OSIRIS-REx готов к полету.

Инкапсулирование зонда в грузовом обтекателе Atlas-5 отмечает конец многолетней кампании разработки и изготовления, а также гарантирует, что каждая его часть соответствует строгим стандартам чистоты.

Во время всего процесса производства инженеры отслеживали органические примеси везде в тех местах, где OSIRIS-REx был на Земле, не допуская повышения их концентрации до нескольких частей на миллиард.

Экспертов особенно беспокоили органические остатки, оставленным людьми и такие материалы, как нейлон и клеи, которые обычно используются при сборке спутников. Стоит сказать, что все части которые будут соприкасаться с астероидом не содержат ни грамма нейлона или каких-либо клеев.

OSIRIS-REx возвратит образцы астероида для последующего их анализа, что позволит возможно даже ответить на вопрос о происхождении жизни, воды и планет. Результаты могут быть искажены случайным микроорганизмом или спорой с Земли. Именно поэтому ученые придавали особенное внимание стерилизация космического аппарата.

Малые объекты формировались из облака пыли и газа на рассвете Солнечной системы. Эти прото-миры превратились в большие объекты – некоторые доросли до уровня планет — когда они сталкивались друг с другом, аккумулируя всё больше веществ.

Ученые полагают, что именно астероиды стали теми объектами, которые доставили элементы жизни на Землю. Они в первую очередь будут искать аминокислоты – элементарные звенья протеинов – простые и сложные органические соединения и другие вещества на астероиде Bennu, объекте, вращающегося вокруг Солнца относительно близко к Земле.

Для ученых и инженеров, работающих над OSIRIS-REx, эта неделя – поворотный момент. Это последний раз, когда они видят космический аппарат – продукт 12-летней работы. График требует, чтобы 2110-килограммовый зонд, уже заправленный гидразином (топливом) для осуществление маневров в космосе, был снят со стационарного стенда и заключен в носовой 4-метровый обтекатель Atlas-5.

“У нас есть полностью заправленный космический корабль и он готов начать свою работу. После того как мы закроем его в обтекателе, начнется процесс перемещения на стартовую площадку и установки на разгонном блоке носителя. Мы в последний раз видим его в целом на Земле, за исключением некоторых частей, которые вернутся в 2023 году», – НАСА.

Интегрирование зонда с Atlas-5 должно произойти 29 августа. Активация его аккумуляторных батарей должна произойти 6 сентября. Двухчасовое стартовое окно откроется в 23:05 (Гринвич) 8 сентября и продлится оно до 12 октября или иначе придется ждать год следующей возможности. В случае успешного запуска OSIRIS-REx возвратится к Земле в сентябре 2017 года для осуществления гравитационного маневра и последующего перелета к Bennu, миниатюрному миру диаметром около 550 метров.

Bennu – редкий небесный объект. Ученые знают его как астероид «B-разновидности» и, скорее всего, на нём присутствует большое количество углерода, считающего основой органических молекул. Астероид имеет площадь поверхности около 0,78 кв. км.

В августе 2018 года зонд, работающий исключительно на солнечной энергии, начнет финальный этап сближения, который завершится выходом на орбиту. После полного обзора Bennu спектрометрами, камерами и лазерным высотомером, ученые выберут, где добыть нужный образец.

Пакет аппаратуры сможет искать органику и выполнять детализированные температурные измерения Bennu, у которого есть регионы, более холодные, чем в морозильнике и достаточно горячие, чтобы вскипятить воду.

Во время следующей фазы полета, в конце 2019-го, ученые сузят количество мест выборки. Окончательное решение будет основано на нескольких факторах, среди которых: не допустить повреждения космического аппарата и возможность взятия пребиотического материала.

Но есть и ограничения. Это места, к которым не сможет подойти OSIRIS-REx. Механизм сбора может захватить породу до 2 сантиметров в диаметре, поэтому НАСА рассмотрит исключительно места с тонкодисперсной пылью или небольшими камнями.

Когда НАСА даст зеленый свет OSIRIS-REx на отбор проб, заработает устройство, названное TAGSAM. Установленное на конце 3,4-метровой руки-манипулятора, TAGSAM напоминает воздушный фильтр для автомобиля.

Находясь на расстоянии до километра от Bennu, зонд включит маневровые двигатели, чтобы оставить эту орбиту, затем строго откорректирует скорость до величины, соответствующей скорости вращения астероида, что позволит зависнуть над местом осуществления выборки, запланированной на 4 июля 2020 года.

Незначительная гравитация астероида не повлияет на космический корабль, поскольку она эквивалентна одной миллионной от гравитации Земли. Примерно такая же гравитация со стороны МКС действует на сближающийся с ней грузовой корабль. Поэтому OSIRIS-REx будет управляться исключительно тягой своих двигателей.

При осуществлении выборки он подойдет к Bennu на скорости около 10 см/секунду – обычная скорость пешехода. Космическому аппарату отведено только пять секунд на взятие образцов с помощью TAGSAM.

Сбор образцов будет происходит по следующему сценарию. На зонде находится три баллона со сжатым азотом, вентиль на одном из них откроют, чтобы как-бы сдуть, или поднять в воздух поверхностный слой из мелких камней и пыли. Это делается для того, чтобы добраться до материала, который лежит под ним, не испытавшего на себе перепады температур, которые могли бы в таком случае убить чувствительные органические соединения.

Далее TAGSAM, который работает по принципу пылесоса, засосет материал. Камера зонда в этот момент будет записывать все операции со скоростью 1 кадр в секунду. Изображения, вместе с точными измерениями массы OSIRIS-REx, укажет, как сработало устройство.

Критерии успеха.

60 граммов. Этого достаточно для последующего анализа на Земле и понимания структуры астероида, объекта, который аналогичен тем, заполнившим раннюю Солнечную систему, когда небесные тела сталкивались в космосе как бильярдные шарики, бомбардируя прото-планеты, которые позже стали Землей и ее соседями.

Испытания TAGSAM перед запуском показали, что механизм может собрать и больше, чем минимальные 60 граммов. При тестировании устройство обычно собирало до 500 граммов. Если ученые не удовлетворятся первой попыткой, OSIRIS-REx, используя два резервных азотных баллона, совершит дополнительные попытки осуществления выборки.

Как только образец будет взят, с Земли пойдет команда на размещение TAGSAM в возвращаемой капсуле OSIRIS-REx. Пироболты отсоединят TAGSAM от роботизированной руки, а крышка капсулы закроется для возвращения домой.

После этого будут решены другие задачи, включая изучения сил, влияющих на орбиту астероида, что позволит лучше прогнозировать его будущий путь. Существует 1/2700 вероятность, что Bennu столкнется с Землей в конце 22-ого столетия, и зонд попытается уточнить этот показатель.

Понимая насколько важна суперчистота в этом полете, модуль TAGSAM содержали отдельно от остального оборудования OSIRIS-REx и не использовали при его создании нейлоновых соединителей и эпоксидных клеев. Очень важно в этом полете возвратить образец в том же виде, в котором он находился на астероиде.

“Метеориты доставляют некоторую информацию на Землю от астероидов, но они, столкнувшись с планетой, или даже при входе в атмосферу, немедленно загрязняются земной биологией. В таком случае исследователи все еще могут извлечь некоторые положительные результаты и даже найти аминокислоты в космических камнях, но всего этого недостаточно для понимания всех процессов», – НАСА.

Загруженная астрономическим материалом, 60-килограммовая возвращаемая капсула войдет в атмосферу Земли около 9:00 (Гринвич) в воскресенье, 24 сентября 2023 года…