OSIRIS-REx da NASA toca com sucesso asteroide Bennu

A nave espacial Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer (OSIRIS-REx) da NASA desdobrou seu braço robótico na terça-feira e, pela primeira vez para a agência, tocou brevemente um asteroide para coletar poeira e seixos da superfície para entrega à Terra em 2023.

Este asteroide Bennu antigo e bem preservado, está atualmente a mais de 200 milhões de milhas (321 milhões de quilômetros) da Terra. Bennu oferece aos cientistas uma janela para o início do sistema solar, conforme ele estava tomando forma há bilhões de anos e lançando ingredientes que poderiam ter ajudado a semear a vida na Terra. Se o evento de coleta de amostras de terça-feira, conhecido como “Touch-And-Go” (TAG), fornecer uma amostra suficiente, as equipes da missão irão comandar a espaçonave para começar a armazenar a preciosa carga primordial para iniciar sua jornada de volta à Terra em março de 2021. Caso contrário , eles se prepararão para outra tentativa em janeiro.

“Este primeiro incrível para a NASA demonstra como uma equipe incrível de todo o país se reuniu e perseverou em desafios incríveis para expandir as fronteiras do conhecimento”, disse o administrador da NASA Jim Bridenstine. “Nossos parceiros industriais, acadêmicos e internacionais tornaram possível segurar um pedaço do sistema solar mais antigo em nossas mãos.”

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Às 13h50 EDT, o OSIRIS-REx disparou seus propulsores para sair da órbita ao redor de Bennu. Ele estendeu o ombro, depois o cotovelo e o pulso de seu braço de amostragem de 11 pés (3,35 metros), conhecido como Mecanismo de Aquisição de Amostra Touch-And-Go (TAGSAM), e transitou por Bennu enquanto descia cerca de meia milha ( 805 metros) em direção à superfície. Após uma descida de quatro horas, a uma altitude de aproximadamente 410 pés (125 metros), a espaçonave executou a queima do “Checkpoint”, a primeira de duas manobras para permitir que ela visasse com precisão o local de coleta de amostra, conhecido como “Nightingale”.

Dez minutos depois, a espaçonave disparou seus propulsores para o segundo “Matchpoint” queimar para diminuir sua descida e corresponder à rotação do asteróide no momento do contato. Em seguida, ele continuou uma costa traiçoeira de 11 minutos, passando por uma rocha do tamanho de um prédio de dois andares, apelidado de “Monte da Perdição”, para pousar em um local claro em uma cratera no hemisfério norte de Bennu. Do tamanho de um pequeno estacionamento, o local Nightingale é um dos poucos pontos relativamente limpos nesta rocha espacial inesperadamente coberta de pedras.

“Esta foi uma façanha incrível – e hoje nós avançamos tanto na ciência quanto na engenharia e nossas perspectivas para futuras missões para estudar esses misteriosos contadores de histórias do sistema solar”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado do Diretório de Missão Científica da NASA na sede da agência em Washington. “Um pedaço de rocha primordial que testemunhou toda a história do nosso sistema solar pode agora estar pronto para voltar para casa por gerações de descobertas científicas, e mal podemos esperar para ver o que vem a seguir.”

“Depois de mais de uma década de planejamento, a equipe está radiante com o sucesso da tentativa de amostragem de hoje”, disse Dante Lauretta, pesquisador principal da OSIRIS-REx na Universidade do Arizona em Tucson. “Embora tenhamos algum trabalho pela frente para determinar o resultado do evento – o contato bem-sucedido, a queima de gás TAGSAM e o afastamento de Bennu são grandes conquistas para a equipe. Estou ansioso para analisar os dados para determinar a massa da amostra coletada. ”

Todos os dados de telemetria da espaçonave indicam que o evento TAG foi executado conforme o esperado. No entanto, levará cerca de uma semana para a equipe OSIRIS-REx confirmar a quantidade de amostra que a espaçonave coletou.

Dados em tempo real indicam que o TAGSAM contatou com sucesso a superfície e disparou uma explosão de gás nitrogênio. O gás deve ter levantado poeira e seixos na superfície de Bennu, alguns dos quais devem ter sido capturados no cabeçote de coleta de amostra TAGSAM. Os engenheiros da OSIRIS-REx também confirmaram que, logo depois que a espaçonave fez contato com a superfície, ela disparou seus propulsores e se afastou com segurança de Bennu.

“A manobra do TAG de hoje foi histórica”, disse Lori Glaze, diretora da Divisão de Ciência Planetária na sede da NASA em Washington. “O fato de termos tocado com segurança e sucesso a superfície de Bennu, além de todos os outros marcos que esta missão já alcançou, é uma prova do espírito vivo de exploração que continua a descobrir os segredos do sistema solar.”

Capturada em 11 de agosto de 2020 durante o segundo ensaio do evento de coleta de amostras da missão OSIRIS-REx, esta série de imagens mostra o campo de visão do SamCam enquanto a espaçonave da NASA se aproxima da superfície do asteroide Bennu. O ensaio levou a espaçonave através das três primeiras manobras da sequência de amostragem a um ponto de aproximadamente 131 pés (40 metros) acima da superfície, após o qual a espaçonave executou uma queima de recuo. Créditos: NASA / Goddard / University of Arizona História completa

“É difícil colocar em palavras o quão emocionante foi receber a confirmação de que a espaçonave tocou com sucesso a superfície e disparou uma das garrafas de gás”, disse Michael Moreau, gerente de projeto adjunto da OSIRIS-REx do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. . “A equipe mal pode esperar para receber as imagens do evento TAG no final da noite e ver como a superfície de Bennu respondeu ao evento TAG.”

