أوزيريس ريكس: إحضار قطع من كويكب للمنزل

أوزيريس ريكس التابعة لناسا هي مهمة مستمرة في الكويكب 101955 بينو ، وهو صخرة غنية بالكربون تستضيف آثار النظام الشمسي المبكر. وصلت المركبة الفضائية إلى بينو في 3 ديسمبر 2018 ، وذهبت بنجاح إلى مدار حول الكويكب في 31 ديسمبر 2018.



في عام 2023 ، من المقرر أن تعيد كبسولة إرجاع عينة أوزيريس ريكس قطعة من بينو إلى الأرض. لكن أولاً ، ستجري المركبة الفضائية دراسة متعمقة للجسم الصخري وتساعد العلماء على معرفة المزيد حول كيف يمكن لأشعة الشمس أن تغير موقع الكويكب.



زيارة كويكب

تم اختيار مهمة OSIRIS-REx التي تبلغ تكلفتها 800 مليون دولار (Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Security-Regolith Explorer) في المرحلة النهائية لفئة مهمة New Frontiers التابعة لناسا في عام 2009 ، جنبًا إلى جنب مع بعثات لدراسة كوكب الزهرة (Surface and Atmosphere Geochemical Explorer ، أو SAGE ) والقمر (MoonRise). في عام 2011 ، تم اختيار OSIRIS-REx ليكون الاقتراح الفائز.

يتكون برنامج New Frontiers من سلسلة من مهام المركبات الفضائية من الدرجة المتوسطة التي تهدف إلى مساعدتنا على فهم النظام الشمسي بشكل أفضل. OSIRIS-REx هي المهمة الثالثة التي يتم اختيارها لهذا البرنامج ؛ كان المختارون السابقون هم New Horizons ، التي حلقت بالقرب من كوكب بلوتو القزم في عام 2015 وعن طريق كائن يسمى 2014 MU69 في عام 2019 ، ومهمة جونو ، التي وصلت إلى مدار حول كوكب المشتري في عام 2016.



تم إطلاق OSIRIS-REx في 8 سبتمبر 2016. وعاد لفترة وجيزة إلى المنزل في سبتمبر 2017 لإكمال تحليق سريع معزز بالأرض. وصل المسبار إلى بينو في 3 ديسمبر 2018. في الشهر الذي تلا وصوله ، أخذ أوزيريس ريكس قياسات تفصيلية لشكل بينو وكتلته قبل أن ينزلق بدقة إلى المدار.

وصل أوزيريس ريكس إلى مداره في 31 ديسمبر 2018 ، قبل ساعات فقط من تحليق نيو هورايزونز بحلول عام 2014 MU69. سجل مسبار الكويكب رقمين قياسيين: Bennu هو أصغر جسم تدور حوله مركبة فضائية على الإطلاق (يبلغ قطر صخرة الفضاء 1640 قدمًا ، أو 500 متر) ، وأجرى أوزيريس ريكس أقرب مدار لجسم صغير على الإطلاق ، عند 1 فقط ميل (1.6 كيلومتر) من السطح.

جزء من المهمة التالية للمركبة الفضائية هو البحث عن مكان آمن للهبوط ؛ سيختار مديرو المهمات موقعين في الدور قبل النهائي بحلول يوليو 2020 ، وسيهبط أوزيريس ريكس في إحدى تلك المواقع على السطح بعد ذلك بوقت قصير.



ستتبع أوزيريس ريكس خطى هايابوسا اليابانية ، التي أصبحت ، في عام 2010 ، أول مركبة فضائية تعيد القليل من كويكب إلى الأرض. هناك مهمة يابانية لاحقة لإعادة العينات ، تسمى Hayabusa2 ، في طريقها إلى الكويكب Ryugu (المعروف أيضًا باسم 1999 JU3) ، مع تحديد موعد وصوله في عام 2020. ومع ذلك ، فإن أوزيريس ريكس هي أول مهمة لإعادة عينة كويكب بقيادة الولايات المتحدة .

رسم توضيحي لفنان لمركبة الفضاء أوزيريس ريكس التابعة لناسا وهي تقترب من الكويكب بينو.

