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OSIRIS-REx en Bennu: los científicos del proyecto de la misión detallan el muestreo de asteroides ‘codiciosos’, los desafíos y más

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Representación artística de OSIRIS-REx sobre Bennu.
Imagen: NASA/Goddard/Universidad de Arizona

En los próximos días, OSIRIS-REx tomará muestras robóticas de asteroides a más de 200 millones de millas de la Tierra. El 20 de octubre, la nave espacial OSIRIS-REx aterrizará en el asteroide Bennu para recolectar muestras de su superficie en lo que la NASA ha denominado oficialmente Touch-And-Go (Etiqueta). Si tiene éxito, la recompensa cósmica podría ser la mayor recuperación de muestras espaciales de la agencia espacial desde la era Apolo, según la NASA. Recientemente hablamos con el científico del proyecto OSIRIS-REx Jason Dworkin sobre los próximos TAG, la tendencia «codiciosa» en el muestreo de asteroides y más.

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OSIRIS-REx: riesgos de contaminación y desafíos de la misión

Antes de proporcionar análisis de muestras para la misión OSIRIS-REx, Dworkin trabajó en la misión Curiosity, proporcionó análisis para la misión Stardust y es el adjunto internacional actual en el equipo de compuestos orgánicos solubles para la misión JAXA Hayabusa 2.

«Mi papel científico en la misión es el análisis de muestras. Así que la gran mayoría de mi ciencia no ha comenzado. Todavía estoy esperando eso. Eso sucederá cuando la muestra regrese en 2023, pero [I’ve] También está muy involucrado o realmente ayuda a diseñar planes de control de contaminación, conocimiento y contaminación de tareas para garantizar que las muestras [that] Regresar es crudo», dijo Dworkin.

Enviar una nave espacial a millones de millas del vacío cósmico para desenterrar un trozo de roca espacial es una tarea abrumadora en sí misma. Sin embargo, eliminar el riesgo de contaminación cruzada para garantizar la integridad científica de las muestras no está exento de desafíos. Estos trabajos de contaminación son fundamentales para la planificación, la construcción de la misión, el viaje a Bennu y más allá.

Desde el principio, el equipo estableció los requisitos de aminoácidos para la nave espacial y utilizó estas proteínas como indicador de posible contaminación biológica, como bacterias, huellas dactilares y más, dijo Dworkin.

Recuerde que cosas diminutas como fibras de nailon microscópicas sueltas pueden contaminar el proceso o la muestra.

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«Cuando el nailon se degrada, se convierte en aminoácidos, lo que supera nuestros requisitos, y el nailon 6 en realidad se descompone en ε-amino-norte-Ácido caproico, no te preocupes por el nombre, pero se puede ver en algunos meteoritos [and] Así que Bennu podría estar interesado», dijo Dworkin.

Por lo tanto, el equipo hizo todo lo posible para garantizar que no se introdujeran elementos de nailon en el entorno de la nave espacial, incluidas las oportunidades para los medios, durante la construcción y los preparativos para el lanzamiento.

«Algunas de las prendas limpias son de nailon, así que tenemos que deshacernos de todo eso y asegurarnos de que nadie entre. Nada de cremalleras de nailon, solo cremalleras de teflón. Nada de nailon». [bags or] Cremalleras de nailon», dijo Dworkin.

«Tenemos un equipo de cámara [come in and] Tuvimos que quitar las correas de nailon del equipo de la cámara y limpiar todo, muchos detalles realmente molestos a los que tuvimos que prestar atención y espero ver que valgan la pena», dijo Dworkin.

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Un equipo colocó OSIRIS-REx en la Instalación de Servicios de Riesgo de Carga Útil de la NASA.
Imagen: NASA/Frank Michaux

Encuestas de Bennu, recolección de muestras y misiones sorpresas

Identifique ligeramente ubicaciones de muestra específicas en el objeto Más alto que el Empire State Building Esa es una gran pregunta, por decir lo menos. Aunque OSIRIS-REx llegó por primera vez a Bennu en 2023, los científicos han estado estudiando el asteroide durante décadas, explicó Dworkin. Durante este tiempo, la NASA obtuvo información valiosa sobre la composición potencial de Bennu y algunas sorpresas en el camino.

Usando telescopios para monitorear qué tan rápido se calienta y se enfría el asteroide mientras gira, dijo Dworkin, es posible hacer predicciones sobre la superficie de Bennu, usando una yuxtaposición de arena y asfalto para explicar el método. La arena se calienta y se enfría rápidamente, mientras que el asfalto se calienta y se enfría con relativa lentitud.

Con base en los datos de inercia térmica recopilados, el equipo hizo ciertas predicciones sobre la superficie de Bennu.

«Pensamos que toda la superficie de Bennu era como una playa plana de arena o grava, excepto por una roca que detectamos en las mediciones del radar. Esto resultó ser completamente erróneo. El asteroide era un lugar rocoso y accidentado», dijo Dworkin.

