Asteroid Bennu akan memainkan ‘tag’ dengan pesawat ruang angkasa NASA

Pesawat ruang angkasa akan melakukan seluruh urutan mendekati asteroid dan mengumpulkan sampel secara otonom karena perintah langsung dari Bumi tidak mungkin dilakukan.

Berdasarkan data yang dikembalikan oleh pesawat luar angkasa, tim misi harus dapat mengonfirmasi apakah pendaratan berhasil pada hari Selasa.

Pesawat antariksa tersebut telah melakukan dua kali latihan tanpa benar-benar menyentuh asteroid, jadi timnya bersiap untuk acara yang sangat dinanti ini.

Namun, Bennu bukanlah seperti yang diharapkan para ilmuwan. Lokasi pendaratan Nightingale dikelilingi oleh bahaya, jadi misi harus dijalankan dengan sangat presisi.

Pesawat luar angkasa OSIRIS-REx harus mendeteksi bahaya dan menunda misinya sendiri jika ada rintangan yang menghalangi pengambilan sampel. Namun jika semuanya berjalan lancar, pesawat ruang angkasa dan sampel berharganya akan memulai perjalanan panjang kembali ke Bumi tahun depan dan mendaratkan sampelnya di Bumi pada tahun 2023.

Menghindari batu besar seukuran bangunan

Bayangkan sebuah van yang dapat menampung 15 penumpang terbang melintasi angkasa dan mendekati batu yang memiliki ketinggian Empire State Building dan berputar dengan cepat. Itulah misi OSIRIS-REx untuk Bennu.

Bennu memiliki orbit yang membawanya mendekati Bumi, itulah sebabnya ia dianggap sebagai asteroid dekat Bumi. Salah satu pendekatannya di masa depan bisa membuatnya sangat dekat dengan Bumi di abad berikutnya; itu memiliki peluang satu dari 2.700 untuk mempengaruhi planet kita.

Sampel dari Bennu dapat membantu para ilmuwan memahami tidak hanya lebih banyak tentang asteroid yang dapat berdampak pada Bumi tetapi juga tentang bagaimana planet terbentuk dan kehidupan dimulai. Secara total, pesawat ruang angkasa akan mengumpulkan sekitar 2 ons, atau 30 paket gula, material dari asteroid.

Meskipun kedengarannya kecil, ini adalah sampel terbesar yang kembali dari luar angkasa sejak program Apollo, menurut NASA.

Tapi pertama-tama, OSIRIS-REx harus menavigasi jalur kecil dan sempit ke lokasi pendaratan Nightingale di dalam kawah di Belahan Bumi Utara asteroid.

Area touchdown telah dikurangi menjadi sekitar sepersepuluh dari rencana awal, jadi akurasi adalah kuncinya. Di tepi timur kawah terdapat sebuah batu besar seukuran bangunan yang dapat mengancam pesawat ruang angkasa saat mundur dari asteroid setelah sampel dikumpulkan.

Bennu “tidak seperti pantai berpasir yang kami harapkan dan harapkan,” kata Thomas Zurbuchen, administrator asosiasi untuk Direktorat Misi Sains di NASA, dalam konferensi pers September.

Sebaliknya, para ilmuwan menemukan asteroid itu ditutupi dengan batu-batu sebesar rumah. Tim menggunakan pesawat luar angkasa untuk memetakan seluruh asteroid dan menentukan empat lokasi pendaratan potensial. Nightingale akhirnya terpilih sebagai yang terbaik.

“Kami memilih Nightingale karena, sejauh ini, ia memiliki bahan yang paling halus dari keempat kandidat lokasi sampel,” kata Dante Lauretta, penyelidik utama misi dan profesor di Laboratorium Lunar dan Planet Universitas Arizona, pada September.

“Kami menghabiskan awal tahun 2020 untuk melakukan pengintaian di ketinggian rendah melewati situs ini, pada akhirnya mengambil gambar sekitar seperdelapan inci per piksel. Kami pada dasarnya memiliki gambar yang sangat detail yang menutupi seluruh kawah, dan kami menghitung semua bebatuan itu.”

Masuk untuk touchdown

Situs pendaratan Nightingale berdiameter 52 kaki, seukuran beberapa tempat parkir di mana pesawat ruang angkasa seukuran van akan mendarat sebentar hanya dalam beberapa detik. Tidak ada ruang untuk kesalahan; batu-batu besar seukuran bangunan hanya berjarak beberapa langkah.

Acara ini akan memakan waktu sekitar 4,5 jam untuk terungkap dan pesawat ruang angkasa akan melakukan tiga manuver untuk mengumpulkan sampel.

Pesawat ruang angkasa pertama-tama akan menembakkan pendorong untuk meninggalkan orbit amannya di sekitar asteroid, yang berjarak sekitar 2.500 kaki dari permukaan, dan melakukan perjalanan selama empat jam sebelum mencapai jarak hanya 410 kaki. Kemudian, pesawat ruang angkasa akan menyesuaikan posisi dan kecepatannya untuk terus turun.

Selanjutnya, OSIRIS-REx akan memperlambat penurunannya untuk menargetkan jalur sehingga cocok dengan rotasi asteroid selama kontak. Panel surya akan dilipat menjadi konfigurasi sayap-Y di atas pesawat ruang angkasa untuk melindunginya.