رسم توضيحي لفنان لمركبة الفضاء أوزيريس ريكس التابعة لناسا وهي تقترب من الكويكب بينو.(رصيد الصورة: ناسا / جودارد / جامعة أريزونا)



أخذ عينات من كويكب

الكويكبات هي القطع والقطع المتبقية من تكوين الكواكب ، وعلى هذا النحو ، فهي بمثابة مخططات أولية للنظام الشمسي المبكر. تسمح دراستها للعلماء برؤية شكل النظام الشمسي المبكر والتعرف على كيفية تشكل الكواكب.

مهمة Dawn التابعة لناسا زار الكويكب فيستا قبل الانتقال إلى الكوكب القزم سيريس. على عكس مهمة Dawn ، ستحضر OSIRIS-REx قطعة من Bennu إلى المنزل لإجراء دراسات معملية متعمقة غير ممكنة من المدار. يأمل فريق OSIRIS-REx في جمع ما لا يقل عن 2 أوقية (60 جرامًا) من المواد لتحقيق أهدافهم العلمية.

لن يوفر فهم كيفية تشكل الكويكبات نظرة ثاقبة حول النظام الشمسي المبكر فحسب ، بل سيساعد العلماء أيضًا على فهم أفضل لتركيب الصخور الفضائية اليوم. قد يكون ذلك مفيدًا إذا هدد أي كائن من هذا القبيل بالتصادم مع الأرض. يمكن أن يساعد البحث أيضًا في الجهود المستقبلية لإزالة الكويكبات.

قال دانتي لوريتا ، الباحث الرئيسي في OSIRIS-REx: 'ستطور المهمة تقنيات مهمة لاستكشاف الفضاء ستفيد أي شخص مهتم باستكشاف الكويكبات أو تعدينها ، سواء كانت ناسا أو شركة خاصة'. بيان . (كانت لوريتا سابقًا الباحث الرئيسي المشارك في البعثة ، جنبًا إلى جنب مع زميلها عالم الكواكب مايكل دريك ، الذي توفي عام 2011 عن عمر 65 عامًا).

سيساعد أوزيريس ريكس أيضًا علماء الفلك في دراسة تأثير ياركوفسكي على الكويكبات. تحدث هذه الظاهرة عندما توفر حرارة الشمس دفعة صغيرة تغير حركة كويكب أو جسم آخر. على الرغم من أن الدفع ضئيل ، إلا أنه يمكن أن يتراكم بمرور الوقت ، مما يساعد على تغيير المسار الذي تقطعه صخرة فضائية. لكن قد يكون من الصعب دراسة هذا التأثير ، لأنه يختلف بناءً على شكل كل كويكب.

قال جيم جرين ، مدير قسم علوم الكواكب في ناسا ، في تقرير له: 'ستساعدنا المعرفة المستمدة من المهمة على تطوير طرق لتتبع مدارات الكويكبات بشكل أفضل'. بيان .

الآن وقد وصلت OSIRIS-REx إلى Bennu ، تعمل خمس أدوات على متن المركبة الفضائية على دراسة وتخطيط وتحليل الكويكب بتفاصيل غير مسبوقة:

