NASA의 OSIRIS-REx 우주선은 2018 년 12 월 3 일에 목표 인 소행성 Bennu (101955 Bennu)에 도달했습니다. 그 이후로 우주선은 소행성 표면을 조사하여 샘플을 수집하기에 적합한 착륙 지점을 찾고 있습니다. 문제는 Bennu가 처음 생각했던 것보다 훨씬 더 까다 롭고 도전적인 표면을 가지고 있다는 것입니다.
OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer)의 주요 임무는 소행성 Bennu에서 샘플을 수집하여 지구로 돌려 보내는 것입니다. 이는 위험한 작전이며 성공하기 위해서는 우주선이 두 가지 조건을 충족하는 샘플링 위치를 찾아야합니다. 샘플링에 적합한 미세한 재료가 있어야하며 우주선에 안전해야합니다.
우주선은 소행성 표면을 면밀히 연구하고 있으며, 12 월 NASA는 킹 피셔, 물수리, 샌드 파이퍼, 나이팅게일 등 4 개의 조류 테마 후보로 샘플링 장소를 좁혔다 고 발표했다. NASA는이 네 가지를 자세히 살펴본 후 Osprey를 백업으로 사용하여 Nightingale을 기본 샘플링 사이트로 선택했습니다.
그것은 정찰 단계 A의 모든 부분이었습니다. 이제 임무는 정찰 단계 B에 있으며,이 단계에서는 OSIRIS-REx가 Bennu에 가까워 야합니다.
우주선의 가정 궤도는 소행성 표면 위로 1.2km (0.75 마일) 떨어져 있습니다. 어제 OSIRIS-REx가 더 가까워졌습니다. 거의 11 시간의 기동 동안, 우주선은 표면에서 620 미터 (0.4 마일) 이내에 도달하여 폭 16 미터 (52 피트)의 지상 패치 인 나이팅게일 (Nightingale) 부지 위로 날아 갔다.
이것은 우주선이 수행 한 가장 작은 기동이었습니다. LTR (Low Thrust Reaction Engine Assembly) 스러 스터 중 하나를 사용하여 접근을 시작했습니다. 이들은 가장 작은 추진기이며 우주선을 3.7mm / s로 움직였습니다.
우주선은 이제 안전한 집 궤도로 돌아 왔지만 이것은 나이팅게일과 가장 가까운 거리였습니다.
우주선은 카메라를 사용하여 Nightingale 사이트의 온보드 비주얼 모델을 구축했습니다. 이 모델을 사용하여 NFT (Natural Feature Tracking) 시스템으로 사이트 안팎으로 이동합니다. NFT는 카메라가 실시간으로보고있는 것을 온보드 이미지와 비교하여 작동합니다.
2 월 11 일, OSIRIS-REx는 백업 샘플링 사이트 인 Osprey를 통해 또 다른 클로즈업 작업을 수행 할 것입니다.
그러면 더 가까워 질 것입니다.
3 월에는 정찰기 C를 수행합니다.이 단계에서 우주선은 Bennu에서 250 미터 (820 피트) 이내에 접근합니다. 3 월 3 일에는 그 고도에서 나이팅게일을 날고 3 월 26 일에는 Osprey도 마찬가지입니다. 이러한 비행은 각 사이트의 풍부한 고해상도 이미지를 제공하기 위해 각 사이트의 중요한 고해상도 이미지를 제공합니다.
정찰 단계 C가 완료되면 OSIRIS-REx는 샘플링 작업에 대해 2 번의 리허설을 수행합니다. 궤도를 떠난 후 샘플링 위치 바로 위에 미리 지정된 체크 포인트로 이동 한 다음 안전한 궤도로 돌아갑니다. 두 번째 리허설에서는 궤도와 기동을 매치 포인트로 둡니다. 거기에서 다시 궤도로 돌아 오기 전에 샘플링 위치 위로 마우스를 가져갑니다.
이 리허설은 미션의 성공에 매우 중요합니다. 각 리허설 중에 우주선은 OCAMS 및 TAGCAMS 이미지와 LIDAR 데이터를 추적하고 분석합니다. OSIRIS-REx 팀은 비행 시스템이 제대로 작동하는지 확인하는 모든 것을 사용합니다.
그런 다음 최종 샘플링이 제공됩니다.
우주선의 TAGSAM (Touch-and-Go-Sample-Acquisition-Mechanism) 기기는 Bennu에서 리골리스 샘플을 수집합니다. TAGSAM은 다 관절 로봇 팔입니다. OSIRIS-REx가 나이팅게일에 접근함에 따라이 팔은 소행성의 표면쪽으로 확장됩니다. 우주선은 소행성에 매우 느리게 접근 할 것이며, 그렇게되면 TAGSAM이 접촉 할 것입니다.
