Ο OSIRIS-REx προσγειώνεται με επιτυχία στο Bennu

Τον Οκτώβριο του 2020, το OSIRIS-REx, ένα διαστημικό σκάφος της NASA, προσέγγισε επιτυχώς τον αστεροειδή 101955 Bennu —ένας αστεροειδής που μπορεί να είναι ένα από τα παλαιότερα αντικείμενα του ηλιακού συστήματος— και ανέσυρε ένα δείγμα βραχώδους υλικού από την επιφάνειά του.

Η αποστολή OSIRIS-REx — η οποία ξεκίνησε πριν από περισσότερα από τέσσερα χρόνια — αντιπροσωπεύει την τρίτη διαστημική αποστολή που συλλέγει ποτέ γεωλογικά δείγματα από έναν αστεροειδή και το πρώτο αμερικανικό διαστημόπλοιο που ολοκλήρωσε το κατόρθωμα.

Σύντομα, τα δείγματα θα είναι καθ' οδόν προς τη Γη — μόλις έρθουν εδώ, θα μπορούσαν να αποκαλύψουν νέες πληροφορίες σχετικά με το νερό στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και πώς αναπτύχθηκε για πρώτη φορά η ζωή στη Γη.

Δείτε πώς ξεκίνησε η αποστολή, πώς οι επιστήμονες ολοκλήρωσαν το έργο και τι μπορούμε να μάθουμε όταν επιστρέψουν τα δείγματα από την αποστολή OSIRIS-REx

Ο OSIRIS-REx ολοκληρώνει το ραντεβού, ετοιμάζεται να επιστρέψει στη Γη

Το Origins Spectral Interpretation Resource Identification and Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) είναι ένα έργο της NASA New Frontiers που βρίσκεται, μέχρι στιγμής, περίπου πέντε χρόνια υπό κατασκευή. Πιθανότατα θα περάσουν τουλάχιστον άλλα δύο χρόνια πριν το σκάφος επιστρέψει στη Γη και το έργο ολοκληρωθεί.

Η αποστολή ξεκίνησε το 2016. Ένας πύραυλος Atlas V εκτοξεύτηκε από το ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλόριντα, μεταφέροντας το διαστημόπλοιο OSIRIS-REx έξω από την ατμόσφαιρα της Γης.

Από εκεί, το σκάφος ταξίδεψε στο διάστημα για συνολικά 26 μήνες και 25 ημέρες, κάνοντας σφεντόνα γύρω από τη Γη το 2017 πριν τελικά πλησιάσει το Bennu στις 3 Δεκεμβρίου 2018.

Στη συνέχεια, ο OSIRIS-REx πραγματοποίησε μια σειρά από περάσματα γύρω από τον αστεροειδή, πλησιάζοντας όλο και πιο κοντά κάθε φορά. Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες που πετούν το σκάφος να χρησιμοποιήσουν φασματογραφικά όργανα στον Explorer για να ρίξουν μια ματιά στην επιφάνεια του αστεροειδούς. Οι πληροφορίες από το ορατό-υπέρυθρο φασματογραφία βοήθησαν τους επιστήμονες να αναλύσουν την πραγματική σύνθεση ορυκτών της επιφάνειας του αστεροειδούς.

Το πιο σημαντικό, μετά από μια σειρά κοντινών περασμάτων, το OSIRIS-REx μπόρεσε να συγκεντρώσει ένα «άφθονο δείγμα» από την επιφάνεια του βραχώδους υλικού από την επιφάνεια του Bennu, που αποτελείται από τον μη στερεοποιημένο ρεγόλιθο του αστεροειδούς. Αυτός ο ρεγόλιθος είναι υλικό σαν ένα σωρό από μπάζα που συνδέονται μεταξύ τους από τη βαρύτητα όσον αφορά την υφή και τη σύνθεση.

Αυτό το δείγμα ήταν ο πραγματικός στόχος της αποστολής. Η βραχώδης ύλη που έχει συγκεντρώσει το OSIRIS-REx από το Bennu θα είναι ένα από τα πολύ λίγα γεωλογικά δείγματα που έχουν οι επιστήμονες από αστεροειδείς.

Το δείγμα Bennu θα μελετηθεί στη Γη

Το OSIRIS-REx πρόκειται να ξεκινήσει το ταξίδι επιστροφής τον Μάιο του 2021.

Θα χρειαστούν περίπου δυόμισι χρόνια για να επιστρέψει στη Γη και αναμένεται να προσγειωθεί κάποια στιγμή τον Σεπτέμβριο του 2023, στο πεδίο δοκιμών και εκπαίδευσης της Γιούτα.

Από εκεί, το δείγμα θα συλλεχθεί και θα διανεμηθεί σε ερευνητικά εργαστήρια σε όλο τον κόσμο, όπου οι επιστήμονες θα εργαστούν αναλύοντας τη γεωλογική και χημική σύνθεση της ύλης του αστεροειδούς.

