Wie sich die NASA darauf vorbereitete, eine Probe des in der Wüste gelandeten Asteroiden zu sammeln

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Eine in einem NASA-Raumschiff gelagerte Asteroidenprobe steht kurz davor, die Erde zu erreichen Rund zweieinhalb Jahre lang durch den Weltraum reisen.

Es ist das erste Mal, dass die NASA eine Asteroidenprobe aus dem Weltraum gesammelt und zurückgebracht hat.

zusammen mit Zuvor wurde eine Probe vom Asteroiden Ryugu zurückgebracht Durch die japanische Hayabusa-2-Mission können Gesteine ​​und Erde Informationen über den Beginn unseres Sonnensystems liefern.

Anstatt zu landen, wird die OSIRIS-REx-Mission eine Gesteins- und Bodenprobe abwerfen und ihre Reise fortsetzen, um einen anderen Asteroiden zu untersuchen.

Die Teams üben, wie sie die Probe bergen können, die ursprünglich vom erdnahen Asteroiden Bennu gesammelt wurde, als dieser am 24. September in der Wüste von Utah einstürzte.

Es wird geschätzt, dass OSIRIS-REx bis zu 8,8 Unzen oder etwa eine Tasse Material von Bennu gesammelt hat.

„Wir sind nur noch wenige Wochen davon entfernt, ein Stück Geschichte des Sonnensystems auf die Erde zu bringen, und dieser erfolgreiche Falltest stellt sicher, dass wir vorbereitet sind“, sagte Nicola Fox, stellvertretende Administratorin des Science Mission Directorate der NASA, in einer Erklärung. „Authentisches Material vom Asteroiden Bennu wird dazu beitragen, Aufschluss über die Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren und vielleicht sogar darüber zu geben, wie das Leben auf der Erde begann.“

Es kommt nicht jeden Tag vor, dass ein Raumschiff eine Kapsel mit einer seltenen Asteroidenprobe über den Planeten startet und beabsichtigt, sie sicher an einen bestimmten Landeplatz zu bringen.

Jahrelange harte Arbeit von Tausenden von Menschen führte dazu, dass die Bennu-Probe die Erde erreichte.

Im Frühjahr und Sommer übten die Teams die Entnahme von Probenkapseln und überprüften alle guten und schlechten Szenarien, die am Rückkehrtag eintreten könnten.

Das ursprüngliche Ziel der Mission bestand darin, eine Originalprobe des Asteroiden zu entnehmen. Wenn die Kapsel jedoch aufbricht, kann es zu einer Kontamination der Probe kommen.

„Ich bin äußerst stolz auf die Anstrengungen, die unser Team in dieses Unterfangen gesteckt hat“, sagte Dante Lauretta, leitender Forscher für OSIRIS-REx an der University of Arizona in Tucson, in einer Erklärung. „So wie uns unsere sorgfältige Planung und Schulung dabei geholfen haben, eine Probe von Bennu zu entnehmen, haben wir auch unsere Fähigkeiten zur Probengewinnung verfeinert.“

OSIRIS-REx, das für Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security und Regolith Explorer steht, ist die erste Mission der NASA, die Proben von Asteroiden zurückbringt. Die Raumsonde befand sich auf einer siebenjährigen Reise. Nach dem Start im Jahr 2016 begann OSIRIS-REx 2018 mit der Umlaufbahn von Bennu. Die Probe wurde im Jahr 2020 gesammelt Im Mai 2021 wird es seine lange Reise zurück zur Erde antreten.

Seitdem die Raumsonde Bennu verlassen hat, hat sie die Sonne zweimal umkreist, sodass sie auf dem richtigen Weg zur Erde sein kann.

Im Juli sandte das Missionsteam eine Reihe von Manövern aus, um der Raumsonde dabei zu helfen, einen Landeplatz für die Kapsel auf dem Test- und Trainingsgelände des US-Verteidigungsministeriums in Utah außerhalb von Salt Lake City anzuvisieren.

Am 24. September präsentiert die NASA A Live-Übertragung Die Probe, die zur Erde geliefert wird. Die Live-Übertragung beginnt um 10:00 Uhr ET und die Kapsel mit der Probe wird um 10:42 Uhr ET in die Erdatmosphäre eintreten und sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 27.650 Meilen pro Stunde (44.498 Kilometer pro Stunde) fortbewegen.

Vier Stunden bevor die Kapsel in die Atmosphäre eintritt, wird das Missionsteam entscheiden, ob es einen Befehl an das Raumschiff sendet, um die Kapsel zu starten, sagte Rich Burns, OSIRIS-REx-Projektmanager am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.

Die Entscheidung hängt von der Flugbahn des Raumfahrzeugs ab, die über die Sicherheit von Menschen in der Landezone, der Fähigkeit der Kapsel, im Winkel zu bleiben, der Rückkehrtemperatur und der Genauigkeit der Landung entscheidet. Die Kapsel wird gestartet, wenn OSIRIS-REx 63.000 Meilen (102.000 km) von der Erde entfernt ist und auf ein Gebiet von 250 Quadratmeilen (647,5 Quadratkilometer) zusteuert – „das Äquivalent, als würde man einen Pfeil über die Länge eines Basketballfeldes werfen und den Ball treffen.“ .“ „Volltreffer“, sagte Burns.

Sobald die Kapsel gestartet ist, wird OSIRIS-REx ein Ablenkungsmanöver durchführen, das sie auf eine Bahn um die Sonne bringt und gleichzeitig einen anderen Asteroiden anvisiert. ApophisDas Treffen soll im Jahr 2029 stattfinden, sagte Burns.