샘플을 수집하기에 충분할 정도로 짧은 시간 (약 5 초) 만 표면에 닿습니다. TAGSAM에 의해 포집 될 표면 위에 미세 입자 물질을 보내면서 질소 가스를 regolith에 불어 넣어 샘플을 수집합니다. 그런 다음 샘플에서 재료의 양을 측정하여 충분한 지 확인합니다. NASA는 60 그램 (2.1 온스) 샘플을 수집하려고합니다.
NASA는 새로운 샘플 계량 방법을 가지고 있습니다. 샘플을 수집하면 스러 스터를 발사하여 Bennu에서 멀어지게합니다. 그런 다음 TAGSAM을 확장하면 우주선이 회전합니다. 관성을 측정하고 TAGSAM이 확장되었지만 비어있는 이전 스핀과 비교합니다.
표본이 충분히 크지 않으면 절차를 반복 할 수 있습니다. OSIRIS-REx에는 필요한 경우 3 개의 시료 수집을 수행하기에 충분한 질소가 있습니다.
NASA가 샘플 수집에 성공하면 TAGSAM 헤드를 SRC (Sample Return Capsule)에 넣습니다. 그러면 OSIRIS-REx가 안전한 거리로 천천히 드리프트됩니다.
그 후에도 우주선은 여전히해야 할 일이 있습니다. 소행성을 연구하면서 2021 년 3 월까지 Bennu에 남아있을 것입니다. 그런 다음 지구로 출발합니다.
OSIRIS-REx의 예상 샘플 반환 날짜는 2023 년 9 월입니다. 모든 것이 잘 진행되면 우주선은 낙하산을 통해 SRC를 지구로 방출하고 미 공군의 유타 시험 및 훈련 범위에서 회수합니다.
왜 샘플 Bennu?
소행성은 우리 태양계 초기부터 잔재물 위에 남아 있습니다. 천문학 자들은 Bennu와 같은 소행성을 타임 캡슐, 태양계 초기의 원시 메신저로 생각합니다. Bennu는 1999 년에 발견 된 탄소 질 소행성이며 탄소는 유기 화학의 핵심 요소이기 때문에 탄소 질이 중요합니다. 또한 2175 년에서 2199 년 사이에 지구에 영향을 줄 2,700 분의 1의 기회를 가진 잠재적으로 위험한 물체입니다. (OSIRIS-REx의 또 다른 임무 중 하나는 Yarkovsky 효과를 연구하는 것입니다.)
또한 지구와의 근접성, 궤도의 합리성 때문에 선택되었습니다. 표적을 선택하는 동안 7,000 개 이상의 근거리 소행성이 고려되었지만 결국 192 개만이 적절한 궤도를 가지고있었습니다.
Bennu도 올바른 크기입니다. 소행성이 직경이 약 200 미터 미만인 너무 작은 경우, 샘플링에 적합한 표면 물질을 유지하기에는 너무 빠르게 회전합니다. 모든 미세 입자는 공간으로 보내집니다.
크기 요구 사항은 목록을 192에서 26으로 줄였습니다.
그러나 그것은 주로 Bennu의 탄소가 풍부한 자연으로 귀결됩니다. 그것의 원시 탄소는 소행성이 수십억 년 전에 형성된 이후로 변하지 않았다. Bennu와 같은 소행성에는 또한 지구상에서 생명의 선구자 일 수있는 유기 분자, 휘발성 물질 및 아미노산이 포함되어 있습니다. 과학자들은 Bennu와 같은 소행성이 지구에서 어떤 역할을했는지 알고 싶어하며, 또한 태양계 행성의 기본 구성 요소로서의 역할에 대해 알고 싶어합니다.
목록에 남겨진 26 개의 소행성 중에서 12 개만 알려진 성분이 있었고 5 개만이 원시적이며 탄소가 풍부했습니다.
그것이 그들이 선택한 이유입니다.
더:
- 보도 자료 : 상태 보고서 : OSIRIS-REx, 샘플 사이트 나이팅게일의 가장 가까운 비행 완료
- OSIRIS-REx 소행성 샘플 리턴 미션
- 우주 과학 검토 : OSIRIS-REx : 소행성 (101955) Bennu에서 샘플 반환
- 우주 잡지 : 이제 결정해야합니다. OSIRIS-REx는 Bennu에서 샘플을 어디에서 가져와야합니까?
