(NASA) Stellen Sie sich vor, Sie parken einen Transporter mit 15 Sitzplätzen parallel auf nur zwei bis drei Parkplätzen, die von zweistöckigen Felsbrocken umgeben sind. Am 20. Oktober wird eine von der University of Arizona geleitete NASA-Mission, die seit 16 Jahren arbeitet, das astronomische Äquivalent in mehr als 200 Millionen Meilen (320 Millionen Kilometer) Entfernung versuchen.
Eine NASA-Mission rief an OSIRIS-REx wird bald versuchen, die Oberfläche eines zu berühren Asteroid und losen Schutt einsammeln.
OSIRIS-REx ist die erste Mission der Vereinigten Staaten zur Rückführung von Asteroidenproben. Ziel ist es, eine makellose, unveränderte Probe von einem Asteroiden zu sammeln und zur wissenschaftlichen Untersuchung zur Erde zurückzubringen. Die Raumsonde wird versuchen, die Oberfläche des Asteroiden Bennu zu berühren, der mit 63.000 Meilen pro Stunde (101.000 Kilometer pro Stunde) durch den Weltraum rast.
Wenn alles nach Plan verläuft, wird das Raumschiff einen 11 Fuß (3 Meter) langen Roboterarm namens TAGSAM (Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism) ausfahren und etwa 10 Sekunden damit verbringen, mindestens zwei Unzen (50) zu sammeln Gramm) lose Trümmer des Asteroiden. Das von einem Team aus Wissenschaftlern und Ingenieuren fernüberwachte Raumschiff wird dann die Probe verstauen und seine für 2023 geplante Rückkehr zur Erde antreten.
Sie können sich dieses „Touch-And-Go“-Manöver der Beispielsammlung am 20. Oktober um 17:00 Uhr EDT/ 14:00 Uhr PDT (2100 UTC) oben oder im NASA-Fernsehen und bei der Agentur ansehen Webseite .
Als Senior Vice President für Forschung und Innovation Ich bin an der UArizona und bin Maschinenbauingenieur mit langjähriger Karriere in der Raumfahrtsystemtechnik. Ich glaube, dass dieser Meilenstein für OSIRIS-REx den Geist von Forschung und Innovation, die sorgfältige Balance zwischen Problemlösung und Beharrlichkeit, von Hindernis und Chance perfekt einfängt.
Probenarm der Raumsonde OSIRIS-REx. (NASA/Goddard/Universität von Arizona)
Was Bennu uns beibringen kann
Im Jahr 2004 gründete Michael Drake, damals Leiter der UArizona Lunar and Planetary Laboratory ; sein geschützter, Dante Lauratta , damals Assistenzprofessor für Planetenwissenschaften an der UArizona; und Experten von Lockheed Martin und der NASA diskutierten das allererste Konzept der OSIRIS-REx-Mission und was sie erreichen könnte.
Asteroiden sind Relikte der frühesten Materialien, die unser Sonnensystem geformt haben, und die Untersuchung einer solchen Probe könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, grundlegende Fragen über die Ursprünge des Sonnensystems zu beantworten. Weiter, Bestimmen Da es sich um einen erdnahen Asteroiden handelt, bei dem das Risiko besteht, dass er Ende des 21. Jahrhunderts auf der Erde einschlägt, untersucht die Mission auch Möglichkeiten, wie eine solche Kollision vermieden werden könnte.
Das vielleicht ehrgeizigste Ziel der OSIRIS-REx-Mission ist jedoch die Ressourcenidentifizierung – das „RI“ in OSIRIS. Das bedeutet im Wesentlichen, die chemischen Eigenschaften von Bennu zu kartieren, um unter anderem das Potenzial des Abbaus von Asteroiden zur Herstellung von Raketentreibstoff zu ermitteln – eine Vorstellung, die im Jahr 2004 ihrer Zeit weit voraus war.
Die NASA wählte UArizona 2011 als Leiterin der Mission aus, mit Drake an der Spitze. Lauretta, eine College-Studentin der ersten Generation und Absolventin der UArizona, übernahm die Leitung, als Drake in diesem Jahr starb, und leitet OSIRIS-REx auch heute noch. Er würde seinen Vorgänger zweifellos stolz machen.
