كانت المركبة الفضائية أوزيريس ريكس تدور حول الكويكب بينو منذ أواخر عام 2018. وتم إطلاق المهمة – التي تمثل الأصول والتفسير الطيفي وتحديد الموارد و Security-Regolith Explorer – في سبتمبر 2016.
منذ وصولها إلى بينو ، قامت المركبة الفضائية وكاميراتها بجمع وإرسال البيانات والصور مرة أخرى لمساعدة الفريق على معرفة المزيد عن تكوين الكويكب ورسم خرائط لأفضل مواقع الهبوط المحتملة لجمع العينات.
الحدث الرئيسي للمهمة ، يسمى حدث جمع عينات Touch-and-Go ، أو TAG ، من المقرر عقده في 20 أكتوبر في الساعة 5 مساءً بالتوقيت الشرقي.
يقع الكويكب والمركبة الفضائية حاليًا على بعد حوالي 207 مليون ميل من الأرض ، مما سيؤدي إلى تأخير في الاتصال بحوالي 18.5 دقيقة. سيقوم الفريق في ناسا ببث الرسوم المتحركة الحية التي تصور ما يحدث بناءً على الأوامر التي تم إرسالها بالفعل إلى OSIRIS-REx لتسلسل جمع العينات.
ستؤدي المركبة الفضائية التسلسل الكامل للاقتراب من الكويكب وجمع العينة بشكل مستقل لأن الأوامر الحية من الأرض لن تكون ممكنة.
بناءً على البيانات التي أعادتها المركبة الفضائية ، يجب أن يكون فريق المهمة قادرًا على تأكيد ما إذا كان الهبوط ناجحًا يوم الثلاثاء.
أجرت المركبة الفضائية تجربتين دون لمس الكويكب فعليًا ، لذا فإن فريقها مستعد لهذا الحدث المرتقب بشدة.
ومع ذلك ، فإن Bennu ليس كما توقع العلماء أن يكون. إن موقع هبوط Nightingale محاط بالمخاطر ، لذلك يجب تنفيذ المهمة بأقصى درجات الدقة.
سيتعين على المركبة الفضائية OSIRIS-REx اكتشاف المخاطر وتأخير مهمتها إذا كانت هناك أي عقبات تعترض طريق جمع العينات. ولكن إذا كان كل شيء يسير بسلاسة ، فإن المركبة الفضائية وعينتها الثمينة ستبدأ الرحلة الطويلة إلى الأرض العام المقبل وتهبط بالعينة على الأرض في عام 2023.
تفادي صخور حجم المبنى
تخيل شاحنة تتسع لـ 15 راكبًا تطير عبر الفضاء وتقترب من صخرة بارتفاع مبنى إمباير ستيت وتدور بسرعة. هذه هي مهمة أوزيريس ريكس إلى بينو.
يمتلك Bennu مدارًا يجعله قريبًا من الأرض ، ولهذا السبب يعتبر كويكبًا قريبًا من الأرض. يمكن أن تجعله إحدى مقارباته المستقبلية قريبة بشكل خطير من الأرض في القرن المقبل ؛ لديها فرصة واحدة من 2700 للتأثير على كوكبنا.
يمكن للعينات المأخوذة من Bennu أن تساعد العلماء ليس فقط في فهم المزيد عن الكويكبات التي يمكن أن تؤثر على الأرض ولكن أيضًا حول كيفية تشكل الكواكب وبدء الحياة. في المجموع ، ستجمع المركبة الفضائية ما يقرب من 2 أونصة ، أو 30 علبة سكر ، من المواد من الكويكب.
على الرغم من أن هذا يبدو صغيرًا ، إلا أنه أكبر عينة عائدة من الفضاء منذ برنامج أبولو ، وفقًا لوكالة ناسا.
لكن أولاً ، يتعين على OSIRIS-REx التنقل في مسار صغير وضيق إلى موقع هبوط Nightingale داخل فوهة بركان في نصف الكرة الشمالي للكويكب.
تم تقليل مساحة الهبوط إلى حوالي عُشر الخطة الأصلية ، لذا فإن الدقة هي المفتاح. على الحافة الشرقية للفوهة ، توجد صخرة بحجم المبنى يمكن أن تهدد المركبة الفضائية لأنها تتراجع عن الكويكب بمجرد جمع العينة.
