e pronta para sua jornada à Terra. Agora que a cabeça do coletor está segura dentro do SRC, pedaços da amostra não serão mais perdidos.

Retorno de amostra

A equipe OSIRIS-REx está agora preparando a espaçonave para a próxima fase da missão, o cruzeiro de retorno à Terra. Em 7 de abril de 2021, o OSIRIS-REx completou seu sobrevoo final de Bennu e começou a se afastar lentamente do asteróide. Em 10 de maio de 2021, OSIRIS-REx deixou oficialmente o asteróide Bennu e começou sua jornada de dois anos à Terra com a amostra do asteróide.

Em 24 de setembro de 2023, a cápsula de retorno OSIRIS-REx está programada para reentrar na atmosfera da Terra e pousar sob um paraquedas no Campo de Teste e Treinamento de Utah da Força Aérea . A amostra seria curada no Astromaterials Research and Exploration Science Directorate (ARES) da NASA e no Extraterrestrial Sample Curation Center do Japão . O material de amostra do asteróide seria distribuído para organizações solicitantes em todo o mundo pela ARES.

Missão estendida

Uma missão estendida está sendo considerada para encontro com o asteróide Apophis próximo à Terra em abril de 2029, logo após sua aproximação com a Terra . O perfil da missão seria semelhante ao realizado em Bennu, com uma fase de aproximação lenta e encontro antes de entrar em órbita sobre o asteróide.

Nome

OSIRIS-REx é um acrônimo, e cada letra ou combinação de letras está relacionada a parte do projeto:

  • O - origens
  • SI - interpretação espectral
  • RI - identificação de recursos
  • S - segurança
  • REx - explorador regolith

Cada uma dessas palavras foi escolhida para representar um aspecto dessa missão. Por exemplo, o S, para segurança significa a segurança da Terra contra NEO perigoso . Especificamente, refere-se a uma melhor compreensão do efeito Yarkovsky , que muda a trajetória do asteróide. Regolith Explorer significa que a missão irá estudar a textura, morfologia, geoquímica e propriedades espectrais do regolito do asteróide Bennu.

Quando seu conceito de herança foi proposto no Programa de Descoberta em 2004, ele foi chamado apenas de OSIRIS, com REx para "Regolith Explorer" usado de forma descritiva e não como parte do nome. Esta missão também é às vezes chamada de Novas Fronteiras 3, por ser a terceira das missões do programa Novas Fronteiras .

A sigla OSIRIS foi escolhida em referência ao antigo deus mitológico egípcio Osiris , o senhor dos mortos do submundo. Ele foi retratado classicamente como um homem de pele verde com barba de faraó, parcialmente envolto por múmia nas pernas e usando uma coroa distinta com duas grandes penas de avestruz de cada lado. Seu nome foi escolhido para esta missão porque o asteroide Bennu é um impactor terrestre ameaçador , com uma chance estimada de 1 em 1800 de atingir a Terra no ano de 2170. Rex significa "rei" em latim.

Objetivos de ciência

Amostra de exibição explodida da cápsula de retorno

Os objetivos científicos da missão são:

  • Retorne e analise uma amostra de rególito de asteróide carbonáceo puro em uma quantidade suficiente para estudar a natureza, história e distribuição de seus minerais constituintes e compostos orgânicos
  • Mapeie as propriedades globais, química e mineralogia de um asteróide carbonáceo primitivo para caracterizar sua história geológica e dinâmica e fornecer contexto para as amostras retornadas
  • Documente a textura, morfologia, geoquímica e propriedades espectrais do rególito no local de amostragem in situ em escalas até milímetros
  • Meça o efeito Yarkovsky (uma força térmica no objeto) em um asteróide potencialmente perigoso e restrinja as propriedades do asteróide que contribuem para este efeito
  • Caracterizar as propriedades globais integradas de um asteróide carbonáceo primitivo para permitir a comparação direta com dados telescópicos baseados no solo de toda a população de asteróides

