OSIRIS-REx

Перед вами компьютерная модель космического аппарата OSIRIS-REx, старт которого с мыса Канаверал намечен на 8 сентября в 19:05 (9 сентября в 02:05 по московскому времени). Главная цель этой миссии — посещение астероида 101955 Бенну (Bennu) для сбора и доставки обратно на Землю образцов грунта (см. Sample return mission). Также планируется целый комплекс разнообразных исследований и измерений. О целях миссии рассказано в видеопрезентации, подготовленной NASA.

Название аппарата — это акроним списка его основных задач:
    Origins — сбор древних пород астероида,
    Spectral Interpretation — спектральный анализ его состава (и сравнение с данными наземных телескопов, которое позволит лучше откалибровать их работу и уточнить методы анализа получаемой от них информации),
    Resource Identification — картирование химических элементов и минералов, составляющих астероид,
    Security — уточнение данных об орбитальном движении и вращении астероида,
    Regolith Explorer — съемка и анализ реголита в месте забора образцов грунта.

OSIRIS-REx станет третьим аппаратом, запущенным в рамках программы NASA «Новые рубежи» (New Frontiers program), после аппарата «Новые горизонты», посетившего Плутон в прошлом году (см. статьи Д. Вибе «Мимолетная встреча с Плутоном» и А. Паевского «Постфактум: всё о Плутоне и миссии “Новые горизонты”»), и «Юнона», который недавно вышел на орбиту вокруг Юпитера.

Космический аппарат OSIRIS-REx в сборе на монтажной площадке. Фото с сайта asteroidmission.org

Астероид Бенну выбран неслучайно. Этот небольшой астероид (около 500 м в длину) относится к аполлонам — группе околоземных астероидов, которые периодически пересекают орбиту нашей планеты с внешней стороны. Из-за этого они представляют некоторую опасность, так как теоретически могут рано или поздно столкнуться с Землей. По расчетам, в ближайшие 100 лет Бенну не должен столкнуться с Землей, однако есть шанс, что это произойдет ближе к концу XXII века. Миссия OSIRIS-REx позволит уточнить физические характеристики астероида и параметры его орбиты, чтобы ученые могли лучше учесть влияние тонких эффектов вроде эффекта Ярковского или давления солнечного излучения на движение астероида. Также близость орбиты астероида к земной упрощает задачу возвращения проб.

Другой важный фактор, который учитывался при выборе цели, — принадлежность Бенну к довольно редкому классу В углеродистых астероидов. Предполагается, что в них содержится «строительный материал» солнечной системы, поэтому миссия OSIRIS-REx принесет новые данные о её эволюции.

Несмотря на то, что астероид находится относительно недалеко от Земли, путь до него займет около двух лет. За это время аппарат сделает почти два витка вокруг Солнца, посетив в 2017 году Землю для гравитационного маневра. Это нужно, чтобы правильно «наклонить» орбиту OSIRIS-REx — никакого запаса топлива на такое не хватит. В августе 2018 года должно начаться сближение с Бенну, после чего в течение почти двух лет аппарат будет обращаться вокруг него по орбите небольшого радиуса (5 км), фотографируя и исследуя астероид. За это время с помощью спектрального анализа и анализа альбедо ученые должны будут выбрать подходящее место для взятия проб — достаточно ровный участок на возвышенности, интересный с точки зрения геологии и химии.

Пробы астероидного грунта будут взяты с помощью выдвижного манипулятора TAGSAM (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism — механизм беспосадочного забора образцов).

Испытания манипулятора TAGSAM в условиях микрогравитации, созданных на борту самолета NASA C-9 (см. также Reduced-gravity aircraft). Фото с сайта dslauretta.com

Во время этой операции (см. видео) аппарат зависнет над поверхностью астероида, не садясь на него. Манипулятор представляет собой что-то среднее между пылесосом и отбойным молотком. Он состоит из двух основных компонентов: устройства взятия проб (пробника) и сочлененного шарнирного позиционирующего рычага. После прижатия пробника к грунту будет осуществлен впрыск газообразного азота, запас которого в сжиженном виде есть на борту. Это поднимет пыль с поверхности астероида. Увлекаемые потоком азота, частички реголита размером от 0,1 мм до 2 см будут захвачены в ловушки на стенках пробника. Ученые планируют собрать от 60 грамм до нескольких килограмм породы астероида. На это у аппарата будет всего три попытки — на большее не хватит запасов азота.

Взятые пробы будут помещены в возвращаемую капсулу, аналогичную капсуле аппарата «Стардаст» (Stardust), которая должна будет вернуться на Землю в 2023 году. Затем ученые еще долго будут изучать вещество астероида разными методами — в том числе и такими, о которых сейчас никто даже не догадывается.

Сайт миссии OSIRIS-REx — asteroidmission.org, на нем есть специальная страница с подробным описанием этапов миссии.

Изображение с сайта nasa.gov.

Анастасия Стебалина