Ущипнуть астероид-убийцу: все о миссии OSIRIS-REx

В ночь с 8 на 9 сентября НАСА запускает зонд OSIRIS-REx, который доберется до астероида Бенну, наделенного славой потенциально опасного для Земли объекта. Аппарат соберет несколько десятков граммов астероидного грунта, который будет доставлен на Землю. О том, как образцы грунта помогут нам избежать астероидной опасности — в материале «Футуриста».

Бенну (1999 RQ36) — небольшой околоземный астероид. По итогам конкурса, проведенного НАСА среди школьников, имя птицы, вылетевшей из сердца древнеегипетского бога Осириса, стало названием небесного тела. В качестве названия предлагалось также слово «Рагнарек» из скандинавской мифологии. Оно обозначает конец света.

Бенну входит в группу Аполлонов. Астероиды из этой группы пересекают земную орбиту. Многие из этих пересечений случаются лишь в проекции— на деле орбиты небесных тел всего лишь скрещиваются в пространстве. Однако у некоторых Аполлонов ненулевая вероятность столкновения с Землей, и они считаются потенциально опасными объектами. Один из этих астероидов, Икар, сближается с Землей каждые каждые 9, 19 и 38 лет. В 2015 году он прошел всего в 8,1 млн км от нас, и ученые даже рассчитали место, куда мог бы попасть астероид в случае столкновения. Икар должен был угодить в Атлантический океан и стереть с лица Земли одну пятую населения. Но в этот раз обошлось, и до 2090 года он не должен потревожить землян. В лаборатории LINEAR, созданной силами ВВС США, НАСА и Массачусетского технологического института, отслеживают околоземные астероиды и изучают их характеристики.

Астероид Бенну (1999 RQ36)

Раньше считалось, что астероид Бенну для нас не опасен. Но 7 лет назад астрономы повторно рассчитали его орбиту, учитывая эффект Ярковского. Днем поверхность астероида нагревается, а ночью остывает. Казалось бы, ничего особенного — если бы эти перепады температуры не придавали небесному телу небольшое реактивное ускорение. В результате астероид изменяет свою траекторию. Бенну оказался намного ближе, чем предполагали ученые. Вероятность его столкновения с нашей планетой составляет 1%. Если этот массивный 510-метровый объект упадет на Землю, мощность взрыва составит 2700 мегатонн тротила — это почти в 50 раз больше, чем у знаменитой «Кузькиной матери», мощнейшего взрывного устройства, созданного человечеством. НАСА называет астероид Бенну самым опасным для Земли объектом.

Орбиты Земли и Бенну

Но этот астероид интересен не только тем, что способен уничтожить значительную часть населения нашей планеты. Бенну относится к довольно редкому и ценному для ученых типу астероидов. Он сформировался одновременно с планетами Солнечной системы. С момента рождения он хранит первозданное углеродистое вещество, которое на Земле было уничтожено извержениями вулканов, землетрясениями и эрозиями почвы, изменившими его состав. Подобные процессы происходили и на других планетах. Поэтому ученые надеются собрать грунт и узнать больше о формировании Солнечной системы, о составе юных планет и о происхождении жизни.

Космический аппарат OSIRIS-REx отправится к Бенну в ночь с 8 на 9 сентября. В январе 2017 года OSIRIS-REx совершит околоземный гравитационный маневр, который увеличит скорость зонда на 520 м/с. А в 2018 году OSIRIS-REx выйдет на околоастероидную орбиту и 18 месяцев будет летать вокруг астероида, составляя его карту. По этой карте ученые выберут участок для забора проб грунта.

Инструменты миссии. Манипулятор TAGSAM возьмет пробы грунта. OLA (OSIRIS-REx Laser Altimeter) – это блок лазерных дальномеров, которые построят профиль поверхности. Три спектрометра (видимый и ближний ИК-диапазон –OVIRS, дальний ИК – OTES, рентген – REXIS) изучат состав грунта и построят карту температур.Камеры PolyCam и MapCam будут снимать поверхность астероида в разных спектральных диапазонах.

