De NASA-capsule brengt monsters van asteroïden mee naar huis die dateren uit de geboorte van het zonnestelsel

Schotelvormige capsule Met asteroïdefragmenten Een ruimtevaartuig dat mogelijk aanwijzingen bevat voor de geboorte van het zonnestelsel, botste zondag in de atmosfeer van de aarde en landde op een met parachutes ondersteund doel in Utah, waarmee een spannende reis van zeven jaar en ruim zes miljard kilometer werd afgesloten.

Gelanceerd vanaf het moederschip OSIRIS-REx en geladen met een half pond aan rotsen en grond verzameld in 2020 van een asteroïde bekend als Bennu, de 110-pond, 31-inch brede monsterretourcapsule, gekamd naar de top van de herkenbare planeet. De atmosfeer, op een hoogte van 132 kilometer, reisde om 10.42 uur EDT met een verbazingwekkende snelheid van 27.000 kilometer per uur.

Gedurende de volgende twee minuten vertraagde de capsule snel in een helse gloed van atmosferische wrijving, waarbij het hitteschild van de capsule bestand was tegen terugkeertemperaturen van meer dan 5.000 graden en een remkracht gelijk aan 32 keer de zwaartekracht toen de capsule op weg was naar de landing bij de Utah Test. en trainingsbereik. West-Salt Lake City.

Terwijl wetenschappers en ingenieurs gezamenlijk hun adem inhielden – een soortgelijke capsule stortte in 2004 in Utah neer toen de parachutes niet opengingen – overleefde de OSIRIS-REx monsterretourcapsule de vuurproef en werd verwacht dat hij een parachute zou inzetten voor stabiliteit op een hoogte van 20 mijl.

Het is nog niet duidelijk wanneer het medicijn daadwerkelijk werd ingezet en of het een sneeuwbaleffect kende zoals gepland. De 7,5 meter brede hoofdparachute van de capsule steeg op op 6.000 meter hoogte, 15.000 meter hoger dan verwacht. Dat heeft mogelijk bijgedragen aan de iets eerder dan verwachte landing, maar in ieder geval werkte de hoofdparachute feilloos om de monsterretourcapsule te laten zakken tot een zachte landing met een snelheid van 18 km per uur om 10:52 uur EDT, wat de laatste stap is bij het spijkeren. -bijtende afstamming.

“Ik voelde me absoluut een beetje ongerust”, zei Dante Lauretta, de hoofdonderzoeker aan de Universiteit van Arizona, die al bijna twintig jaar aan het project werkt, na de landing op een persconferentie. “Toen hoorden we dat het hoofdschot werd ontdekt, en ik barstte in tranen uit. Misschien ga ik dat wel doen nu ik er alleen maar aan denk. Want dat was het moment waarop ik wist dat we naar huis zouden komen.”

“Ik heb al mijn energie en al mijn wil gestoken in het laten werken van dit ding. En ik wist dat het moment dat de parachute openging, dat het moment was. Vanaf dat moment waren er geen verrassingen meer. Het was overweldigend, opluchting en dankbaarheid. ” Trots, ontzag, ik probeerde mezelf er echt van te overtuigen dat ik niet droomde, dat de parachute open was, dat de capsule landde en dat we deze wetenschappelijke schat in handen hadden.

Reddingsploegen van hoofdaannemer Lockheed Martin en de Utah Test and Training Range waren binnen enkele minuten ter plaatse om de toestand van de capsule te documenteren, op zoek naar tekenen van een breuk die de originele monsters erin zouden kunnen hebben besmet.

Loretta was ook ter plaatse en maakte deel uit van een team dat belast was met het karakteriseren van de omgeving om de chemische samenstelling van de landingszone nauwkeurig te documenteren. voor de zekerheid.

Maar er waren geen duidelijke problemen, de capsule was intact en er waren geen tekenen van breuken waardoor terrestrische verontreinigingen binnen konden komen. Toen dat eenmaal was bevestigd, bracht een helikopter de capsule naar een tijdelijke, luchtgefilterde ‘clean room’ om te beginnen met de demontage en voorbereidingen te treffen om de monsters maandag naar een geavanceerder laboratorium in het Johnson Space Center in Houston te verzenden.

“Vandaag betekende voor mij het einde van een bijna twintig jaar durend avontuur”, zei Loretta. ‘Je hebt hard gevochten, wachtend tot de hoofdparachute eruit zou komen, nietwaar? …En het werkte, en het werkte verbazingwekkend goed. Jongen, hebben we die landing gemaakt!’

De monsters – de grootste verzameling buitenaards materiaal die door een Amerikaans ruimtevaartuig naar de aarde is teruggestuurd sinds het Apollo-maanprogramma – vertegenwoordigen de grondstof die 4,5 miljard jaar geleden de zon en zijn gevolg van planeten vormde.