Terakhir, OSIRIS-REx akan melakukan touchdown kurang dari 16 detik. Pesawat ruang angkasa itu akan menembakkan botol nitrogen bertekanan ke dalam asteroid, menggunakan gas tersebut sebagai cara untuk mengangkat material dari permukaan Bennu.

Kepala kolektor pesawat ruang angkasa akan menangkap materi yang diaduk. Kepala ini, terletak di lengan sampling robotik sepanjang 11 kaki, adalah satu-satunya bagian dari pesawat ruang angkasa yang akan menyentuh Bennu. Tim membandingkannya dengan filter udara di mobil model lama, cocok untuk mengumpulkan bahan halus.

Disk kecil, yang dapat mengumpulkan debu seperti bantalan lengket, juga terletak di kepala jika bagian dari manuver pengambilan sampel tidak berjalan sesuai rencana.

Sebuah kamera di pesawat ruang angkasa akan mengambil cuplikan dari acara pengumpulan tersebut.

“Kami akan tahu apakah kami miring, apakah gas meledak ke samping, apakah bahan diaduk cukup,” kata Lauretta. “Kami juga akan memiliki indikasi yang sangat baik tentang lokasi yang tepat di Nightingale tempat kami melakukan kontak dan kami dapat membandingkannya dengan peta kemampuan sampel kami, untuk menilai apakah kami mendarat di area di mana terdapat banyak bahan sampel atau salah satu lokasi berbatu. . “

Kemudian, pendorong pesawat ruang angkasa akan menembak dan membantunya mundur dari permukaan Bennu dan mencapai jarak yang aman sekali lagi.

Pesawat luar angkasa OSIRIS-REx akan melalui manuver ini sendiri dan pada akhirnya harus memutuskan apakah itu aman atau tidak. Pesawat ruang angkasa akan mengandalkan sistem navigasi Pelacakan Fitur Alami, yang secara aktif mengambil gambar selama turun dan membandingkannya dengan gambar yang disimpan dalam katalog onboard untuk memastikannya berada di jalur yang benar. Ini akan memengaruhi setiap langkah penurunan dan pendekatan.

Jika keluar jalur, pesawat ruang angkasa akan membatalkan upaya itu.

Sistem navigasi juga berisi peta bahaya dari lokasi pendaratan, dan jika mendeteksi bahwa pesawat ruang angkasa mendekati bahaya, itu akan berhenti pada ketinggian 16 kaki di atas asteroid dan tidak melanjutkan upaya tersebut.

Ini berarti OSIRIS-REx dapat tetap aman dan mencoba pengumpulan sampel lain di masa mendatang.

Memeriksa dengan Earth

Sepanjang setiap langkah, pesawat ruang angkasa akan mengirim kembali data ke peneliti NASA di Bumi, yang akan memungkinkan mereka untuk menentukan apakah pendaratan berhasil atau tidak. Sementara hanya sejumlah tim yang akan berada di lokasi di Area Dukungan Misi Lockheed Martin Space karena pandemi, yang lain akan berada di lokasi di lokasi yang berbeda untuk memantau acara tersebut.

Untuk memastikan pesawat ruang angkasa benar-benar mengumpulkan sampel, salah satu kamera OSIRIS-REx akan mengambil gambar kepala koleksi pada 22 Oktober. Dan pada 24 Oktober, pesawat ruang angkasa akan melakukan putaran untuk menentukan massa materi yang dikumpulkannya.

Meskipun 2 ons adalah tujuannya, OSIRIS-REx dapat menahan hingga 4 pon.

Jika pengambilan sampel berjalan sesuai rencana, kepala dan sampel akan ditempatkan dan disegel dalam kapsul pengembalian sampel untuk dikembalikan ke Bumi.

Tetapi jika pengumpulan gagal atau tidak ada cukup bahan, ada dua muatan nitrogen lagi untuk upaya masa depan di situs kedua yang disebut Osprey pada Januari 2021.

Secara keseluruhan, anggota tim akan menghabiskan waktu sekitar satu minggu untuk menilai apa yang mereka kumpulkan dan memastikan bahwa pesawat ruang angkasa dan instrumennya berhasil selamat dari pertemuan itu tanpa cedera.

“Sejauh ini, hasil yang paling mungkin kami dapatkan pada 20 Oktober adalah kami akan menghubungi permukaan dan mengambil sampel besar yang melebihi persyaratan kami. Tapi Bennu telah melempar kami sejumlah bola lengkung, itulah sebabnya kami sepenuhnya bersiap untuk menandai di Osprey (situs cadangan) jika itu diperlukan, “kata Mike Moreau, wakil manajer proyek di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Maryland, dalam sebuah pernyataan.

Baru-baru ini, para ilmuwan menemukan bahwa material halus di situs Nightingale baru saja terpapar ke lingkungan luar angkasa. Artinya, materi yang dikumpulkan oleh OSIRIS-REx adalah materi paling murni di asteroid.

Dan sampel Bennu yang akan dikembalikan ke Bumi tidak akan seperti meteorit yang kita miliki di Bumi, kata para ilmuwan NASA, karena begitu banyak yang mereka pelajari tentang Bennu tidak terduga.