Odważna misja NASA polegająca na przechwyceniu asteroidy „Bóg Chaosu” zbliżającej się do Ziemi

Poprzednia Ozyrys Reks Statek kosmiczny wyruszy w podróż, aby zbadać asteroidę Apophis i skorzystać z przelotu asteroidy obok Ziemi w 2029 r., co nie zdarzało się od zarania pisanej historii.

Pod koniec długiej podróży być może nadszedł czas, aby usiąść i zrelaksować się na chwilę — zwłaszcza jeśli jest to siedmioletnia podróż o długości 4 miliardów mil, której celem jest sprowadzenie próbki asteroidy Bennu z powrotem na Ziemię. Ale OSIRIS-REx (Pochodzenie, interpretacja widmowa, identyfikacja zasobów i bezpieczeństwo – Regolith Explorer), NASA Misja, która dokonała tego we wrześniu, jest już w drodze (pod nową nazwą), aby zbadać nowy cel.

Kiedy w maju 2021 r. OSIRIS-REx opuścił Bennu z próbką na pokładzie, jego przyrządy były w dobrym stanie, a na statku pozostała jeszcze jedna czwarta paliwa. Dlatego zamiast wyłączać statek kosmiczny po dostarczeniu próbki, zespół zaproponował wysłanie go z dodatkową misją na asteroidę Apophis, której przybycie przewidywane jest na kwiecień 2029 r. NASA, OSIRIS-APEX (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification i Bezpieczeństwo – Eksplorator Apophis) zgodził się.

Ta ilustracja przedstawia sondę kosmiczną OSIRIS-REx opuszczającą asteroidę Bennu, aby rozpocząć dwuletnią podróż powrotną na Ziemię. Źródło obrazu: NASA/Goddard/Uniwersytet Arizony

Rzadka okazja w Apophis

Po rozważeniu kilku perspektyw (m.in Wenus i różne komety), NASA zdecydowała się wysłać statek kosmiczny na Apophis, asteroidę typu S zbudowaną z materiałów krzemianowych, żelaza i niklu – nieco różniącą się od bogatej w węgiel asteroidy typu C Bennu.

Ciekawostką Apophis jest jego wyjątkowa bliskość do naszej planety 13 kwietnia 2029 r. Chociaż Apophis nie uderzy w Ziemię podczas tego spotkania ani w dającej się przewidzieć przyszłości, przelot w 2029 r. sprawi, że asteroida znajdzie się na odległość 20 000 mil (32 000 kilometrów) od Ziemia. Powierzchnia – Bliżej niż niektóre satelity, na tyle blisko, że można ją zobaczyć gołym okiem na półkuli wschodniej.

Naukowcy szacują, że asteroidy wielkości Apophis, które mają około 340 metrów średnicy, zbliżają się do Ziemi tylko raz na 7500 lat.

Powyższe zdjęcia asteroidy Apophis zostały zarejestrowane przez anteny radiowe kompleksu Goldstone należącego do Deep Space Network w Kalifornii oraz Teleskopu Green Bank w Wirginii Zachodniej. Asteroida znajdowała się w odległości 17 milionów kilometrów, a każdy piksel miał rozdzielczość 38,75 metra. Źródło obrazu: NASA/JPL-Caltech i NSF/AUI/GBO

„OSIRIS-APEX będzie badał Apophis bezpośrednio po tym przejściu, co pozwoli nam zobaczyć, jak zmienia się jego powierzchnia w wyniku interakcji z ziemską grawitacją” – powiedziała Amy Simon, naukowiec odpowiedzialny za projekt misji w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA w Greenbelt w stanie Maryland.

Bliskie spotkanie Apophisa z Ziemią zmieni orbitę asteroidy i długość jej 30,6-godzinnego dnia. Spotkanie może również spowodować trzęsienia ziemi i osunięcia ziemi na powierzchni asteroidy, potencjalnie powodując przesunięcie materiału i odkrycie tego, co leży pod spodem.

„Zbliżanie się to wspaniałe, naturalne doświadczenie” – powiedział Danny Mendoza Dellagiostina, główny badacz OSIRIS-APEX na Uniwersytecie Arizony w Tucson. „Wiemy, że siły pływowe i gromadzenie się gruzu to podstawowe procesy, które mogą odgrywać rolę w powstawaniu planet. Mogą nam powiedzieć, w jaki sposób przeszliśmy od gruzu we wczesnym Układzie Słonecznym do pełnoprawnych planet.”

