Próbka asteroidy, która wkrótce wyląduje na Ziemi. Tego możemy się spodziewać

(CNN) — Oczekuje się, że kiedy w niedzielę sonda kosmiczna OSIRIS-REx przeleci obok Ziemi, dostarczy rzadki kosmiczny prezent: oryginalną próbkę pobraną z Bennu, asteroidy znajdującej się blisko naszej planety.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, statek kosmiczny wystrzeli kapsułę zawierającą około 250 gramów skał i gleby z asteroidy z kosmosu na miejsce lądowania na pustyni w Utah.

NASA zostanie wyemitowany Dostawy próbek na żywo rozpoczynają się w niedzielę o 10:00 czasu Miami. Oczekuje się, że kapsuła wejdzie w atmosferę ziemską o godzinie 10:42 czasu Miami i będzie poruszać się z prędkością około 44 498 km/h. Wyląduje w Utah za około 13 minut.

Po wystrzeleniu kapsuły OSIRIS-REx będzie kontynuował podróż przez Układ Słoneczny, aby szczegółowo obserwować inną asteroidę zwaną Apophis.

Badanie próbki może pomóc naukowcom zrozumieć podstawowe szczegóły dotyczące pochodzenia naszego Układu Słonecznego, ponieważ asteroidy są „pozostałością” z początków naszego Układu Słonecznego 4,5 miliarda lat temu. Ale próbka może również dostarczyć informacji o Bennu, który może w przyszłości zderzyć się z Ziemią.

NASA od lat przygotowywała się do wysłania na Ziemię pierwszej próbki asteroidy zebranej w kosmosie. Oto kamienie milowe dotychczasowej misji i to, co nas czeka.

Kosmiczna podróż statkiem kosmicznym

OSIRIS-REx, co oznacza Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer, odbył długą podróż w ciągu ostatnich siedmiu lat. Sonda kosmiczna NASA wystartowała z Przylądka Canaveral w 2016 roku i dotarła na orbitę Bennu w grudniu 2018 roku.

OSIRIS-REx, pierwsza amerykańska misja wysłana na asteroidę bliską Ziemi, przeszła do historii już kilkakrotnie. Osiągnął przez statek kosmiczny orbitę najbliższą ciału planetarnemu (a Bennu stał się najmniejszym ciałem, jakie kiedykolwiek okrążył statek kosmiczny).

OSIRIS-REx przeskanował całą asteroidę, aby określić najlepsze miejsce na pobranie próbki. Bennu ma około 500 metrów szerokości i składa się ze skał utrzymywanych razem przez grawitację.

Widoki Bennu dostarczone przez sondę pozwoliły zespołowi odpowiedzialnemu za misję uzyskać bezprecedensowe informacje na temat asteroidy, w tym odkrycie lodu uwięzionego w skałach Bennu oraz węgla w formie w dużej mierze kojarzonej z biologią. Zespół był także świadkiem wystrzelenia w przestrzeń kosmiczną cząstek z asteroidy.

Sonda zbliżała się coraz bardziej do asteroidy, aż 20 października 2020 roku wykonała historyczną misję pobrania próbek TAG (Touch-and-Go).

W trakcie misji pojawiły się problemy, które zagroziły jej powodzeniu, takie jak głowica pobierająca próbki statku kosmicznego, która zebrała tak dużo materiału, że pojemnik nie mógł zostać prawidłowo uszczelniony, co spowodowało wyciek cennego materiału asteroidowego w przestrzeń kosmiczną.

Podczas historycznego wydarzenia głowica pobierająca próbki sondy OSIRIS-REx zanurzyła się na głębokość 0,5 metra w powierzchnię asteroidy. Na podstawie tego, co wydarzyło się, gdy statek kosmiczny pobierał próbkę, wydaje się, że zewnętrzna część Bennu składa się z luźnych cząstek, które nie są ze sobą trwale powiązane. Gdyby statek nie uruchomił silnika odrzutowego po szybkim zebraniu się pyłu i skał, spadłby bezpośrednio na asteroidę.

Właśnie wtedy zespół wykonujący misję odkrył, że powierzchnia asteroidy przypomina dół plastikowych kulek.

Ilustracja przedstawiająca sondę OSIRIS-REx schodzącą na skalistą powierzchnię asteroidy Bennu.
(Źródło: NASA/Goddard/Uniwersytet w Arizonie)

Zespół OSIRIS-REx był w stanie sprostać tym wyzwaniom i pokonać je, a statek kosmiczny ma dostarczyć największą próbkę pobraną przez misję NASA od czasu, gdy astronauci programu Apollo kilkadziesiąt lat temu zwrócili skały księżycowe.