  • مطياف OSIRIS-REx المرئي والأشعة تحت الحمراء (OVIRS) - من خلال قياس الضوء المرئي والقريب من الأشعة تحت الحمراء ، سوف يبحث OVIRS عن المواد العضوية والمعادن الأخرى.
  • مطياف الانبعاث الحراري OSIRIS-REx (OTES) - باستخدام الأشعة تحت الحمراء الحرارية ، ستأخذ OTES درجة حرارة Bennu وترسم خريطة للوفرة المعدنية والكيميائية. سيعمل كل من OVIRS و OTES معًا على رسم خريطة Bennu على موجة من الأطوال الموجية المثيرة للاهتمام للمساعدة في اختيار أفضل موقع لأخذ عينات من الكويكب.
  • OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS) - مجموعة من ثلاث كاميرات ستساعد في رسم خريطة Bennu. سوف تحصل PolyCam ، وهي الأكبر ، على الصور الأولى لبينو ، حيث تأخذها من مسافة 1.2 مليون ميل (2 مليون كيلومتر) ، وتلتقط صورًا عالية الدقة لموقع العينة. سيبحث MapCam عن الأقمار الصناعية وأعمدة الغبار حول الكويكب ، ويرسم خريطة لها بالألوان ، ويلتقط الصور لإنشاء خرائط طبوغرافية. سيقوم SamCam بتوثيق جمع العينة والتقاطها.
  • مقياس الارتفاع بالليزر OSIRIS-REx (OLA) - من خلال مسح سطح Bennu بالكامل ، سيرسل OLA البيانات لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لسطح الكويكب.
  • مطياف Regolith للتصوير بالأشعة السينية (RExIS) - ستساعد دراسة انبعاثات الأشعة السينية لبينو في إنشاء خريطة توضح وفرة العناصر المختلفة على السطح. على عكس أدوات التصوير الأخرى ، ستفحص RExIS تكوين الكويكب على مستوى العناصر الذرية الفردية.

الجدول الزمني للبعثة

منذ إطلاقها ، قامت المركبة الفضائية بمناورتين في الفضاء السحيق. تم إجراء الأول في 28 ديسمبر 2016 ، وتم إعداد المركبة الفضائية لمساعدة الجاذبية مع الأرض. بعد عام تقريبًا ، قام أوزيريس ريكس برحلة طيران على الكوكب ، في 22 سبتمبر 2017 ، لالتقاط السرعة في رحلته إلى بينو.

في أقرب اقتراب لها ، فوق القارة القطبية الجنوبية ، كانت المركبة الفضائية على بعد حوالي 10700 ميل (17200 كم) من السطح. زاد التحليق من سرعة OSIRIS-REx بحوالي 8500 ميل في الساعة (13000 كم / ساعة) وتم تنفيذه بشكل لا تشوبه شائبة. ثم واصلت المركبة الفضائية رحلتها إلى بينو.

على طول الطريق ، التقطت OSIRIS-REx بعض الصور المذهلة للأرض وقمرها من مسافة تزيد قليلاً عن 3 ملايين ميل (5 ملايين كيلومتر).

في 28 يونيو 2018 ، اجتازت المركبة الفضائية مناوراتها الرئيسية الثانية والأخيرة في الفضاء السحيق قبل إجراء سلسلة من المناورات الناجحة للاقتراب من الكويكب لوضعها بالقرب من بينو.

بمجرد دراسة الكويكب بتفصيل كبير ، سيحدد العلماء منطقة لأخذ عينات منها. هذا هو المكان الذي ستدخل فيه آلية اقتناء عينات اللمس والذهاب (TAGSAM). مع اقتراب أوزيريس ريكس من الكويكب ، ستقوم تاغسام بتفجير عينة من غاز النيتروجين النقي على سطح الصخرة. سيتم دفع الثرى (الغبار والصخور المكسورة) المنفجرة من السطح إلى غرفة جهاز أخذ العينات. لإكمال كل العلوم المخطط لها ، يحتاج OSIRIS-REx إلى جمع ما لا يقل عن 2 أونصة (60 جم) من مادة الكويكب ، ولكن الهدف هو جمع 5 أونصات (150 جم) لحساب أي أخطاء في القياس. ستحمل المركبة الفضائية ثلاث زجاجات من غاز النيتروجين للسماح بمحاولات تجميع متعددة ، ويمكن أن تحمل TAGSAM ما يصل إلى 70 أونصة (2000 جم). لوزن العينة في بيئة منخفضة الجاذبية ، سيقيس العلماء التسارع الزاوي للمركبة الفضائية قبل وبعد جمع العينة.

على الرغم من أن OSIRIS-REx ستأخذ عينات من Bennu ، إلا أن المركبة الفضائية لن تهبط بالكامل على سطح الصخور الفضائية. سيكون الاتصال أثناء عملية الجمع قصيرًا ، ويستمر بضع ثوانٍ فقط. وقال دريك للصحفيين في 2011: 'نحن نقبل السطح'.