قال توماس زوربوشن ، المدير المساعد لمديرية المهام العلمية في وكالة ناسا ، خلال مؤتمر صحفي عقد في سبتمبر ، إن بينو “ليس قريبًا من الشاطئ الرملي الذي كنا نأمله ونتوقعه”.
بدلا من ذلك ، اكتشف العلماء أن الكويكب كان مغطى بصخور بحجم المنزل. استخدم الفريق المركبة الفضائية لرسم خريطة للكويكب بأكمله وتحديد أربعة مواقع هبوط محتملة. تم اختيار العندليب في النهاية كأفضل واحد.
قال دانتي لوريتا ، الباحث الرئيسي في البعثة وأستاذ في مختبر القمر والكواكب بجامعة أريزونا ، في سبتمبر: “لقد اخترنا Nightingale لأنه يحتوي ، إلى حد بعيد ، على أكثر المواد دقة من بين جميع العينات الأربعة المرشحة للمواقع”.
“لقد أمضينا أوائل عام 2020 في إجراء تمريرات استطلاعية على ارتفاعات منخفضة فوق هذا الموقع ، وفي النهاية قمنا بتصوير حوالي ثُمن بوصة لكل بكسل. لدينا بشكل أساسي صور مفصلة بشكل لا يصدق تغطي الحفرة بأكملها ، وقمنا بإحصاء كل تلك الصخور.”
الذهاب للهبوط
يبلغ قطر موقع هبوط Nightingale 52 قدمًا ، أي بحجم عدد قليل من أماكن وقوف السيارات حيث ستهبط المركبة الفضائية بحجم الشاحنة لفترة وجيزة لثوانٍ فقط. ليس هناك مجال للخطأ؛ صخور حجم المبنى على بعد خطوات فقط.
سيستغرق الحدث حوالي 4.5 ساعات لتتكشف وستقوم المركبة الفضائية بتنفيذ ثلاث مناورات لجمع العينة.
ستقوم المركبة الفضائية أولاً بإطلاق محركات الدفع لتغادر مدارها الآمن حول الكويكب ، الذي يبعد حوالي 2500 قدم عن السطح ، وتسافر لمدة أربع ساعات قبل أن تصل إلى مسافة 410 أقدام فقط. بعد ذلك ، سيتم ضبط المركبة الفضائية على الموقع والسرعة لمواصلة الهبوط.
بعد ذلك ، سوف يبطئ أوزيريس ريكس نزوله لاستهداف مسار بحيث يطابق دوران الكويكب أثناء التلامس. سيتم طي الألواح الشمسية الخاصة بها في تكوين Y-wing فوق المركبة الفضائية لحمايتها.
أخيرًا ، سوف تهبط أوزيريس ريكس لمدة تقل عن 16 ثانية. ستطلق المركبة الفضائية زجاجة نيتروجين مضغوطة في الكويكب ، باستخدام الغاز كوسيلة لرفع المواد عن سطح بينو.
سوف يلتقط رأس جامع المركبة الفضائية المواد المقلبة. هذا الرأس ، الموجود على ذراع أخذ العينات الآلية الذي يبلغ طوله 11 قدمًا ، هو الجزء الوحيد من المركبة الفضائية الذي سيمس بينو. يقارنه الفريق بفلتر هواء في سيارة طراز أقدم ، مما يجعله مثاليًا لجمع المواد الدقيقة.
توجد أيضًا أقراص صغيرة ، يمكن أن تجمع الغبار مثل الفوط اللاصقة ، على الرأس في حالة عدم تنفيذ جزء من مناورة أخذ العينات وفقًا للخطة.
ستلتقط كاميرا على المركبة الفضائية لقطات لحدث المجموعة.
وقالت لوريتا: “سنتمكن من معرفة ما إذا كنا مائلين ، إذا انفجر الغاز على الجانب ، وما إذا كانت المواد قد تم تقليبها بدرجة كافية”. “سيكون لدينا أيضًا مؤشرًا جيدًا جدًا عن الموقع الدقيق في Nightingale حيث أجرينا اتصالاً ويمكننا مقارنة ذلك بخريطة إمكانية أخذ العينات لدينا ، لتقييم ما إذا كنا قد وصلنا إلى منطقة بها مواد وفيرة يمكن أخذ عينات منها أو أحد المواقع الصخرية . “
بعد ذلك ، ستطلق دفاعات المركبة الفضائية وتساعدها على التراجع عن سطح بينو والوصول إلى مسافة آمنة مرة أخرى.