A espaçonave realizou o TAG de forma autônoma, com instruções pré-programadas de engenheiros da Terra. Agora, a equipe OSIRIS-REx começará a avaliar se a espaçonave capturou algum material e, em caso afirmativo, quanto; a meta é de pelo menos 60 gramas, o que é mais ou menos o equivalente a uma barra de chocolate de tamanho normal.

Os engenheiros e cientistas da OSIRIS-REx usarão várias técnicas para identificar e medir a amostra remotamente. Primeiro, eles vão comparar as imagens do site Nightingale antes e depois do TAG para ver quanto material de superfície se moveu em resposta à explosão de gás.

“Nossa primeira indicação de se tivemos sucesso na coleta de uma amostra virá em 21 de outubro, quando fizermos o downlink do filme de back-away da espaçonave”, disse Moreau. “Se o TAG causou uma perturbação significativa na superfície, provavelmente coletamos muito material.”

A seguir, a equipe tentará determinar a quantidade de amostra coletada. Um método envolve tirar fotos da cabeça do TAGSAM com uma câmera conhecida como SamCam , que se dedica a documentar o processo de coleta de amostras e determinar se poeira e pedras entraram na cabeça do coletor. Uma indicação indireta será a quantidade de poeira encontrada ao redor da cabeça do coletor de amostra. Os engenheiros do OSIRIS-REx também tentarão tirar fotos que possam, dadas as condições de iluminação adequadas, mostrar o interior da cabeça para que os engenheiros possam procurar evidências de amostras dentro dela.

Estas imagens mostram a cabeça de amostragem do Mecanismo de Aquisição de Amostra Touch-and-Go OSIRIS-REx (TAGSAM) estendida da nave espacial no final do braço TAGSAM. A câmera SamCam da espaçonave capturou as imagens em 14 de novembro de 2018 como parte de uma verificação visual do sistema TAGSAM, que foi desenvolvido pela Lockheed Martin Space para adquirir uma amostra de material de asteróide em um ambiente de baixa gravidade. A imagem foi um ensaio para uma série de observações que serão feitas em Bennu logo após a coleta da amostra.Créditos: NASA / Goddard / University of Arizona

Alguns dias após as imagens SamCam serem analisadas, a espaçonave tentará outro método para medir a massa da amostra coletada, determinando a mudança no “momento de inércia” da espaçonave, uma frase que descreve como a massa é distribuída e como ela afeta a rotação do corpo em torno de um eixo central. Esta manobra envolve estender o braço TAGSAM para o lado da espaçonave e girar lentamente a espaçonave em torno de um eixo perpendicular ao braço. Essa técnica é análoga a uma pessoa girando com um braço estendido enquanto segura um barbante com uma bola presa na ponta. A pessoa pode sentir a massa da bola pela tensão na corda. Tendo realizado esta manobra antes do TAG, e agora depois, os engenheiros podem medir a mudança na massa do cabeçote de coleta como resultado da amostra dentro.

“Usaremos a combinação de dados do TAG e as imagens pós-TAG e medição de massa para avaliar nossa confiança de que coletamos pelo menos 60 gramas de amostra”, disse Rich Burns, gerente de projeto OSIRIS-REx em Goddard. “Se nossa confiança for alta, tomaremos a decisão de armazenar a amostra em 30 de outubro.” 

Para armazenar a amostra, os engenheiros comandarão o braço robótico para colocar a cabeça do coletor de amostra na cápsula de retorno de amostra (SRC), localizada no corpo da nave espacial. O braço de amostra se retrairá para o lado da espaçonave pela última vez, o SRC se fechará e a espaçonave se preparará para sua partida de Bennu em março de 2021 – esta é a próxima vez que Bennu estará devidamente alinhado com a Terra para voo de retorno mais eficiente em termos de combustível.

Se, no entanto, descobrir que a espaçonave não coletou amostra suficiente em Nightingale, ela tentará outra manobra TAG em 12 de janeiro de 2021. Se isso ocorrer, ela pousará no local de backup chamado “Osprey”, que é outra área relativamente livre de pedras dentro de uma cratera perto do equador de Bennu.

OSIRIS-REx foi lançado da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral na Flórida em 8 de setembro de 2016. Ele chegou a Bennu em 3 de dezembro de 2018 e começou a orbitar o asteróide pela primeira vez em 31 de dezembro de 2018 . A espaçonave está programada para retornar à Terra em 24 de setembro de 2023, quando lançará o SRC de pára-quedas no deserto de Utah, onde os cientistas estarão esperando para coletá-lo.

Goddard fornece gerenciamento geral de missão, engenharia de sistemas e segurança e garantia de missão para OSIRIS-REx. Dante Lauretta, da University of Arizona, Tucson, é o investigador principal, e a University of Arizona também lidera a equipe científica e o planejamento de observação científica e processamento de dados da missão. A Lockheed Martin Space em Denver construiu a espaçonave e está fornecendo operações de vôo. Goddard e KinetX Aerospace são responsáveis ​​por navegar na nave OSIRIS-REx. OSIRIS-REx é a terceira missão do Programa de Novas Fronteiras da NASA, que é gerenciado pelo Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, para o Science Mission Directorate da agência em Washington.