As observações telescópicas ajudaram a definir a órbita de 101955 Bennu , um objeto próximo à Terra (NEO) com um diâmetro médio na faixa de 480 a 511 m (1.575 a 1.677 pés). Ele completa uma órbita do Sol a cada 436,604 dias (1,2 anos). Esta órbita se aproxima da Terra a cada seis anos. Embora a órbita seja razoavelmente bem conhecida, os cientistas continuam a refiná-la. É fundamental saber a órbita de Bennu porque cálculos recentes produziram uma probabilidade cumulativa de 1 em 1410 (ou 0,071%) de impacto com a Terra no período de 2169 a 2199. Um dos objetivos da missão é refinar a compreensão dos efeitos não gravitacionais (como o efeito Yarkovsky ) nesta órbita e as implicações desses efeitos para a probabilidade de colisão de Bennu. Conhecer as propriedades físicas de Bennu será crítico para os futuros cientistas entenderem ao desenvolver uma missão de prevenção do impacto de um asteróide .

Especificações

Modelo 3D do OSIRIS-REx
Deck de instrumentos OSIRIS-REx
  • Dimensões: Comprimento 2,4 m (7 pés 10 pol.), Largura 2,4 m (7 pés 10 pol.), Altura 3,15 m (10,3 pés)
  • Largura com painéis solares implantados: 6,17 m (20,2 pés)
  • Energia: Duas matrizes solares geram 1226 a 3000 Watts, dependendo da distância da espaçonave ao sol. A energia é armazenada em baterias de íon-lítio .
  • Sistema de propulsão: baseado em um sistema monopropelente de hidrazina desenvolvido para o Mars Reconnaissance Orbiter , carregando 1.230 kg (2.710 lb) de propelente e hélio.
  • A cápsula de retorno de amostra irá reentrar na atmosfera da Terra para um pouso assistido de pára-quedas. A cápsula com as amostras encapsuladas será recuperada da superfície da Terra e estudada, como foi feito na missão Stardust .

Instrumentos

Além de seu equipamento de telecomunicações, a espaçonave carrega um conjunto de instrumentos para gerar imagens e analisar o asteróide em muitos comprimentos de onda e recuperar uma amostra física para retornar à Terra. A Planetary Society coordenou uma campanha para convidar pessoas interessadas a ter seus nomes ou obras de arte sobre o espírito de exploração da missão salvos em um microchip agora carregado na espaçonave.

OCAMS

Conjunto de câmeras de imagem

O OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS) consiste em PolyCam, MapCam e SamCam. Juntos, eles adquirem informações sobre o asteróide Bennu, fornecendo mapeamento global, reconhecimento e caracterização do local da amostra, imagens de alta resolução e registros da aquisição da amostra.

  • PolyCam, um telescópio de 20 cm (7,9 pol.), Adquiriu imagens de luz visível com resolução cada vez mais alta ao se aproximar do asteróide e imagens de superfície de alta resolução da órbita
  • MapCam procura por satélites e plumas de liberação de gás. Ele mapeia o asteróide em quatro canais azul, verde, vermelho e infravermelho próximo, e informa o modelo da forma de Bennu e fornece imagens de alta resolução dos locais de amostra em potencial
  • SamCam documenta continuamente as aquisições de amostra

OVIRS

OVIRS

O OSIRIS-REx Visible and IR Spectrometer (OVIRS) é um espectrômetro que mapeia minerais e substâncias orgânicas na superfície do asteróide. Ele fornece dados espectrais de asteróides de disco completo com resolução de 20 m. Ele mapeia o azul ao infravermelho próximo, 400–4300 nm , com uma resolução espectral de 7,5–22 nm . Esses dados serão usados ​​em conjunto com os espectros OTES para orientar a seleção do local da amostra. As faixas espectrais e poderes de resolução são suficientes para fornecer mapas de superfície de carbonatos , silicatos , sulfatos , óxidos , água adsorvida e uma ampla gama de compostos orgânicos .

OTES

OTES

O espectrômetro de emissão térmica OSIRIS-REx (OTES) fornece mapas espectrais de emissão térmica e informações espectrais locais de locais de amostra candidatos no canal de infravermelho térmico cobrindo 4–50 µm, novamente para mapear substâncias minerais e orgânicas. A faixa de comprimento de onda , resolução espectral e desempenho radiométrico são suficientes para resolver e identificar silicatos, carbonatos, sulfatos, fosfatos, óxidos e minerais hidróxidos. OTES também é usado para medir a emissão térmica total de Bennu em apoio à exigência de medir a radiação emitida globalmente.