ستخوض المركبة الفضائية أوزيريس ريكس هذه المناورات بمفردها وعليها في النهاية أن تقرر ما إذا كانت آمنة أم لا. ستعتمد المركبة الفضائية على نظام الملاحة الخاص بتتبع الخصائص الطبيعية ، والذي يلتقط الصور بنشاط أثناء الهبوط ويقارنها بالصور المخزنة في كتالوج على متن الطائرة للتأكد من أنها على المسار الصحيح. سيؤثر هذا على كل خطوة من خطوات النسب والنهج.
إذا خرجت عن مسارها ، فإن المركبة الفضائية ستجهض المحاولة.
يحتوي نظام الملاحة أيضًا على خريطة مخاطر لموقع الهبوط ، وإذا اكتشف أن المركبة الفضائية تقترب من خطر ، فإنها ستتوقف عند 16 قدمًا فوق الكويكب ولن تستمر في المحاولة.
هذا يعني أنه يمكن لـ OSIRIS-REx البقاء آمنًا ومحاولة جمع عينات أخرى في المستقبل.
التحقق مع الأرض
خلال كل خطوة ، سترسل المركبة الفضائية البيانات إلى باحثي ناسا على الأرض ، مما سيسمح لهم بتحديد ما إذا كان الهبوط ناجحًا أم لا. في حين أن عددًا محدودًا فقط من الفريق سيكون في الموقع في منطقة دعم المهام التابعة لشركة Lockheed Martin Space بسبب الوباء ، سيكون آخرون في الموقع في مواقع مختلفة لمراقبة الحدث.
للتأكد من أن المركبة الفضائية قد جمعت بالفعل عينة ، ستلتقط إحدى كاميرات OSIRIS-REx صورًا لرأس المجموعة في 22 أكتوبر. وفي 24 أكتوبر ، ستجري المركبة الفضائية دورانًا لتحديد كتلة المادة التي جمعتها.
على الرغم من أن الهدف هو 2 أونصة ، إلا أن OSIRIS-REx يمكنها حمل ما يصل إلى 4 أرطال.
إذا سارت عملية جمع العينة كما هو مخطط لها ، فسيتم وضع الرأس والعينة وختمهما في كبسولة إرجاع العينة لإعادتها إلى الأرض.
ولكن إذا فشلت عملية الجمع أو لم يكن هناك ما يكفي من المواد ، فستكون هناك شحنتان إضافيتان من النيتروجين للمحاولات المستقبلية في موقع ثانٍ يسمى Osprey في يناير 2021.
إجمالاً ، سيقضي أعضاء الفريق حوالي أسبوع في تقييم ما جمعوه والتأكد من أن المركبة الفضائية وأدواتها تمكنت من النجاة من المواجهة سالمة.
“إلى حد بعيد ، النتيجة الأكثر ترجيحًا التي سنحصل عليها في 20 أكتوبر هي أننا سنتصل بالسطح ونخرج بعينة كبيرة تتجاوز متطلباتنا. لكن Bennu ألقى علينا عددًا من الكرات المنحنية بالفعل ، وهذا هو السبب في أننا قال مايك مورو ، نائب مدير المشروع في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في ماريلاند ، في بيان: “على استعداد لوضع علامة في أوسبري (موقع النسخ الاحتياطي) إذا أصبح ذلك ضروريًا”.
اكتشف العلماء مؤخرًا أن المواد الدقيقة الموجودة في موقع Nightingale لم تتعرض إلا مؤخرًا لبيئة الفضاء. هذا يعني أن المواد التي جمعتها أوزيريس ريكس ستكون من أكثر المواد نقاوة على الكويكب.
ويقول علماء ناسا إن عينة Bennu التي ستُعاد إلى الأرض لن تشبه النيازك التي لدينا على الأرض ، لأن الكثير مما تعلموه عن Bennu غير متوقع.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”