Η συνολική αποστολή είναι μέρος του προγράμματος New Frontiers της NASA. Το Goddard Space Flight Center της NASA είναι υπεύθυνο για τη συνολική διαχείριση της αποστολής, ενώ η Lockheed Martin Space Systems ήταν υπεύθυνη τόσο για την κατασκευή του διαστημικού σκάφους όσο και για τις πτητικές λειτουργίες του.

Πώς ταξίδεψε το OSIRIS-REx στο Bennu;

Ένα ζευγάρι ηλιακών συστοιχιών τροφοδοτεί το OSIRIS-REx. Δύο μπαταρίες ιόντων λιθίου στο σκάφος αποθηκεύουν ηλιακή ενέργεια όταν το διαστημικό σκάφος βρίσκεται εκτός του άμεσου ηλιακού φωτός.

Το σύστημα καθοδήγησης του σκάφους περιλαμβάνει «ιχνηλάτες αστεριών, αισθητήρες ήλιου, ανιχνευτή απόστασης με λέιζερ και δυνατότητες επεξεργασίας εικόνας επί του σκάφους», σύμφωνα με μια επίσημη ερώτηση και απάντηση της Nasa.

Οι επιστήμονες εξόπλισαν το OSIRIS-REx με μια σειρά από συσκευές ανάλυσης που βοήθησαν τον Explorer να συγκεντρώσει δείγματα και να συλλέξει πληροφορίες για τη σύνθεση της επιφάνειας του Bennu.

Διάφοροι κατασκευαστές σχεδίασαν και δημιούργησαν καθεμία από αυτές τις συσκευές ειδικά για την αποστολή.

Η σουίτα εξοπλισμού του Explorer περιλαμβάνει τρία φασματόμετρα, ένα τρίο από κάμερες και ένα υψόμετρο που συγκέντρωσε υψηλής ποιότητας τοπολογικά δεδομένα του Bennu κατά τη διάρκεια των κοντινών διελεύσεων του OSIRIS-REx στον αστεροειδή.

Γιατί οι επιστήμονες επέλεξαν το 101955 Bennu

Ο Bennu είναι ένας ανθρακούχος χονδρίτης αστεροειδής — πρωτόγονοι μετεωρίτες που σχηματίστηκαν στο πρώιμο ηλιακό σύστημα. Αυτοί οι αστεροειδείς ενσωματώνουν υλικά πριν από το σχηματισμό των πλανητών του ηλιακού συστήματος.

Για αυτόν τον λόγο, οι επιστήμονες μερικές φορές τα θεωρούν ως καταγραφή των συνθηκών στον πρωτοπλανητικό δίσκο - τον δίσκο της πυκνής σκόνης και αερίου που συγκεντρώθηκε γύρω από τον νεοσχηματισμένο Ήλιο. Αυτός ο δίσκος περιείχε την ύλη που τελικά αποτέλεσε τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος.

Ορισμένοι τύποι αστεροειδών ανθρακούχου χονδρίτη (ή τύπου c), όπως ο Bennu, περιέχουν υψηλή αναλογία ορυκτών που φέρουν νερό. Αυτά τα μέταλλα συχνά συνοδεύονται από οργανικά μόρια, όπως αμινοξέα και πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAH).

Αυτά τα μόρια είναι μερικά από τα απλούστερα δομικά στοιχεία της ζωής και είναι δύο από τα κορυφαία υποψήφια για οργανικά μόρια που αποτέλεσαν τη βάση της πρώιμης ζωής.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι κομήτες και αστεροειδείς παρέδωσαν νερό στη Γη νωρίς στην ιστορία της. Αυτοί οι κομήτες και οι αστεροειδείς μπορεί επίσης να έφεραν μαζί τους αυτά τα αμινοξέα και τα πρεβιοτικά χημικά — τα οποία μπορεί να ήταν πρόδρομοι της πρώιμης ζωής.

Ο Bennu μπορεί να κρατά μυστικά για το πρώιμο ηλιακό σύστημα

Επειδή το Bennu είναι τόσο παλιό, χρησιμεύει ως ένα είδος εξωγήινης αρχαιολογικής ανασκαφής — δείγματα από τα οποία θα μπορούσαν να δώσουν στους επιστήμονες μια καλύτερη ιδέα για το είδος της γεωλογικής σύνθεσης και της χημείας ορισμένων από τα πρώτα αντικείμενα του ηλιακού συστήματος.

Η παρουσία ορυκτών που φέρουν νερό στο Bennu μπορεί επίσης να δώσει στους επιστήμονες μια καλύτερη κατανόηση του πόσο νερό και πάγος υπήρχαν στο πρώιμο ηλιακό σύστημα, όταν άρχισαν να σχηματίζονται αστεροειδείς όπως ο Bennu. Αυτό θα μπορούσε να επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό τις θεωρίες για το πώς έφτασε το νερό στη Γη.

