NASA 的 OSIRIS-REx 在物理上和时间上都越来越接近其主要目标。 该航天器于 2018 年底抵达贝努,在短短一年多的时间里,它一直在研究小行星,寻找合适的采样点。
距离做到这一点,已经越来越近了。
奥西里斯-雷克斯代表起源、光谱解释、资源识别、安全-风化层探索者。 此次任务的核心是从小行星贝努收集样本。 该样本最终将返回地球进行研究。
OSIRIS-REx 团队非常仔细地选择了采样点。 当飞船抵达小行星贝努时,美国宇航局发现小行星表面比他们想象的更具挑战性。 尽管表面含有大量适合航天器采样装置大小的材料,但仍有许多危险需要避免。
最终,OSIRIS-REx 团队列出了一份清单四个潜在采样点。 然后他们对这四架飞机进行了更多的飞越,以便更仔细地观察。
从那里,他们选择了两个采样点:一个主要采样点和一个次要采样点。 所有四个站点都获得了以鸟类为主题的名称,在该过程结束时,美国宇航局选择南丁格尔作为主要站点,鱼鹰作为备用站点。
(奥西里斯-雷克斯)
在整个选址过程中,OSIRIS-REx 分三个阶段对贝努进行侦察:侦察 A、B 和 C。在每个阶段中,它都逐渐接近地表,收集每个地点的更多细节。
现在,在侦察 C 阶段,航天器已经完成了迄今为止最接近的飞越。 3月3日,它飞越南丁格尔上空,高度仅为250米(820英尺)。
航天器的安全轨道高度为一公里(0.6 英里),但在大约五个小时的时间里,奥西里斯-雷克斯把安全抛在了后面。 南丁格尔遗址位于一个火山口内,宽约 16 米(52 英尺)。 演习过程中,所有科学仪器均瞄准采样点。
当所有科学仪器都在运行时,这次飞越主要是关于航天器的PolyCam 成像仪。 PolyCam 是一台 20.3 厘米(8 英寸)望远镜,距离 Bennu 越近,获得的图像分辨率越高。
飞越后,奥西里斯-雷克斯返回安全轨道,但方向相反。 现在它已准备好进行下一次重大演习,即采样排练。
将进行两次采样排练,第一次计划于 4 月 15 日进行。届时航天器将最接近贝努表面,距离贝努表面 125 米(410 英尺)以内。 但这还没有完成。
在那个高度,它将执行所谓的检查点机动。 它将下降到更靠近南丁格尔遗址的位置,下降约 10 分钟后,它将在 50 米(164 英尺)处停止下降,并开始远离小行星。
OSIRIS-REx 将进行两次采样排练。 (劳雷塔等人,空间科学评论,2017)
然后在 6 月,OSIRIS-REx 将进行第二次排练。 但这一次,它会稍微靠近一点,在 25 到 40 米(82 到 131 英尺)之间,然后后退。
当 OSIRIS-REx 执行每种方法时,它将在采样点收集更多数据。 它还会“训练”它的自然特征跟踪(NFT) 系统。 NFT 使用 Bennu 表面的图像来引导自身,将机载图像与实时摄像头输入进行比较,以避免危险并确定其采样操作。
实际采样操作计划于 2020 年 8 月下旬进行。届时,OSIRIS-REx 将足够接近,使其采样装置接触表面。 然后它会发射大量氮气来激起一些风化层,并捕获其中的一些。 然后它就会退回去。
如果航天器的 NFT 系统取消采样尝试,任务操作员不会感到惊讶。 该系统具有内置的故障安全装置。 OSIRIS-REx 可以执行多次采样尝试,因此无需进行航天器自动化系统认为不安全的操作。
如果南丁格尔的第一次尝试不起作用,奥西里斯-雷克斯可以再次尝试从南丁格尔收集,或者转移到备份站点鱼鹰。
最终,如果一切顺利,OSIRIS-REx 将返回地球,并将样本返回舱 (SRC) 释放到地球大气层中,在那里它将展开降落伞并漂浮到地面。 预计它将降落在犹他州测试和训练场,并在那里被回收。