Садиться на поверхность астероида зонду не придется: он дотянется до поверхности длинной роботизированной рукой-манипулятором. Рабочая головка манипулятора прикосновением струи азота распылит реголит и соберет его частицы в контейнер, а затем положит образцы на коллекторное блюдо космического аппарата. Система включает три баллона азота и рассчитана на проведение трех маневров по захвату реголита. Во время каждого из этих маневров она может захватить от 150 г до 2 кг грунта. Во время захвата все двигатели космического аппарата отключат, чтобы не загрязнить ценные образцы топливными компонентами. Затем пробы реголита отправятся на Землю в капсуле, которая должна плавно приземлиться на парашюте в пустыне Юта 24 сентября 2023 года.

Ученые не исключают вариант, что отслуживший зонд обретет вторую жизнь, отправившись к другому астероиду. Но пока команда OSIRIS-REx не решила, куда послать космический аппарат.

«Подобный вариант действительно существует. С другой стороны, у нас пока нет конкретных планов насчет того, что мы будем делать с OSIRIS-REx после завершения миссии, и зонд изначально будет отправлен на стабильную орбиту и будет вращаться вокруг Солнца», — заявили участники миссии.

Ученые будут искать в образцах грунта следы органического материала. Основу органических молекул составляет углерод, который вместе с водой считается ключевым ингредиентом эволюции жизни. На самом Бенну сегодня слишком холодно для жизни. Но ученые считают, что другие астероиды могли доставить эти ингредиенты на молодую Землю во время столкновений. В то время как следы этих столкновений были стерты за счет изменения земной коры, Бенну может дать представление о том, как выглядел органический материал миллиарды лет назад.

Зонд «Хаябуса» у астероида Итокава

К настоящему времени всего шесть автоматических космических аппаратов сумели привезти ученым пробы внеземного вещества. Первой в 1970 году стала межпланетная станция «Луна-16», которая привезла на Землю 101 грамм лунного грунта. Затем были «Луна-20» (1972) и «Луна-24» (1976). В 2004 году аппарат Genesis должен был доставить ученым образцы частиц солнечного ветра. Приземление прошло неудачно, но образцы удалось спасти. В 2006 году в ходе проекта Stardust ученые получили частицы кометы Вильда 2. В 2010 году японский аппарат «Хаябуса» собрал грунт астероида Итокава. В 2020 году на Землю вернется аналогичный аппарат »Хаябуса-2».

«Это будет самая крупная миссия с доставкой образцов на Землю со времен Аполлона,» — рассказывает Кристина Ричи, один из членов команды OSIRIS-REx.

По словам Ричи, возвращаемая капсула обеспечит материалом не только наших современников, но и будущие поколения. Три четверти собранного грунта будут храниться для последующего изучения более совершенными инструментами.

Во время картографирования зонд будет изучать распределение органического материала по поверхности Бенну. Ученые уверены, что OSIRIS-REx даст детальное представление об астероиде. Потенциальные участки забора проб будут картографированы с разрешением от 0,8 до 2 метров.

«Мы сможем увидеть на поверхности Бенну объект размером с пенни,» — говорит Даниэлла ДеллаЖюстина, специалист по обработке изображений миссии OSIRIS-REx.

Но несмотря на надежды, связанные с этим космическим хранилищем органики, ученые не забывают об опасности, которая исходит от этого астероида. Команда OSIRIS-REx намерена узнать, как солнечный свет может сдвинуть орбиту Бенну. По словам ведущего исследователя OSIRIS-REx Данте Лауретты, с 1999 года энергия Солнца изменила траекторию астероида более чем на 160 километров. Изучение эффекта Ярковского в действии поможет ученым научиться создавать более точные модели орбит и узнать, действительно ли так велика его роль в астероидной опасности.

Эффект Ярковского

Кроме того, есть вероятность, что по результатам этой миссии Бенну выберут в качестве кандидата для осуществления еще одного проекта НАСА — Asteroid Redirect Mission. Он заключается в захвате астероида и его доставке на орбиту Луны, чтобы нейтрализовать опасный булыжник, угрожающей нашей планете.

Ученые уверены, что астероид преподнесет массу сюрпризов.

«Мы собираемся исследовать этот мир, и мы собираемся вернуть образец на Землю,» — сказал Лауретта. «Нас ведет великая наука.»

За запуском миссии можно следить на сайте НАСА или на YouTube. Старт намечен на 2:05 по Москве. Аппарат выведут в космос на ракете-носителе «Атлас 5».