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Esta imagen, combinada con imágenes tomadas por la NavCam 1 aerotransportada de OSIRIS-REx, muestra partículas expulsadas de la superficie de Bennu.
Imagen: NASA/Goddard/Universidad de Arizona/Lockheed Martin

Luego, a poco más de una milla de distancia, la nave pasará meses en «sin precedentesDetalles. En 2023, el equipo fue seleccionado ruiseñor Sitio de recogida de muestras. en el hemisferio norte de Bennu, La NASA cree que La región es «relativamente joven y el regolito acaba de ser expuesto», lo que permite a la nave espacial recolectar «muestras primitivas de asteroides».

Estos mapas detallados también jugarán un papel clave en el descenso de la nave espacial al suelo.

Durante el intento, la nave espacial estará a más de 200 millones de millas de la Tierra. A esta distancia, hay aproximadamente 18,5 minutos de retraso en la comunicación. Por lo tanto, el equipo de OSIRIS-REx cargará los comandos previamente. Luego, el vehículo navegará utilizando un conjunto de mapas a bordo, realizando todo el descenso y la recolección de forma autónoma.

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«Parte del método de seguimiento de características naturales es generar estos mapas. Así que tenemos mapas detallados de los puntos de muestreo, y la computadora a bordo tiene muchos puntos diferentes donde se identifican diferentes características naturales de una roca en particular para que coincidan», dijo Dworkin.

El concepto es similar al enfoque utilizado por la misión Mars 2023 durante la entrada, el descenso y el aterrizaje, aunque las dos ubicaciones presentarán variables significativamente diferentes. La nave espacial Mars 2023 (tractor Perseverance) ingresará a la atmósfera del planeta rojo a aproximadamente 12,000 mph, desplegará paracaídas para reducir la velocidad de la nave espacial y prepararse para el aterrizaje, mientras que OSIRIS-REx se acercará a un ritmo más cauteloso.

«La caída libre toma 10 minutos porque vamos a 10 centímetros por segundo. Así que eso es lo opuesto a la perseverancia, [so] No siete minutos de miedo, sino 10 minutos de aburrimiento», dijo Dworkin.

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Durante la recolección de muestras, el concepto del artista presentó OSIRIS-REx.
Imagen: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

Una vez en posición, la nave espacial comenzará sus intentos de muestreo. En este punto, dispara uno de los tres tanques de nitrógeno presurizado para agitar la superficie del asteroide y recolectar el material en un dispositivo de recolección especialmente diseñado. Dworkin proporcionó algunos antecedentes sobre el dispositivo, explicando la historia de origen detrás de la competencia de diseño del sistema de muestreo y el «plan inteligente» de Lockheed Martin.

«Uno de los ingenieros llegó a la entrada de su casa con una copa Solo y un compresor de aire e hizo una prueba de concepto allí. Y ganó. El primer nombre en realidad se llamaba ‘Muucav’, que significaba aspiradora. Vaya al revés, porque eso es lo que es esencialmente», dijo Dworkin.

El dispositivo del tamaño de un plato de cena actúa esencialmente como un «filtro de aire hacia atrás», explicó Dworkin, atrapando rocas y polvo en la superficie una vez que la nave espacial dispara nitrógeno. La cantidad exacta de material capturado dependerá de muchas variables.

«Hemos probado en microgravedad y ángulos extraños en el vacío, [with] obstáculos, y el rendimiento del dispositivo de recogida es casi siempre más alto de lo requerido. Necesitamos una muestra de 60g.Sin embargo, a menudo obtenemos cientos de gramos en las pruebas, y tiene [a] Dos kilogramos de capacidad», dijo Dworkin.

«Como científico de muestra, por supuesto que soy codicioso. Quiero lo máximo, pero podemos hacer toda nuestra ciencia con 60 gramos», dijo Dworkin.

Análisis de muestras de Bennu para los próximos años

Si tiene éxito, el intento de recolección podría ser la muestra más grande que la NASA haya devuelto a la Tierra desde la era Apolo, según los informes. NASAEste material proporcionará a los investigadores formación del sistema solar, el origen de la vida, etc. Dworkin explicó que el equipo de investigación evaluará el 25 por ciento de la muestra, el 75 por ciento de los cuales se reservará para futuras generaciones de científicos.

«Se puede conservar durante años. Como Apolo [samples] Ha sido tanto que incluso los científicos que aún no han nacido pueden responder preguntas que aún no se han hecho, utilizando tecnología que aún no se ha inventado», dijo Dworkin.

Como se mencionó anteriormente, el OSIRIS-REx tiene tres tanques de nitrógeno presurizados a bordo. Si la nave espacial no logra recolectar una muestra en el primer intento, puede intentar dos intentos más de TAGS. Según Dworkin, el equipo intentó perforar antes que el TAG y ambos fueron «perfectos». Si bien Dworkin admite que hubo un poco de suerte en el intento exitoso, se mantiene optimista.

«No debería haber ningún problema con la nave espacial. El equipo es increíble. La nave espacial prácticamente no ha tenido problemas técnicos desde el lanzamiento y está muy bien diseñada, por lo que no creo que Bennu la supere», dijo Dworkin.

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