OSIRIS-Rex heeft met succes de asteroïde Bennu aangeraakt

Artist impression van de OSIRIS-REx van de NASA die afdaalt naar het oppervlak van de asteroïde Bennu.
Artist impression van de OSIRIS-REx van de NASA die afdaalt naar het oppervlak van de asteroïde Bennu. Credit: NASA/Goddard/University of Arizona

De OSIRIS-REx ruimtesonde van de NASA heeft gisteren, 21 oktober 2020 zijn robotische arm uitgevouwen en raakte kort het met stof en kiezelstenen bedekte oppervlak aan van de asteroïde Bennu. Doel: het verzamelen van materiaal dat in 2023 op Aarde moet worden afgeleverd. Het is voor het eerst dat een ruimtesonde van de NASA dit bereikt. OSIRIS-Rex staat voor Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer.

De asteroïde Bennu bevindt zich momenteel meer dan 321 miljoen kilometer van de Aarde. Bennu biedt astronomen een kijkje in het vroege zonnestelsel zoals het miljarden jaren geleden voor het eerst vorm kreeg en ingrediënten produceerde die voor leven op Aarde kunnen hebben gezorgd. Als het TAG-evenement van gisteren (Touch and Go) voldoende materiaal oplevert zal de missieleiding de ruimtesonde opdracht geven om het kostbare materiaal op te bergen. De ruimtesonde begint in maart 2021 aan zijn terugreis naar de Aarde. Mocht de TAG van gisteren onvoldoende materiaal hebben opgeleverd dan zal in januari 2021 een nieuwe poging worden gedaan.

Op 20 oktober 2020 ‘s middags begon de OSIRIS-Rex met het afvuren van zijn stuwraketten om zo zijn baan om de asteroïde te verlaten. De 3,35 meter lange monstername-arm  TAGSAM (Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism) werd uitgestrekt. In die tijd daalde de ruimtesonde naar een hoogte van 805 meter boven het oppervlak. De afdaling duurde in totaal vier uur waarna de ruimtesonde op een hoogte van 125 meter was aangekomen. Dit punt bereikt werd de eerste van twee manoeuvres gestart om “Nachtegaal” te bereiken. Nachtegaal is de naam van de plek waar de ruimtesonde zijn materiaal moest gaan verzamelen.

Tien minuten later werd de tweede manoeuvre uitgevoerd. Met deze beweging werd de afdaling vertraagd en werd de beweging van de ruimtesonde gelijk met de rotatie van de asteroïde. Daarna volgde een riskante beweging van 11 minuten langs een groot rotsblok, “Mount Doom” genaamd, om op een open plek in een krater op het noordelijk halfrond van Bennu de touch-down uit te voeren. Nachtegaal heeft de grootte van een klein parkeervak en het is een van de weinige relatief heldere plekken op deze met kleine bedekte ruimterots.

Alle telemetriegegevens geven aan dat de TAG is uitgevoerd zoals verwacht. Het duurt echter een week voordat het OSIRIS-Rex-team heeft bevestigd hoeveel materiaal er is verzameld.

Real-time gegevens geven aan dat de TAGSAM contact heeft gemaakt met het oppervlak en een zijn portie stikstofgas heeft afgevuurd. Het gas zou stof en kiezelstenen moeten opwervelen waarvan dan een deel moet zijn opgevangen in de monsternamekop van TAGSAM. Ook is bevestigd dat de ruimtesonde kort na de TAG zijn stuwraketten ontstak en zich veilig terugtrok van Bennu.

De ruimtesonde heeft de TAG zelfstandig uitgevoerd aan de hand van voorgeprogrammeerde instructies. Het OSIRIS-Rex team zal nu gaan beoordelen of en hoeveel materiaal de ruimtesonde heeft verzameld. Doel is om minimaal 60 gram materiaal te verzamelen.

Men zal verschillende technieken gebruiken om het materiaal op afstand te identificeren en te wegen. Eerst vergelijken ze afbeeldingen van Nachtegaal voor en na de TAG om te zien hoeveel oppervlaktemateriaal er is verplaatst als gevolg van de stikstofuitstoot.

In de loop van 21 oktober moet duidelijk worden of dit is gelukt want dan zijn alle camerabeelden die tijdens de TAG zijn gemaakt ook binnen. Als de TAG een aanzienlijke verstoring van het oppervlak heeft veroorzaakt dan is er waarschijnlijk ook veel materiaal verzameld.

Hierna zal het team proberen om de hoeveelheid verzameld materiaal te bepalen. Eén methode omvat het maken van foto’s van de kop van TAGSAM met een camera die bekend staat als SamCam. Een indirecte indicatie is de hoeveelheid stof die rond de monsterkop wordt aangetroffen. Als de lichtomstandigheden goed zijn zal men ook proberen om de binnenkant van de kop te fotograferen zodat men kan zoeken naar bewijs dat de kop materiaal bevat.

Een paar dagen later nadat de SamCam-beelden zijn geanalyseerd zal de ruimtesonde nog een andere methode proberen om de massa van het verzamelde materiaal te bepalen. Dit zal gedaan worden door het meten van de verandering in het “traagheidsmoment” van de ruimtesonde. Het traagheidsmoment beschrijft hoe de massa wordt verdeeld en hoe deze de draaiing van een object rond een centrale as beïnvloedt. Deze manoeuvre houdt in dat de TAGSAM-arm naar de zijkant van de ruimtesonde wordt uitgestrekt en de OSORIS-Rex langzaam rond een as roodrecht op de arm draait. Deze techniek is vergelijkbaar met een persoon die met een uitgestrekte arm rondjes draait terwijl hij een touwtje vasthoudt met aan het uiteinde een bal. De persoon kan de massa van de bal voelen door de spanning in het touw. Deze manoeuvre is al uitgevoerd voor de TAG en wordt nu opnieuw gedaan. Uit de verandering kan men de massa bepalen van het materiaal in de kop.

Door het combineren van alle gegevens hoopt het team te achterhalen of ze minimaal 60 gram materiaal hebben verzameld. Als men denkt dat dit zo is dan zal het materiaal op 30 oktober in het binnenste van de ruimtesonde in een speciale container worden opgeborgen. In maart 2021 zal de ruimtesonde zijn baan om de asteroïde verlaten en terugkeren naar de Aarde. In maart 2021 is Bennu dusdanig gepositioneerd ten opzichte van de Aarde dat dit het meest geschikte moment is om aan de terugreis te beginnen.

Als blijkt dat er niet voldoende materiaal is verzameld dat zal er op 12 januari 2021 een nieuwe TAG worden uitgevoerd. Als men dat nodig acht dan zal deze TAG worden uitgevoerd op een andere locatie die men “Visarend” heeft genoemd. Ook Visarend is een relatief schoon stukje Bennu met weinig grote rotsblokken. Deze locatie bevindt zich in een krater aan de evenaar van de asteroïde.

De OSIRIS-Rex werd op 8 september 2016 gelanceerd vanaf de lanceerbasis cape Canaveral in Florida. De ruimtesonde bereikte op 3 december 2018 de asteroïde en kwam op 31 december 2018 in een baan om Bennu. Al alles volgens plan verloopt komt de ruimtesonde op 24 september 2023 weer terug bij de Aarde. Het verzamelde materiaal zal dan aan een parachute landen in de woestijn van de Amerikaanse staat Utah.

Eerste publicatie: 21 oktober 2020
Bron: NASA