“We gaan terug naar het begin van het zonnestelsel, op zoek naar aanwijzingen waarom de aarde een bewoonbare wereld is, dit zeldzame juweeltje in de ruimte met oceanen en een beschermende atmosfeer”, zei Loretta eerder. “Wij denken dat al dit materiaal al heel vroeg in de vorming van ons planetenstelsel door deze koolstofrijke asteroïden naar de aarde is gebracht.

“En natuurlijk is de grootste vraag die mijn wetenschappelijk onderzoek drijft, de oorsprong van het leven. Wat is leven? Hoe is het ontstaan? En waarom was de aarde de plaats waar het ontstond? … Wij geloven dat we dit leven terugbrengen soort materiaal, dat misschien de levenszaden vertegenwoordigt die erdoor worden gezonden.” In het begin zijn dit asteroïden [Earth’s history]”.

Twee Japanse ruimtevaartuigen hebben in 2010 en 2020 kleine asteroïdemonsters teruggestuurd, maar OSIRIS-REx – een ingewikkeld acroniem dat staat voor Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security Regolith Explorer – is de eerste missie in zijn soort door NASA.

Na de eerste analyse in Houston zal NASA monsters van Bennu delen met onderzoekers over de hele wereld.

“Dit is een geschenk aan de wereld”, zei Loretta. “We hebben laboratoria op vier continenten, 16 tijdzones, honderden onderzoekers en meer dan 60 laboratoria die zich voorbereiden om dit materiaal te verwerven, en we zijn klaar om de laatste wetenschappelijke campagne voor de belangrijkste OSIRIS-REx-missie te beginnen.”

Het OSIRIS-REx ruimtevaartuig en de monsterretourcapsule, uitgerust met drie camera’s, twee spectrometers, een laserhoogtemeter en een röntgenbeeldvormingssysteem, werden op 8 september gelanceerd aan boord van een United Launch Alliance Atlas 5-raket vanaf Cape Canaveral. 2016.

Om Bennu te bereiken, dat in een baan draait in een vlak dat zes graden van de aarde is gekanteld, draaide OSIRIS-REx rond de zon en voerde vervolgens op 22 september 2017 een door de zwaartekracht ondersteunde vlucht langs de versneller van de aarde uit. Het ruimtevaartuig gleed uiteindelijk in een baan rond Bennu. Eind 2018.

Wetenschappers waren verrast door wat ze ontdekten. In plaats van een typisch lichaam, met fijnkorrelige grond en rotsen over een wat steviger interieur, blijkt Bennu, dat zo breed is als het Empire State Building, een losjes samengedrukte hoop puin te zijn die zich als een vloeistof gedraagt. Van stevig.

Na uitgebreide kartering om een ​​veilig punt voor monsterverzameling te identificeren, daalde OSIRIS-REx op 20 oktober 2020 langzaam af naar de oppervlakte, en werd het cirkelvormige ‘touch-and-go monsterverwervingsmechanisme’, of TAGSAM, eindelijk teruggevonden. 3 meter lange robotarm.

Bij contact vuurde de sonde een straal stikstofgas af rond de 30 cm brede binnenkant van TAGSAM, waardoor de grond en de kleine rotsen eronder in beweging kwamen en een deel van het materiaal in de verzamelfilters werd geblazen voordat het ruimtevaartuig van koers veranderde en zich terugtrok.

“Het gedroeg zich heel erg als een vloeistof en er was geen weerstand tegen de neerwaartse beweging van het ruimtevaartuig”, zei Loretta in een interview. “We zonken ongeveer 50 cm (20 inch) en als we de achterste stuwraketten niet hadden afgevuurd, denk ik dat we regelrecht de asteroïde in zouden zijn gegaan en verdwenen.”

Nadat ze zich hadden teruggetrokken van Bennu, werden het TAGSAM-mechanisme en zijn kostbare monsters opgeslagen in de OSIRIS-REx-retourcapsule voor de lange reis terug naar de aarde en de dramatische terugkeer op zondag.

Nadat het de koers had gecorrigeerd om op de landingsplaats in Utah te komen, lanceerde het OSIRIS-REx-moederschip zijn monsterretourcapsule om 06.42 uur EDT. Toen de capsule veilig onderweg was, vuurde het OSIRIS-REx-ruimtevaartuig 20 minuten later zijn stuwraketten af, waardoor het veilig de aarde op ongeveer 780 kilometer zou missen.

De “afleidingsmanoeuvre” zette het ruimtevaartuig op koers voor een ontmoeting met de asteroïde Apophis in 2029.

Apophis heeft een doorsnede van zo’n 300 meter en zal in 2029 binnen een straal van 32.000 kilometer van de aarde komen, wat astronomisch gezien bijna een misser is. Het OSIRIS-REx-ruimtevaartuig, nu bekend als de OSIRIS-Apophis Explorer, zal kort nadat de asteroïde langs de aarde is gevlogen in een baan rond Apophis komen en beginnen met uitgebreide waarnemingen.