NASA đã chọn địa điểm lấy mẫu cho tàu vũ trụ OSIRIS-REx của mình. Sau khi thu hẹp nó xuống còn bốn trang web tiềm năng và kiểm tra chúng một cách chi tiết, họ đã giải quyết trên một địa điểm. Sự lựa chọn của họ? Cơn ác mộng.
OSIRIS-REx đã ở tiểu hành tinh Bennu được một năm, chụp ảnh chi tiết toàn bộ bề mặt của nó. Trong khi tàu vũ trụ có các mục tiêu nhiệm vụ khác, phần hoàn trả mẫu của nhiệm vụ là tối quan trọng. Các tàu vũ trụ tiên tiến như OSIRIS-REx có thể thu thập dữ liệu chi tiết về tiểu hành tinh khi ở đó, nhưng nó quay trở lại Trái đất, trong các phòng thí nghiệm chuyên ngành, nơi có thể thực hiện phân tích mẫu sâu.
Trong số bốn ứng cử viên, trang web Nightingale đáp ứng tốt nhất các tiêu chí này và cuối cùng, đảm bảo tốt nhất cho sự thành công của nhiệm vụ.
Dante Lauretta, điều tra viên chính của OSIRIS-REx.
Nhưng trước khi nó có thể trả lại một cái, nó phải thu thập một cái, và tìm một vị trí an toàn để thu thập một cái trên bề mặt đá và đá cuội của Bennu là một thách thức. Khi OSIRIS-REx (Nguồn gốc, Phiên dịch quang phổ, Nhận dạng tài nguyên, Bảo mật, Regolith Explorer) đến Bennu, nhân viên nhiệm vụ nhận thấy tiểu hành tinh này khó khăn hơn dự kiến. Trong khi có rất nhiều vật liệu phù hợp để lấy mẫu vật liệu hạt mịn nhỏ hơn 2,5 cm (1 inch) bề mặt đá của tiểu hành tinh khiến nó khó tiếp cận.
NASA đã thu hẹp lựa chọn của họ xuống còn bốn địa điểm, mỗi địa điểm cung cấp vật liệu hạt mịn cần thiết, đồng thời gây ra nguy cơ có thể kiểm soát được cho chính tàu vũ trụ. Chúng đều được đặt theo tên của các loài chim: Sandpiper, Osprey, Kingfisher và trang web được xác nhận, Nightingale.
Sau khi đánh giá kỹ lưỡng tất cả bốn vị trí ứng cử viên, chúng tôi đã đưa ra quyết định cuối cùng dựa trên trang web nào có lượng vật liệu hạt mịn lớn nhất và tàu vũ trụ có thể truy cập vật liệu đó dễ dàng như thế nào trong khi giữ an toàn cho tàu vũ trụ, Dante Lauretta, OSIRIS-REx điều tra viên chính tại Đại học Arizona ở Tucson. Trong số bốn ứng cử viên, trang web Nightingale đáp ứng tốt nhất các tiêu chí này và cuối cùng, đảm bảo tốt nhất cho sự thành công của nhiệm vụ.
Trong một bài viết trước đây trên Tạp chí Vũ trụ, chúng tôi đã nhấn mạnh bốn trang web lấy mẫu tiềm năng. Các nhà điều hành nhiệm vụ khó khăn phải đối mặt là tàu vũ trụ được thiết kế để hạ cánh trên một khu vực giống như bãi biển với các mỏ giống như vật liệu mịn hơn phù hợp để lấy mẫu. Nhưng bản chất đá của Bennu, làm phức tạp sự lựa chọn.
Bây giờ, tuy nhiên, sự lựa chọn đã được thực hiện.
Nightingale nằm trong một miệng núi lửa ở phía bắc của tiểu hành tinh. Miệng núi lửa rộng 140 mét (460 ft.). Hình ảnh cho thấy Nightingale khá trơn tru, và địa điểm ở phía bắc xa đến mức nhiệt độ thấp hơn, có nghĩa là regolith ở đó được bảo quản tốt. Ngoài ra, miệng núi lửa còn trẻ và vật liệu được tiếp xúc mới, khiến nó trở nên lý tưởng để thu thập một mẫu nguyên sơ. Một mẫu nguyên sơ hơn đã thấy thời tiết không gian ít hơn và sẽ nắm giữ nhiều manh mối hơn về lịch sử của Bennu.