تم تحديد موعد اتصال OSIRIS-REx القصير مع سطح Bennu في يوليو 2020.

ستغادر المركبة الفضائية بينو في مارس 2021 في رحلة العودة إلى الأرض. ستصل OSIRIS-REx إلى الوطن في سبتمبر 2023 وستسقط كبسولة عودة ، والتي ستنزل بالمظلة في صحراء يوتا. ستنتقل المركبة الفضائية بعد ذلك إلى مدار مستقر حول الشمس.

الكويكب القريب من الأرض بينو ، كما تراه ناسا

الكويكب بينو القريب من الأرض ، كما رآه مسبار أوزيريس ريكس التابع لناسا في 2 ديسمبر 2018.(رصيد الصورة: ناسا / جودارد / جامعة أريزونا)

قابل بينو

يُعرف في الأصل باسم 1999 RQ36 ، تم تغيير اسم الصخرة OSIRIS-Rex التي ستزورها إلى Bennu بواسطة مايك بوزيو البالغ من العمر 9 سنوات في مسابقة 2013 . بينو هو إله مصري يصور عادة على أنه مالك الحزين الرمادي. اختار Puzio الاسم لأنه يعتقد أن TAGSAM والألواح الشمسية تشبه رقبة إله الطيور وأجنحتها.

تحديد هي واحدة من عدة آلاف من الأجسام القريبة من الأرض تدور في نطاق 120 مليون ميل (190 مليون كيلومتر) من الأرض. من بين هؤلاء ، كان Bennu واحدًا من أقل من 200 جسم كان مداره معروفًا ومشابهًا بدرجة كافية لمدار الأرض. يدور هذا الكويكب حول الشمس كل 436 يومًا ويقترب جدًا من الأرض كل ست سنوات.

كما أن بينو كبيرة نسبيًا ، حيث يبلغ عرضها حوالي 1650 قدمًا (500 م). تدور الصخور التي يقل حجمها عن 650 قدمًا (200 متر) بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا تتمكن المركبة الفضائية من الهبوط عليها بأمان. فقط حفنة من الكويكبات في مدارات مناسبة كانت كبيرة بما يكفي للسماح بالزيارة.

من بين تلك التي تعتبر مناسبة ، يتمتع Bennu بتكوين أكثر جاذبية. الكويكب غني نسبيًا بالمواد الكربونية ؛ الكويكبات التي ربما جلبت الماء والمواد العضوية إلى الأرض وساعدت في إطلاق الحياة كانت ستبدو مثل بينو.

قال دريك: 'نحن ذاهبون لشيء غني بالمواد العضوية ، والذي قد يكون له علاقة ببداية الحياة'.

كما أن مدار Bennu القريب يجعله أيضًا يحتمل أن تكون خطرة بالنسبة إلى الأرض ، ولكن على عكس ما قالته بعض التقارير الإعلامية ، فإن صخرة الفضاء هذه ليست تهديدًا محددًا. حسب علماء ناسا أن هناك فرصة بنسبة 0.037٪ (أو 1 من 2700) أن تضرب الأرض في الربع الأخير من القرن الثاني والعشرين. ولكي يحدث ذلك ، سيحتاج الكويكب إلى تغيير مداره في تحليقه رقم 2135 من الأرض.

إذا فعل الكويكب تصطدم بالأرض ، فإن التأثير لن يدمر الكوكب ، على الرغم من أنه سيحدث دمارًا أينما يلامس. يقول الخبراء إن كويكبًا بهذا الحجم من المحتمل أن يدمر المنطقة المحلية المحيطة بالاصطدام ، لكنه لن يتسبب في انقراضات جماعية.

ومع ذلك ، فإن التحذير المتقدم الذي قدمته OSIRIS-REx يمكن أن يساعد العلماء على اتخاذ تدابير وقائية قبل وقت طويل من التأثير.

قراءة متعمقة:

تم تحديث هذه المقالة في 25 يناير 2019 بواسطة إليزابيث هويل ، المساهم في موقع demokratija.eu.