Com base no desempenho do Mini-TES no ambiente empoeirado da superfície de Marte, o OTES foi projetado para ser resiliente à contaminação extrema por poeira nos elementos ópticos.

REXIS

O espectrômetro de imagens de raios-X da Regolith (REXIS) fornecerá um mapa de espectroscopia de raios-X de Bennu para mapear as abundâncias dos elementos. REXIS é um desenvolvimento colaborativo de quatro grupos do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e da Harvard University , com potencial para envolver mais de 100 alunos ao longo do processo. O REXIS é baseado em hardware de herança de voo, minimizando assim elementos de risco técnico, risco de cronograma e risco de custo.

REXIS é um telescópio de raio-X suave de abertura codificada (0,3–7,5 keV) que imagens de emissão de linha de fluorescência de raio-X produzida pela absorção de raios-X solares e o vento solar com elementos no regolito de Bennu levando a raios-X locais emissões. As imagens são formadas com resolução de 21 minutos de  arco (resolução espacial de 4,3 m a uma distância de 700 m). A geração de imagens é obtida correlacionando a imagem de raios-X detectada com uma máscara aleatória de elementos de 64 × 64 (pixels de 1,536 mm). O REXIS armazenará os dados de cada evento de raio-X para maximizar o uso do armazenamento de dados e minimizar o risco. Os pixels serão endereçados em caixas de 64 × 64 e a faixa de 0,3–7,5 keV será coberta por cinco bandas largas e 11 bandas de linhas estreitas. Uma etiqueta de tempo de resolução de 24 segundos será intercalada com os dados do evento para contabilizar a rotação Bennu. As imagens serão reconstruídas no terreno após o downlink da lista de eventos. As imagens são formadas simultaneamente em 16 bandas de energia centradas nas linhas dominantes de elementos de superfície abundantes de OK (0,5 keV) a Fe-Kß (7 keV), bem como no continuum representativo. Durante a fase orbital 5B, uma órbita de 21 dias a 700 m da superfície de Bennu, um total de pelo menos 133 eventos / pixel de asteróide / banda de energia são esperados abaixo de 2 keV; o suficiente para obter restrições significativas na abundância de elementos em escalas maiores que 10 m.

Em 11 de novembro de 2019, estudantes universitários e pesquisadores envolvidos na missão descobriram acidentalmente rajadas de raios-X de um buraco negro chamado MAXI J0637-430 localizar 30.000 anos-luz de distância, durante a observação do asteróide com REXIS.

OLA

O Altímetro a Laser OSIRIS-REx (OLA) é um instrumento de digitalização e lidar que fornecerá informações topográficas de alta resolução ao longo da missão. As informações recebidas pelo OLA criam mapas topográficos globais de Bennu, mapas locais de locais de amostra candidatos, variando em apoio a outros instrumentos e suportam análises de navegação e gravidade.

OLA varre a superfície de Bennu em intervalos específicos para mapear rapidamente toda a superfície do asteróide para atingir seu objetivo principal de produzir mapas topográficos locais e globais. Os dados coletados pela OLA também serão usados ​​para desenvolver uma rede de controle relativa ao centro de massa do asteróide e para aprimorar e refinar os estudos gravitacionais de Bennu.

O OLA tem um único receptor comum e dois conjuntos de transmissores complementares que aumentam a resolução das informações trazidas de volta. O transmissor de laser de alta energia da OLA é usado para faixa e mapeamento de 1 a 7,5 km (0,62 a 4,66 mi). O transmissor de baixa energia é usado para variação e geração de imagens de 0,5 a 1 km (0,31 a 0,62 mi). A taxa de repetição desses transmissores define a taxa de aquisição de dados do OLA. Os pulsos de laser de ambos os transmissores de baixa e alta energia são direcionados para um espelho de varredura móvel, que é co-alinhado com o campo de visão do telescópio receptor, limitando os efeitos da radiação solar de fundo. Cada pulso fornece intervalo de destino, azimute, elevação, intensidade recebida e uma etiqueta de tempo.

