NASA wysyła sondę OSIRIS-REx na asteroidę

Kosztująca miliard dolarów misja OSIRIS-REx to jeden z najambitniejszych programów NASA w ostatnich latach. Jej celem jest asteroida 101955 Bennu, która w przyszłości może uderzyć w naszą planetę. Sonda dostarczy też próbki z powierzchni asteroidy.

 – OSIRIS-REx pomoże nam zrozumieć, jak działa Układ Słoneczny i z czego są zbudowane znajdujące się w nim obiekty – podkreśla Jeff Grossman z NASA. – Jak się tworzył układ planetarny, jaki jest potencjał życia – na Ziemi i gdzie indziej. I jakie zasoby kryją obiekty bliskie Ziemi.

Kliknij w grafikę, aby ją powiększyć:

Może trafić

Okienko startowe otwiera się na 34 dni. Rakieta Atlas 5 z sondą czeka już na stanowisku startowym na przylądku Canaveral, niecałe 3 kilometry od miejsca, w którym przed tygodniem wybuchła prywatna rakieta Space X Falcon. Pojazdowi NASA nic się nie stało – był osłonięty specjalną konstrukcją. Prognoza dla czwartkowego startu (wg czasu miejscowego) zakłada 80-proc. prawdopodobieństwo dobrej pogody.

Jeżeli sonda OSIRIS-REx wystartuje na czas, do Bennu dotrze w sierpniu 2018 roku. Kapsuła z próbkami wróci do nas dopiero w 2023 roku.

Bennu to asteroida odkryta w 1999 roku. Ma około 500 metrów średnicy, masę szacuje się na ok. 85 mln ton, a obserwacje toru jej lotu oraz obliczenia wskazują, że w przyszłości może ona uderzyć w Ziemię. Ze względu na rozmiary nie spłonęłaby w atmosferze, lecz wywołała kataklizm.

W 2010 roku naukowcy obliczyli, że w latach 2169–2199 Bennu ośmiokrotnie zbliży się do Ziemi. Astronomowie szacowali, że łączne prawdopodobieństwo zderzenia z naszą planetą w tym okresie wynosi ok. 0,071 proc. Najnowsze obliczenia, bazujące na kolejnych obserwacjach, każą zredukować zagrożenie do 0,037 proc. Jednak wiele zależy od składu asteroidy, jej masy, a co za tym idzie dokładnych parametrów lotu. To właśnie ma m.in. sprawdzić sonda.

Nazwa Bennu (Benu) została zapożyczona z mitologii egipskiej. Tak nazywał się święty ptak (pierwowzór feniksa) łączony ze Słońcem, życiem i odrodzeniem. Asteroidę nazwano tak po konkursie ogłoszonym przed misją OSIRIS-REx. Wcześniej nosiła mniej fantazyjne miano 1999 RQ36.

Nazwa OSIRIS-REx to natomiast efekt słowotwórczych wysiłków inżynierów NASA – Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer. W ten sposób Ozyrys – bóg śmierci i odrodzonego życia – poleci zbadać świętego ptaka.

Dmucha i ssie

 – Lecimy na asteroidę, na podstawowy blok, jeden z tych, z których powstały planety naszego Układu Słonecznego – mówi prof. Dante Lauretta z Uniwersytetu Arizony, główny naukowiec misji. – 4,5 miliarda lat temu nasz układ planetarny był jeszcze wielką chmurą wirującego gazu i pyłu, w którym cząsteczki miały rozmiar milimetra. Stopniowo zlepiały się, tworzyły większe obiekty, takie jak Ziemia. Ale takich cząsteczek nie zbadamy na asteroidzie, musimy je mieć w laboratorium. Wierzymy, że Bennu jest jak kapsuła czasu przechowująca materiał z początków naszego Układu Słonecznego. Może skrywać odpowiedź na najbardziej fundamentalne pytania ludzkości, takie jak to: skąd przychodzimy.

Dzięki kamerom wysokiej rozdzielczości, dwóm spektrometrom i laserowemu dalmierzowi OSIRIS-REx wykona dokładną mapę powierzchni Bennu. Zajmie to dwa lata. Później ziemska sonda będzie musiała niezwykle precyzyjnie dopasować swój ruch do ruchu Bennu. Obiekt ten nie tylko leci z dużą prędkością (ponad 100 tys. kilometrów na godzinę), ale też się obraca. To wyrównanie jest niezbędne, bo kolejny manewr, jaki ma wykonać sonda NASA, jest wyjątkowy w historii badań kosmosu. Pojazd ma się zbliżyć do asteroidy i powoli rozsunąć trzymetrowy wysięgnik. Panele słoneczne odchylą się do tyłu, aby uniknąć pokrycia pyłem. Łapa ma na końcu urządzenie do pobierania próbek przypominające patelnię. Sonda zbliży tę patelnię do powierzchni. Podczas kontaktu, trwającego zaledwie 5 sekund, musi pobrać kawałek asteroidy.

Zrobi to tak: specjalną dyszą wypuści azot pod ciśnieniem. Gaz podniesie drobinki, które zostaną wessane do pojemników na ramieniu. Natychmiast potem sonda odskoczy od asteroidy. Mechanizm na pokładzie może zważyć pobrane próbki. Jeżeli okażą się niewystarczające, aparat wykona kolejne podejście. Zapas azotu wystarczy na trzy takie manewry. To najtrudniejsza część misji, bo nie wiadomo, jaka jest powierzchnia Bennu – może być miękka i sypka albo twarda jak cement.

Celem jest pobranie co najmniej 60 gramów materiału. Ale naukowcy są przygotowani nawet na ładunek rzędu 2 kilogramów.

Powrót na pustynię

Sonda zbada również zjawisko, które może odpowiadać za drobne zmiany trajektorii lotu asteroidy. Czyli coś, co mieszkańców Ziemi będzie gorąco interesowało w przyszłym stuleciu. – Trajektoria Bennu odchyliła się o ok. 160 km od 1999 roku – mówi prof. Lauretta.

Stoi za tym zapewne tzw. efekt Jarkowskiego. Jan Jarkowski był polskim naukowcem, który w 1888 roku zasugerował, iż absorpcja i wypromieniowanie ciepła przez obiekty kosmiczne mogą nieznacznie zmieniać parametry ich lotu.

W marcu 2021 r. OSIRIS-REx ostatecznie pożegna się z Bennu i ruszy ku Ziemi. We wrześniu 2023 roku odstrzeli kapsułę z próbkami w stronę ziemskiej atmosfery, a lżejsza już sonda odpłynie na orbitę wokół Słońca. Próbki natomiast mają opaść na spadochronach na pustynię kilkadziesiąt kilometrów od Salt Lake City.