OSIRIS-REx практически готов к полету на астероид Bennu

Отправка космического зонда OSIRIS-REx на неизвестную землю должна состояться 8 сентября. Пройдет пять лет и образец неизвестной поверхности околоземного астероида Bennu вернется на Землю. Во время этой уникальной экспедиции, OSIRIS-REx также исследует, как давление солнечного света влияет на траекторию этого небесного объекта. Чтобы миссия прошла успешно, зонду понадобиться почти два года, чтобы составить четыре 3D-карты, с помощью которых и будет определено самое оптимальное место выборки.

Bennu – один из фрагментов, оставшихся в нетронутом виде со времен формирования Солнечной системы. Он является достаточно древним, что позволит существенно расширить знания о той, очень ранней истории. OSIRIS-REx подробно изучит Bennu, возьмет образец грунта и доставит его назад к Земле. Первую вещь, которую понадобиться сделать после достижения «новой земли» – это составить карты.

Для OSIRIS-REx картография является одной из основных научных целей и неотъемлемая часть программы полета. Зонд, используя пять своих приборов и летя в непосредственной близости от Bennu, сделает четыре карты, которые покажут, какие места представляют наибольшую научную ценность, где можно коснуться астероида безопасно, как лучше всего осуществить поверхностный навигационный маневр и где есть достаточно мелкого грунта, который может собрать устройство выборки. Каждая карта будет содержать различные виды данных и позволит ответить на один из вопросов.

Для начала планируется выбрать около десятка потенциальных мест отбора проб. На это уйдет год. Как только этот список сформируется, его передадут на Землю. Ученые оставят 3-5 потенциальных кандидатов, на которых подробно сосредоточатся в течение второго года. После взятия образца, карты уточнят для проведения будущих полетов к астероиду.

Первая карта отвечает на вопрос безопасности зонда. Ученые должны сделать так, чтобы OSIRIS-REx не столкнулся с какими-либо опасностями по мере приближения к Bennu и при выполнении поверхностного маневра, когда развернут механический рычаг и медленно приблизятся к астероиду, пока устройство выборки на конце рычага не коснется грунта. Целевой зоной для маневра будет круг диаметром 50 метров. Планируется, что касание должно произойти исключительно в пределах этого круга.

На карту нанесут наклон местности, температуру и возможные места выброса вещества, как у кометы. Еще одна информация будет присутствовать на ней – сумма света, отраженного поверхностью. Это важно, потому что OSIRIS-REx задействует лазерный высотомер. Если область слишком темная, он не сможет принять эхосигнал; область слишком яркая, то это «ослепит» датчик. Обозначат на карте и такие опасности, как большие камни и отвесные утесы.

Вторая карта – навигационная. Она даст ответ на несколько вопросов: какая оптимальная орбита, с какой стороны и на какой скорости приблизиться к цели. Масса астероида делает управление зондом специфической проблемой. Bennu – один из самых малых объектов, которые когда-либо посещал планетарный зонд. Для него характерна настолько низкая гравитация, что давление солнечного света на OSIRIS-REx почти сравнимо с его силой притяжения. Чтобы закрепиться на орбите, зонд должен работать на удалении не более 2,4 км. Немного дальше и солнечный ветер начнет удалять его от астероида.

Третья карта определит, где расположен лучший поверхностный материал. Устройство выборки, напоминающее большой автомобильный воздушный фильтр, сможет взять пыль и кусочки гравия, размером менее 2 см. Планируется собрать около 60 граммов грунта, хотя конструктивно устройство выборки сможет удержать до 2 кг.

Чтобы найти грунт подходящего размера, понадобиться собрать информацию, которая покажет, как материал на поверхности сохраняет и отдает тепло. Более крупные частицы поглощают больше тепла от Солнца и медленно охлаждаются в течение ночи на астероиде. Мелкозернистые частицы теряет тепло очень быстро, когда они находятся вне солнечного света.

Четвертая карта – самая главная. На нее поместят информацию о научной ценности поверхности. Основываясь на радарных наблюдениях, ученые предполагают, что Bennu должен содержать воду и органический, или углеродисто-богатый, материал, но еще не понятно, как все это распределено по местности. Предполагается найти материал с высокой научной ценностью в холодных местах, потому что там лучшие условия для сохранения органики.

Все эти карты «лягут» на 3D-модель Bennu. У ученых существуют два способа получить подробную форму астероида. Первый – сделать точные измерения расстояния до поверхности с постоянной орбиты, используя бортовой лазерный высотомер. Второй – так называемая технология стереофотограмметрии, которая позволяет получить 3D-рельеф местности из нескольких фотографий, сделанных с различных ракурсов при различных углах освещения.