Зачем?

Супер-научная визуализация произошедших событий

Если совсем просто, то чтобы узнать много нового. Исследовав поверхность Земли, человек не смог избавиться от тяги к неизвестному, от тяги к открытия, и устремился к звездам.

Астероид Бенну стал отличным кандидатом для утоления жажды открытий.

Он близко

Большинство астероидов крутятся вокруг Солнца, в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Бенну находится там же, но его орбита пересекается с земной, да еще и находится с орбитой Земли более-менее в одной плоскости. 

Поиграться с орбитами можете здесь.

У него подходящий размер

Маленькие астероиды (до 200 м) крутятся слишком быстро. Это затрудняет посадку зонда. К тому же такое быстрое кручение сбрасывает с поверхности астероида весь полезный материал, который мы хотим собрать для исследования. Диаметр Бенну составляет 492 метра, и полный оборот он делает за 4,3 часа. Очень удобно!

Сравнительный размер астероида Бенну

Он очень старый

Бенну - свидетель формирования нашей Солнечной системы. Некоторые минеральные фрагменты внутри Бенну могут быть даже старше Солнечной системы.

Почему бы тогда просто не изучить старые упавшие на Землю астероиды? Дело снова в том, что эти астероиды потеряли со своей поверхности все самое интересное под воздействием ветра, давления, песка и всего остального, чего в космическом вакууме нет.

Он хорошо сохранился

Отколовшись от большого астероида 1-2 млрд лет назад, Бенну путешествовал по космосу без значимых столкновений, пока не притянулся к околоземной орбите.

Красавец Бенну 

Он может рассказать о происхождении жизни на Земле

Анализ наземными и космическими телескопами показал, что Бенну - углеродистый астероид. Углерод - это основа жизни. Скорее всего Бенну богат органическими молекулами, состоящими из углерода, кислорода, водорода и других элементов, составляющих основу всех живых организмов.

Он богатый

Бенну может помочь не только узнать о нашем прошлом, но и спланировать будущее. Астероиды, такие как Бенну, могут стать основой для дальних космических путешествий. Людям остается только научиться использовать содержащиеся в астероидах водород и кислород для создания ракетного топлива. Таким образом, в будущем Бенну может настоящей заправочной станцией.

Астероиды также состоят из железа, алюминия, платины. Некоторые компании разрабатывают технологии по извлечению этих полезных ископаемых.

Он поможет нам в изучении других астероидов

Бенну изучается с 1999 года, и за это время мы получили много информации о химических и физических свойствах астероида. Изучение проводилось также благодаря найденным на Земле метеоритам и построенным теоретическим моделям. Информация, полученная OSIRIS-REx, поможет землянам убедиться в истинности наших знаний об астероидах.

Он поможет нам избежать конца света

Ученые подсчитали, что за все время изучения орбита Бенну приблизилась к Солнцу на 280 метров. В будущем, если орбита продолжит смещаться, астероид может ударить и по Земле, а это уже крайне нежелательное событие.

Причиной такого смещения орбиты является эффект Ярковского. Если вкратце, то Солнце нагревает одну часть астероида, а этот нагрев выходит из астероида в виде тепловой энергии, которая выступает в роли реактивного двигателя. Если эта энергия толкает астероид вперед по направлению вращения орбиты, то орбита увеличивается. Если энергия толкает против направления вращения орбиты, то орбита уменьшается.

Эффект Ярковского

Более подробное изучение астероида Бенну поможет нам лучше предсказывать движение астероидов и других небесных тел.

Как

Запуск станции состоялся в 2016 году. Станция достигла астероида 31 декабря 2018 года. Забор грунта состоялся 20 октября 2020 года, а возвращение на Землю запланировано на сентябрь 2023 года.

На самом деле на OSIRIS-REx - это не только устройства для забора грунта. Там полно всего!

Блок камер OCAMS

Блок состоит из трех камер:

• PolyCam - предназначена для съёмок с дальнего расстояния, а также для детальной съёмки поверхности астероида при более тесном сближении.
• MapCam - снимает поверхность астероида в четырёх спектральных диапазонах. Её данные будут использованы при построении трёхмерной модели астероида. Также она будет снимать выбранный район сбора проб в высоком разрешении.
• SamCam - непрерывно сняла процесс забора проб.

Вот они, слева направо: MapCam, PolyCam, SamCam

Блок лидаров OLA

Лидары - это устройства, создающие 3D-модель отсканированного ими пространства. Благодаря им можно будет построить топографический план поверхности астероида, снять профиль тех мест, откуда предполагается взять пробы реголита. Также данные будут использованы для решения навигационных задач и при построении карты гравитационного поля астероида.

Спектрометры OVIRS, OTES и REXIS

• OVIRS — спектрометр, который будет использоваться для того, чтобы построить карту расположения неорганических и органических веществ на поверхности астероида. Карта всей поверхности астероида будет обладать разрешением порядка двадцати метров, а карта областей, из которых будут брать пробы, — от 0,8 до 2 метров.

• OTES — спектрометр, работающий в дальней ИК-области спектра (4—50 мкм). Основной задачей этого прибора будет построение карты температур и минерального состава поверхности астероида, а также создание подробной карты расположения различных минералов в месте забора проб.

• REXIS — рентгеновский спектрометр, который предназначен для дистанционного изучения состава реголита поверхности астероида. REXIS работает в диапазоне мягкого рентгеновского излучения (0,3—7,5 КэВ). Работа прибора основана на том, что поглощаемые рентгеновские лучи, испускаемые солнцем, попадают на поверхность астероида и частично переизлучаются. Прибор улавливает это излучение, и по длине волны определяет, что за вещество находится под прибором. В результате работы прибора будет построена карта химического состава поверхности с разрешением до 4 метров.

Система забора проб TAGSAM

Самая крутая система! Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism, то есть буквально механизм забора проб "Потрогал-и-уходи". Состоит из блока забора проб и раскладного манипулятора длиной 3,35 м, который позволит установить пробоотборник на поверхность астероида, не осуществляя посадку всего аппарата на поверхность астероида. Для облегчения процесса сбора проб реголит будет переноситься в ловушку при помощи сжатого азота, запас которого находится на спутнике. По окончании забора весь собранный материал будет перемещён в возвращаемый аппарат и отправлен к Земле. Планируется, что вес образцов составит от 60 грамм до двух килограммов. 

Как все должно произойти

Космический пылесос

Общий вид всех систем

Внизу статьи есть видео, показывающее, как все должно работать.

Как все прошло

Все прошло хорошо!

Зонд медленно сблизился с астероидом, быстро-быстро взял пробы и отлетел!

Запись всего произошедшего (1 кадр в секунду)

Момент касания

3D-визуализация момента касания

Астероид Бенну

Полученная 3D-модель астероида Бенну