O OLA foi financiado pela Agência Espacial Canadense (CSA) e foi construído pelo MDA em Brampton , Ontário , Canadá . O OLA foi entregue para integração com a espaçonave em 17 de novembro de 2015. O principal cientista de instrumentos do OLA é Michael Daly, da York University .

TAGSAM

Artigo principal: TAGSAM
Teste de braço TAGSAM antes do lançamento

O sistema de retorno de amostra, denominado Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism (TAGSAM), consiste em uma cabeça de amostrador com um braço articulado de 3,35 m (11,0 pés). Uma fonte de nitrogênio a bordo suportará até três tentativas de amostragem separadas para uma quantidade total mínima de 60 g (2,1 onças) de amostra. As almofadas de contato de superfície também coletam material de granulação fina.

Os destaques do instrumento e técnica TAGSAM incluem:

  • Velocidade de aproximação relativa de 10 cm / s (3,9 in / s)
  • Contato dentro de 25 m (82 pés) do local selecionado
  • OCAMS documenta amostragem a 1 Hz
  • Colete amostras em menos de cinco segundos, o jato anular direto de nitrogênio (N 2 ) fluidiza o regolito, a almofada de contato de superfície captura a amostra de superfície
  • Verifique a coleta de amostra total por meio da mudança de inércia da espaçonave; amostra de superfície por imagem da cabeça do amostrador
  • Cabeça do amostrador armazenada na cápsula de retorno da amostra e devolvida à Terra

Cooperação com JAXA

Hayabusa2 é uma missão semelhante da JAXA para coletar amostras do asteroide 162173 Ryugu próximo à Terra . Ele chegou ao asteróide em junho de 2018, saiu em novembro de 2019 após duas coletas de amostras bem-sucedidas e voltou à Terra em dezembro de 2020. A cápsula de recuperação de Hayabusa2 reentrou na atmosfera terrestre e pousou na Austrália, conforme planejado, em 5 de dezembro de 2020. O conteúdo da amostra será amplamente analisado, incluindo o conteúdo de água que fornecerá pistas sobre a formação inicial do asteróide. O módulo principal do Hayabusa2 está realizando um procedimento de swing-by para "empurrá-lo" para o próximo destino, o asteróide 1998KY26. Devido à semelhança e aos cronogramas sobrepostos das duas missões (OSIRIS-REx ainda está em fase de retorno), a NASA e a JAXA assinaram um acordo para colaborar na troca de amostras e na pesquisa. As duas equipes se visitaram, com representantes da JAXA visitando o OSIRIS-REx Science Operations Center na Universidade do Arizona, e membros da equipe OSIRIS-REx viajando ao Japão para se encontrar com a equipe Hayabusa2. As equipes estão compartilhando software, dados e técnicas para análise e, eventualmente, trocarão porções das amostras que são devolvidas à Terra.

OSIRIS-REx II

OSIRIS-REx II foi um conceito de missão de 2012 para replicar a espaçonave original para uma missão dupla, com o segundo veículo coletando amostras das duas luas de Marte, Fobos e Deimos . Afirmou-se que esta missão seria a maneira mais rápida e menos dispendiosa de obter amostras das luas.

Galeria

Tour narrado pelas características de superfície mais proeminentes de Bennu, como visto pelo OSIRIS-REx
Visualizações do OSIRIS REx
Sistema Terra-Lua durante um teste de engenharia (janeiro de 2018)
Primeiras imagens do asteróide Bennu (agosto de 2018).
Asteróide Bennu a 330 km (210 milhas) de distância (29 de outubro de 2018)
Terra-Lua (parte inferior esquerda) e asteroide Bennu (parte superior direita) (dezembro de 2018)
A Sample Return Capsule (SRC) com o asteróide Bennu no fundo (dezembro de 2019)
O site de amostra "Nightingale" retratado antes e depois da manobra de amostragem.

Veja também

Referências

links externos