Apophis to coś więcej niż tylko okazja, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak powstają układy słoneczne i planety: w rzeczywistości większość znanych potencjalnie niebezpiecznych asteroid (tych, których orbity znajdują się w promieniu 7,6 miliona mil od Ziemi) również jest typu S. Co wie zespół o Apophis może przynieść korzyści badaniom nad obroną planetarną, co jest najwyższym priorytetem NASA.

OSIRIS-APEX: Plan podróży

Do 2 kwietnia 2029 r. – na około dwa tygodnie przed zbliżeniem się Apophisa do Ziemi – kamery OSIRIS-APEX rozpoczną wykonywanie zdjęć asteroidy, gdy sonda ją dogoni. W tym czasie Apophis będzie również ściśle monitorowana przez teleskopy naziemne. Jednak w kilka godzin po bliskim spotkaniu Apophis pojawi się na niebie zbyt blisko Słońca, aby można go było dostrzec za pomocą naziemnych teleskopów optycznych. Oznacza to, że wszelkie zmiany spowodowane bliskim spotkaniem będą lepiej wykrywane przez sondę kosmiczną.

Ta animacja przedstawia ścieżkę orbity asteroidy 99942 Apophis, która bezpiecznie przelatuje w pobliżu Ziemi 13 kwietnia 2029 r. Ziemska grawitacja nieznacznie wypaczy ścieżkę, gdy szeroki na 340 metrów (340 metrów) obiekt bliski Ziemi zbliży się z odległości 20 000 metrów. milę (32 000 km) od powierzchni naszej planety. Kropki to liczne sztuczne satelity krążące wokół naszej planety. Ruch został przyspieszony 2000 razy. Źródło: NASA/Laboratorium Napędów Odrzutowych-Instytut Technologiczny w Kalifornii

OSIRIS-APEX dotrze do asteroidy 13 kwietnia 2029 roku i będzie pracował w jej pobliżu przez około 18 miesięcy. Oprócz badania zmian w Apophis w wyniku zderzenia z Ziemią, sonda przeprowadzi wiele takich samych badań, jakie OSIRIS-REx przeprowadził na Bennu, w tym wykorzysta zestaw instrumentów składający się z kamer, spektrometrów i wysokościomierzy laserowych do mapowania i dokładnego analizować powierzchnię. Jego skład chemiczny.

W ramach debiutu OSIRIS-APEX odtworzy jeden z najbardziej imponujących wyczynów OSIRIS-REx (bez pobierania próbek), nurkując na wysokość 5 metrów od powierzchni asteroidy i wystrzeliwując silniki w dół. Manewr ten wzburzy powierzchniowe skały i pył, aby umożliwić naukowcom wgląd w materiał znajdujący się poniżej.

Chociaż do spotkania z Apophisem pozostało jeszcze ponad pięć lat, kolejnym kamieniem milowym w jego podróży jest… Pierwsze słońce z sześciu przechodzi blisko. Te bliskie podejścia, wraz z trzema asystami grawitacyjnymi z Ziemi, pozwolą OSIRIS-APEX na właściwą drogę, aby dotrzeć do Apophis w kwietniu 2029 roku.

Czas pokaże, czego OSIRIS-APEX odkryje na temat Apophisa, ale jeśli wcześniejsze wcielenia misji są jakąkolwiek wskazówką, czeka nas zaskakująca nauka. „Wiele nauczyliśmy się na Benue, ale teraz mamy jeszcze więcej pytań dotyczących naszego kolejnego celu” – powiedział Simon.

Centrum lotów kosmicznych Goddard NASA zapewnia kompleksowe zarządzanie misjami, inżynierię systemów, bezpieczeństwo i zapewnienie misji dla OSIRIS-APEX. Głównym badaczem jest Danny Mendoza della Giustina z Uniwersytetu Arizony w Tucson. Uczelnia kieruje zespołem naukowym oraz planuje monitorowanie naukowe i przetwarzanie danych na potrzeby misji. Lockheed Martin Space w Littleton w Kolorado zbudował statek kosmiczny i zapewnia operacje lotnicze. Za nawigację statku kosmicznego OSIRIS-APEX odpowiadają Goddard i KinetX Aerospace. Międzynarodowe partnerstwa w ramach tej misji obejmują wysokościomierz laserowy statku kosmicznego dostarczony przez Kanadyjską Agencję Kosmiczną (Kanadyjska Agencja Kosmiczna) oraz współpracę naukową z JAXAMisja Hayabusa 2 (Japońska Agencja Badań Kosmicznych). OSIRIS-APEX (dawniej OSIRIS-REx) to trzecia misja w ramach programu New Frontiers Programu NASA, zarządzanego przez Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla w Huntsville w stanie Alabama dla Dyrekcji Misji Naukowych tej agencji w Waszyngtonie.