Während OSIRIS-REx die erste NASA-Mission ist, die versucht, eine Probe von einem Asteroiden zu sammeln, sind die für eine solche Mission erforderlichen wissenschaftlichen und technologischen Kenntnisse das Ergebnis jahrzehntelanger früherer Erkundungen. Anfang der 1990er Jahre Galileo der NASA flog an den Asteroiden vorbei Gaspra und Ida . In der Nähe von Schuhmacher war das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das einen Asteroiden umkreiste und auf ihm landete. Bevor die NASA 2012 zum Zwergplaneten Ceres aufbrach Raumschiff Dawn umkreiste und kartierte das Asteroid Vesta .
Und vielleicht am bedeutsamsten: Im Jahr 2010 brachte das japanische Gegenstück zur NASA, JAXA, mit seiner Raumsonde Hayabusa eine kleine Menge Staub von einem Asteroiden zur Erde zurück.
Anfang letzten Jahres, Hayabusa 2 von JAXA gelandet und erfolgreich eingesammelt eine Probe vom Asteroiden Ryugu . Die Raumsonde wird im Dezember dieses Jahres zur Erde zurückkehren. Es war ein Privileg und eine absolute Freude, die Leistungen unserer Kollegen in Japan zu beobachten und daraus zu lernen.
Navigieren durch das Unerwartete
OSIRIS-REx startete am 8. September 2016 in Cape Canaveral, Florida, und kam im Dezember 2018 in Bennu an. In den Monaten bis zu diesem Zeitpunkt hat sein Team aus Wissenschaftlern und Ingenieuren zwei Fernproben durchgeführt und ist dabei Bennu sehr nahe gekommen es berühren.
Als das OSIRIS-REx-Team Bennu als Ziel auswählte, vermutete und hoffte es, dass die Oberfläche des Asteroiden so etwas wie ein Sandstrand aussehen würde. Aber der wissenschaftliche Prozess – und die Natur selbst – ist voller Überraschungen, manche herausfordernd, alle wundersam.
Als sich die Raumsonde OSIRIS-REx Bennu näherte, strahlten ihre hochauflösenden Kameras Hunderte Fotos des Asteroiden zurück zur Erde und zeigten keine strandähnliche Oberfläche, sondern eine zerklüftete, mit Felsbrocken übersäte Landschaft.
Das war nicht unbedingt im Plan.
Das Team brütete monatelang über diesen Bildern und suchte nach einem Ort, der groß genug ist, damit ein Raumschiff von der Größe eines großen Personentransporters aufsetzen und manövrieren kann, ohne einen Felsbrocken zu treffen, und der Material enthält, das fein genug ist, um lose Trümmer aufzusammeln.
Am 12. Dezember 2019 gab das OSIRIS-REx-Team den gewählten Landeplatz bekannt: Nightingale. Nightingale beherbergt einen relativ neuen Krater von der Größe eines Tennisplatzes. An seinem Rand liegt ein Felsbrocken von der Größe eines zweistöckigen Gebäudes.
Das Team, dem Hunderte von Dozenten, Forschern und Studenten aus UArizona und mehreren Partnerinstitutionen angehören, bezeichnet diesen Felsbrocken liebevoll als „Mount Doom“.
In einem kleinen Abschnitt des Nightingale-Kraters – so groß wie nur ein paar Parkplätze – identifizierte das Team lose Trümmer, die klein genug waren, dass die Raumsonde OSIRIS-REx sie ergreifen und wegtragen konnte.
Bennus 152 Meter hoher Felsbrocken ragt aus der südlichen Hemisphäre heraus. (NASA/Goddard/Universität von Arizona)
Wer nicht wagt der nicht gewinnt
Am 20. Oktober könnte etwas schief gehen.
Abgesehen vom Aufprall auf den Mount Doom lauern andere, weniger dramatische, aber wahrscheinlichere Risiken. Der TAGSAM-Sammelkopf könnte auf einem schräg stehenden Stein landen, anstatt bündig mit einer flachen Schuttoberfläche abzustoßen, was die Sammlung weitaus weniger effektiv macht.
Da der Sammelkopf nur Partikel von der Größe eines Nickels oder kleiner aufnehmen kann, besteht auch die Gefahr, dass er effektiv durch etwas Größeres „verstopft“ wird. Auf unbekanntem Terrain laufen die Dinge nicht immer nach Plan.
Dennoch sind wir optimistisch.
Das uralte Sprichwort trifft zu: Nichts wagt, nichts wird gewonnen.
Wir haben durch die OSIRIS-REx-Mission bereits so viel Wissen gewonnen und werden mit der gleichen mutigen Entschlossenheit, die uns bisher vorangebracht hat, weiter forschen und Probleme lösen. 
Elizabeth Cantwell , Professor für Praxis für Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau und Senior Vice President für Forschung und Innovation, Universität von Arizona .
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