Zespołowi udało się również zorganizować ostatni przelot obok Bennu w kwietniu 2021 r., co dało mu możliwość zobaczenia, jak OSIRIS-REx zakłócał i zmieniał powierzchnię asteroidy podczas zbierania próbek. Zdjęcia przed i po pokazały kilka interesujących różnic powstałych w wyniku pobrania próbek i odpalenia silników statku kosmicznego po tym, jak statek kosmiczny oddalił się od asteroidy, w tym ruch i przemieszczenie dużych skał na powierzchni asteroidy.

Powrót na Ziemię

Od czasu pożegnania z Bennu w maju 2021 r. OSIRIS-REx odbywa podróż powrotną na Ziemię, dwukrotnie okrążając Słońce, aby móc minąć naszą planetę na czas i zrzucić próbkę asteroidy.

NASA i Lockheed Martin Space spędziły większą część tego roku na ćwiczeniu każdego etapu procesu odzyskiwania próbki.

Jeśli trajektoria statku kosmicznego będzie prawidłowa, oczekuje się, że kapsuła próbna oddzieli się od OSIRIS-REx około 102 000 kilometrów od Ziemi w niedzielę wczesnym rankiem. Od opuszczenia Bennu statek kosmiczny wykonał liczne manewry i uruchomił silniki, aby minąć Ziemię na czas i wystrzelić kapsułę. Kapsuła wyląduje na obszarze o wymiarach 58 na 14 kilometrów na poligonie testowo-szkoleniowym Departamentu Obrony w stanie Utah.

Spadochrony zostaną uruchomione, aby spowolnić kapsułę, tak aby mogła wylądować z prędkością 17,7 km/h, a zespoły będą gotowe do odzyskania kapsuły, gdy tylko będzie to bezpieczne, powiedziała Sandra Freund, kierownik programu OSIRIS-REx w Lockheed Martin Space. Z NASA zbuduje statek kosmiczny, zapewni operacje lotnicze i pomoże w odzyskaniu kapsuły.

Helikopter przetransportuje próbkę w siatce ładunkowej i dostarczy ją do tymczasowego pomieszczenia czystego utworzonego na poligonie w czerwcu. Tam zespół przygotuje pojemnik na próbki do transportu samolotem C-17 do należącego do NASA Johnson Space Center w Houston w poniedziałek. Szczegóły próbki zostaną ujawnione 11 października w transmisji NASA nadawanej przez Johnson.

Przez następne dwa lata naukowcy będą analizować skały i glebę w specjalnym pomieszczeniu czystym w Johnson Space Center.

Ważne jest, aby lepiej zrozumieć, ile planetoid bliskich Ziemi, takich jak Bennu, mogłoby zderzyć się z naszą planetą. Lepsza wiedza na temat ich składu i orbit jest kluczem do przewidywania, które asteroidy mogą zbliżyć się do Ziemi i kiedy, a także do opracowania metod ich odchylania.

Próbka zostanie podzielona i wysłana do laboratoriów na całym świecie, w tym do partnerów misji OSIRIS-REx w Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej i Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych. Około 70% próbki pozostanie w repozytorium nienaruszone, dzięki czemu przyszłe pokolenia korzystające z lepszej technologii będą mogły dowiedzieć się więcej, niż jest to możliwe obecnie.

Na ekranie pojawią się informacje na temat powstania i historii naszego Układu Słonecznego, a także roli asteroid w ewolucji planet nadających się do zamieszkania, takich jak Ziemia. Naukowcy uważają, że asteroidy węglowe, takie jak Bennu, zderzyły się z Ziemią na wczesnym etapie jej powstawania, dostarczając pierwiastków takich jak woda.

Oczekuje się, że próbka dotrze na poligon testowy i szkoleniowy Departamentu Obrony w Utah, gdzie zespoły ratownicze szkolą się od miesięcy.
(Źródło: Keegan Barber/NASA)

„Szukamy wskazówek wyjaśniających, dlaczego Ziemia jest światem nadającym się do zamieszkania, tym rzadkim klejnotem przestrzeni kosmicznej, który ma oceany i ochronną atmosferę” – wyjaśnia Dante Lauretta, główny badacz OSIRIS-REx na Uniwersytecie Arizony w Tucson.

„Uważamy, że cała ta materia została przywieziona przez te bogate w węgiel asteroidy na bardzo wczesnym etapie formowania się naszego układu planetarnego. Uważamy, że przywracamy tego rodzaju materię, dosłownie, która być może reprezentuje nasiona życia to było stworzenie tej niesamowitej biosfery, ewolucja biologiczna i nasza obecność tutaj dzisiaj.