Beim Eintritt in die Erdatmosphäre wird die Kapsel von einem extrem heißen Feuerball umhüllt, aber der Hitzeschild des Behälters schützt die Probe im Inneren.

Fallschirme werden eingesetzt, um die Bewegung der Kapsel zu verlangsamen und eine sanfte Landung mit 17,7 Kilometern pro Stunde zu ermöglichen, und Rettungsteams werden in Bereitschaft sein, um die Kapsel zu bergen, sobald dies sicher möglich ist, sagte Sandra Freund von OSIRIS-REx . Programmmanager bei Lockheed Martin Space, das mit der NASA zusammenarbeitete, um das Raumschiff zu bauen, den Flugbetrieb sicherzustellen und bei der Bergung der Kapsel zu helfen.

Die Landung wird nach 13 Minuten erwartet Die Kapsel gelangt in die Erdatmosphäre.

Ein Hubschrauber wird die Probe in ein Frachtnetz laden und sie in einen provisorischen Reinraum liefern, der im Juni auf dem Schießstand eingerichtet wurde. Dort wird ein Team den Probenbehälter für den Transport mit einem C-17-Flugzeug zum Johnson Space Center der NASA in Houston am 25. September vorbereiten. Einzelheiten der Probe werden der Öffentlichkeit durch eine NASA-Übertragung von Johnson am 11. Oktober bekannt gegeben.

Teams der NASA und des Luft- und Raumfahrtunternehmens Lockheed Martin haben alle möglichen Schritte geprobt, um sich auf den Liefertag vorzubereiten, sagte Freund.

Kürzlich setzte das Team ein Flugzeug ein, um eine Probenkapsel abzuwerfen, einzusammeln und für den Transport vorzubereiten.

Sie arbeitete sich auch an schwierigen Szenarien von der Kommandozentrale aus durch, beispielsweise was zu tun ist, wenn das Raumschiff neu startet, wie es aus dem abgesicherten Modus geholt werden kann und wie die Kommunikation zwischen verschiedenen Zentren im Falle eines Netzwerkausfalls übertragen werden kann.

Das Team bereitete sich auch auf verschiedene Landungsszenarien vor, beispielsweise auf eine harte Landung, bei der sich die Kapsel mit der Probe unerwartet öffnet. Das Team wird dann bewerten, ob eine der Proben gerettet werden kann.

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Eine andere Möglichkeit bestehe darin, dass die Raumsonde die Probe am 24. September nicht starten könne, wenn eine Landung in Reichweite nicht möglich sei, sagte Burns. In diesem Szenario würde die Probe an Bord der Raumsonde verbleiben und die Kapsel würde in der Umlaufbahn der Raumsonde transportiert werden Zurück auf der Erde für einen weiteren Startversuch über Utah im Jahr 2025.

Das Johnson Space Center hat eine lange Geschichte in der Lagerung, Verarbeitung und Analyse außerirdischer Materialien, einschließlich Mondproben aus den Apollo-Missionen. Die NASA arbeite seit Jahren daran, in Johnson eine spezielle Anlage für die Bennu-Probe einzurichten, sagte Kevin Reiter, Vizepräsident für Verarbeitung bei OSIRIS-REx.

Ein spezieller Reinraum wird eine mögliche Kontamination mit anderen Sammlungen verhindern, während Wissenschaftler in den nächsten zwei Jahren Böden und Gesteine ​​analysieren. Ein Teil des Materials wird kleiner als ein Sandkorn sein, sagt Christopher Snead, Leiter der Kleinpartikelverarbeitung und stellvertretender Kurator von OSIRIS-REx bei Johnson.

„Wir haben maßgeschneiderte Werkzeuge entwickelt, um diese wertvollen Partikel in unseren neuen Handschuhboxen sorgfältig zu handhaben“, sagte Snead in einer Erklärung und bezog sich dabei auf Boxen, die für die Entsorgung gefährlicher oder außerirdischer Materialien vorgesehen sind.

NASA

Forscher werden im neuen Reinraum des Johnson Space Center der NASA Handschuhboxen verwenden, um die Probe sorgfältig zu handhaben.

Die Probe wird Informationen über die Entstehung und Geschichte unseres Sonnensystems sowie die Rolle von Asteroiden bei der Entwicklung bewohnbarer Planeten wie der Erde liefern. Wissenschaftler gehen davon aus, dass Asteroiden wie Bennu zu Beginn ihrer Entstehung mit der Erde kollidierten und sie mit Elementen wie Wasser versorgten.

Die Probe wird aufgeteilt und an Labore auf der ganzen Welt gesendet, darunter an OSIRIS-REx-Missionspartner bei der Canadian Space Agency und der Japan Aerospace Exploration Agency. Ungefähr 70 % der Probe bleiben bei der Lagerung rein, sodass zukünftige Generationen mit besserer Technologie mehr lernen können, als dies jetzt möglich ist.

„Die Asteroiden, die wir heute in unserem Sonnensystem haben, bleiben zurück „Vom ersten Stadium der Geschichte des Sonnensystems an“, sagte Lauretta. „Wir betrachten im wahrsten Sinne des Wortes geologische Materialien, die sich gebildet haben, bevor die Erde existierte. Ich nenne sie Großvaterfelsen, die unsere Ursprünge und unsere Herkunft repräsentieren. Das ist ein Geschenk an die Welt.“