Khi nhiệm vụ hoàn trả mẫu OSIRIS-REx đang được lên kế hoạch, NASA đã hình dung ra một địa điểm có đường kính 50 mét (164 ft.) Miệng núi lửa Nightingale lớn hơn thế, nhưng vẫn có những rủi ro. Kích thước của khu vực chạm đất an toàn trong miệng núi lửa chỉ có đường kính khoảng 16 mét (52 ft.). Rằng chỉ có một phần mười kích thước được vạch ra trong kế hoạch nhiệm vụ.
Vì vậy, OSIRIS-REx sẽ cần nhắm mục tiêu chính xác vị trí lấy mẫu của nó, bao gồm cả cách di chuyển xung quanh một tảng đá lớn có thể cản đường khi tàu vũ trụ rời khỏi vị trí lấy mẫu. NASA Khác đang làm việc trên đó, phát triển một hệ thống tránh va chạm cho OSIRIS-REx.
Khi OSIRIS-REx cuối cùng lấy một mẫu, nó sẽ tự động thực hiện. Tàu vũ trụ có hệ thống Theo dõi Đặc điểm Tự nhiên (NFT) sử dụng hình ảnh của tiểu hành tinh để dẫn hướng lên bề mặt. Bằng cách so sánh các hình ảnh trên tàu của Bennu với những gì máy ảnh của nó đang nhìn thấy trong thời gian thực, nó có thể tránh được va chạm.
Nhưng Bennus không bất khả xâm phạm có nghĩa là hệ thống sẽ phải đối mặt với một số thách thức. Nó có một thiết bị tự động không an toàn sẽ hủy bỏ việc lấy mẫu nếu một chướng ngại vật quá gần. Để ngăn chặn điều đó xảy ra, các nhà điều hành nhiệm vụ sẽ làm việc thêm giờ. Trên thực tế, nhóm nghiên cứu gần như mong đợi tàu vũ trụ sẽ từ bỏ nỗ lực đầu tiên khi nó tiếp cận những tảng đá có kích thước bằng tòa nhà nằm rải rác trên bề mặt của tiểu hành tinh.
NASA cũng đã chọn một địa điểm lấy mẫu dự phòng. Osprey sẽ lấp đầy vai trò đó.
OSIRIS-REx có thể thực hiện nhiều lần lấy mẫu nếu cần thiết. Nếu việc thu thập mẫu không diễn ra trong Nightingale, bản thân nỗ lực đó có thể làm phiền trang web quá nhiều, khiến nó không phù hợp cho lần thử thứ hai. Nếu hệ thống NFT hủy bỏ nỗ lực và loại bỏ tàu vũ trụ, các máy đẩy có thể làm phiền trang web. Trong trường hợp đó, tàu vũ trụ sẽ thử một bộ sưu tập mẫu khác tại Osprey.
Giàu Bennu đã thách thức OSIRIS-REx với địa hình gồ ghề đặc biệt, ông cho biết Rich Burns, giám đốc dự án OSIRIS-REx tại Trung tâm bay vũ trụ NASA God Goddard. Nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh bằng cách sử dụng một kỹ thuật điều hướng quang chính xác hơn, mặc dù phức tạp hơn để có thể đi vào các khu vực nhỏ này. Chúng tôi cũng sẽ hỗ trợ OSIRIS-REx với khả năng nhận biết liệu nó có đúng khi chạm vào mối nguy hiểm bên trong hoặc liền kề với trang web và tắt sóng trước khi điều đó xảy ra hay không.
Bây giờ NASA đã giải quyết trên các trang web chính và dự phòng để lấy mẫu, dự đoán đang tăng lên. Nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm trước khi bộ sưu tập mẫu có thể diễn ra. Vào tháng 1, OSIRIS-REx sẽ bắt đầu nhiều chuyến bay trinh sát của cả Nightingale và Osprey, và chúng sẽ kết thúc vào mùa xuân. Sau khi hoàn thành quá trình điều chỉnh, tàu vũ trụ sẽ diễn tập cho lần thử sưu tập mẫu đầu tiên, dự kiến vào tháng 8.
Nếu mọi việc suôn sẻ, OSIRIS-REx sẽ rời Bennu vào năm 2021 và mẫu sẽ được đưa trở lại Trái đất vào tháng 9 năm 2023.