Οι επιστήμονες έχουν ήδη επιβεβαιώσει την παρουσία ορυκτών που περιέχουν νερό στο Bennu. Χρησιμοποίησαν φασματικά δεδομένα που συγκέντρωσε το OSIRIS-REx ενώ βρισκόταν σε ραντεβού με τον αστεροειδή.

Αυτό είναι ένα καλό σημάδι ότι μπορεί να υπάρχουν και άλλες ενδιαφέρουσες ιδιότητες στα δείγματα που συγκεντρώθηκαν — όπως η παρουσία οργανικών μορίων.

Υπήρχαν επίσης πρακτικοί λόγοι για την επιλογή του αστεροειδούς. Ο Bennu είναι ένας αστεροειδής κοντά στη Γη, που σημαίνει ότι η τροχιά του γύρω από τον Ήλιο τον φέρνει σε περιστασιακή εγγύτητα με τη Γη.

Ως αποτέλεσμα, είναι πολύ πιο προσιτός από πολλούς άλλους αστεροειδείς στο ηλιακό σύστημα. Αυτό σημαίνει ότι οι επιστήμονες έχουν περισσότερες πιθανότητες να κατευθύνουν ένα διαστημικό σκάφος στο αντικείμενο, να συλλέγουν δείγμα και να το μεταφέρουν σπίτι με την τρέχουσα τεχνολογία διαστημικών πτήσεων.

Τι μπορεί να μας πει το δείγμα από τον Bennu

Τα δείγματα είναι πιθανό να παράγουν ενδιαφέροντα αποτελέσματα για πολύ καιρό ακόμη. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μαθαίνουν από τη φασματογραφική ανάλυση από τον Bennu που συγκεντρώθηκε το 2018.

Ωστόσο, ένα παρόμοιο, πρόσφατα συγκεντρωμένο δείγμα από άλλον αστεροειδή μπορεί να παρέχει υποδείξεις για το τι θα μάθουν οι επιστήμονες από το δείγμα Bennu.

Τον Δεκέμβριο του 2020, το ιαπωνικό διαστημόπλοιο Hayabusa2 επέστρεψε με επιτυχία από μια αποστολή στο 162173 Ryugu, έναν αστεροειδή με σύνθεση παρόμοια με αυτή του Bennu — αν και όχι εντελώς ίδια.

Έκτοτε, οι ερευνητές εργάζονται αναλύοντας τα δείγματα - αν και σε απομακρυσμένο περιβάλλον, αν και πιθανότατα σύντομα θα αρχίσουν να μελετούν το υλικό αυτοπροσώπως.

Σε μια νέα μελέτη στο Nature Astronomy, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το δείγμα Ryugu δεν ήταν τόσο υδατοφερτικό, όσο περίμεναν. Αυτό υποδηλώνει ότι το μητρικό σώμα του αστεροειδούς στέγνωσε λόγω «πρωταρχικής θερμικής αλλοίωσης» ή κάποιου είδους ακραίου γεγονότος θερμότητας.

Θα χρειαστεί περισσότερη δουλειά για να επιβεβαιωθούν αυτά τα ευρήματα. Ωστόσο, αυτά τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να αναδιαμορφώσουν την κατανόησή μας για την κατανομή του νερού σε όλο το πρώιμο ηλιακό σύστημα.

Είναι πιθανό ότι θα μάθουμε περισσότερα για τη σύνθεση του Bennu λίγο καιρό μετά την άφιξη των δειγμάτων από το διάστημα. Είναι επίσης πιθανό να συνεχίσουμε να μαθαίνουμε από τα δείγματα πολύ μετά την επίσημη ημερομηνία λήξης της αποστολής. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να δείτε τον Bennu στις ειδήσεις μέχρι τη δεκαετία του 2020.

Περισσότερα αποτελέσματα από την αποστολή OSIRIS-REx θα φτάσουν σύντομα

Τον Μάιο, το OSIRIS-REx θα αναχωρήσει από το Bennu και θα ξεκινήσει το ταξίδι επιστροφής του στη Γη. Το δείγμα βραχώδους υλικού που φέρει μαζί του μπορεί να μας προσφέρει πολύτιμες νέες γνώσεις για την πρώιμη ιστορία του ηλιακού συστήματος — και, ενδεχομένως, πώς πρωτοεμφανίστηκε η ζωή στη Γη.

Το δείγμα δεν θα φτάσει τόσο σύντομα. Η NASA εκτιμά ότι ο Explorer δεν θα προσγειωθεί μέχρι κάποια στιγμή στα τέλη του 2023, πιθανότατα τον Σεπτέμβριο του ίδιου έτους ή περίπου.

Η ανάλυση του δείγματος θα πάρει επίσης κάποιο χρόνο. Από τώρα και τότε, τα αποτελέσματα από παρόμοιες αποστολές - όπως το Hayabusa2 - μπορεί να παρέχουν στους επιστήμονες μια ιδέα για το τι θα μπορούσαν να μάθουν από το δείγμα Bennu.