Członkowie zespołu OSIRIS-REx ćwiczą wydobywanie kapsuły z próbką asteroidy zmierzającej na Ziemię

Wysłane przez Daniela Stolt, Uniwersytet Komunikacji

6 lipca 2023 r

Kapsuła wygląda trochę jak miniaturowe UFO z filmu science fiction z lat 60. Leżący na ziemi, lekko przechylony, z miejscami zdmuchniętą białą osłoną termiczną, wygląda tak, jak można by się tego spodziewać po przyspieszeniu z kosmosu i przecinaniu nieba jak spadająca gwiazda. Ale pozory mogą mylić, w rzeczywistości mały obiekt wielkości lodówki nigdy nie opuścił powierzchni ziemi.

Zamiast tego jest to replika kapsuły próbnej zamontowanej na statku kosmicznym NASA OSIRIS-REx, który krąży w kosmosie od czasu odlotu z asteroidy Bennu w maju 2021 r. Z szacunkowo pół funta oryginalnego materiału asteroid na pokładzie. W celach szkoleniowych inżynierowie umieścili symulowaną kapsułę na polu 27 czerwca w kampusie Lockheed Martin w pobliżu Littleton w Kolorado, gdzie statek kosmiczny jest budowany.

Słońce świeci jasno w ten czerwcowy dzień, a porywisty wiatr smaga łąki, ćwierkając niewidzialnymi świerszczami, gdy dziesiątki naukowców i inżynierów odczytują pomiary z ekranów, wbijają próbki rdzeni w ziemię i bazgrają notatki w dziennikach terenowych. Gdzieś wysoko na drzewie ptak wydaje odgłosy przypominające kultowe dźwięki i tryle R2D2, słynnego małego droida z „Gwiezdnych wojen”.

Członkowie zespołu OSIRIS-REx z NASA, Lockheed Martin i University of Arizona zebrali się na dwa dni, aby przećwiczyć procedury dla następnego krytycznego dla misji etapu: odzyskania prawdziwej kapsuły po wylądowaniu i wydobycia pojemnika z próbką w czystym pomieszczeniu, które miałoby ustawione na Utah Test and Training Field do faktycznego lądowania 24 września.

„Jesteśmy tutaj dosłownie na placu zabaw”, mówi główny badacz OSIRIS-REx. Dante Loretta, profesor nauk planetarnych w UArizona Lunar and Planetary Laboratory, który uczestniczył w próbie 27-28 czerwca. „Mamy miejsce na błędy i ćwiczymy prawdziwe rzeczy”.

Loretta zamienił swoje zwykłe dżinsy na długie spodnie, czapkę z daszkiem i buty turystyczne. Mówi, że ten dzień jest wyjątkowy, ponieważ po raz pierwszy wszyscy członkowie zespołu odzyskiwania próbek pracowali razem. Do ćwiczeń członkowie zespołu ratowniczego zajęli swoje pozycje, podzieleni na cztery grupy – każda grupa obok drewnianej rozpórki, która miała służyć jako wsparcie dla jednego z czterech helikopterów, które miały przewieźć zespół na miejsce lądowania po wystrzeleniu kapsuły. skończone. Na ziemi.

Podniesienie kontenera z ziemi może nie wydawać się wielkim problemem. Ale kiedy ten pojemnik właśnie spadł z nieba przez baldachim niosący materiał zebrany z asteroidy sprzed 4,5 miliarda lat, tak właśnie jest. Loretta wyjaśnia, że ​​jednym z głównych celów misji OSIRIS-REx jest zrozumienie organicznej ewolucji molekularnej wczesnego Układu Słonecznego. Bennu została wybrana jako docelowa asteroida, ponieważ zawiera to, co planetolodzy nazywają pierwotnym materiałem węglowym, pozostałym po narodzinach pierwszych planet w wirującym obłoku gazu i pyłu, który ostatecznie stał się Układem Słonecznym.

W przeciwieństwie do meteorytów, które spadły na Ziemię bez ochrony, próbka Bennu była chroniona w swojej kapsule przed ziemskimi elementami – powietrzem, wodą, pogodą, glebą i mikrobami. Naukowcy pożądają takiego czystego materiału z asteroid, ponieważ ma on pomóc im znaleźć odpowiedzi na pytanie, jak powstał Układ Słoneczny, a ostatecznie samo życie.

„Chociaż mamy zamiar wylądować na pustyni, nawet jeśli jest to nominalne lądowanie, a kapsuła wygląda świetnie, wokół wciąż są organizmy” – mówi Loretta. „Ryzyko kontaktu któregokolwiek z tych materiałów z próbką jest naprawdę niskie, ale nie jest zerowe”.

Aby rozwiązać ten problem, zespół ćwiczy próbkowanie środowiska wokół kapsuły, aby stworzyć bibliotekę wszystkich rzeczy, na które prawdopodobnie byłeś narażony – gleby, powietrza, materii organicznej i tak dalej. Na tym etapie szkolenia zespołowi naukowemu Loretty nie wolno zbliżać się do kapsuły, która znajduje się w trawie obok wysokiego do kolan kopca ziemi i kamieni.

Zanim ktokolwiek będzie mógł zbliżyć się do kapsuły, Vicky Thiem, inżynier ds. Następnie zespół ds. bezpieczeństwa jest szkolony w sprawdzaniu obszaru wokół kapsuły pod kątem potencjalnych zagrożeń i wykonywaniu pomiarów w celu wykluczenia wszelkich zagrożeń związanych z gazami, które może emitować, zatykaniem otworów wentylacyjnych i zakrywaniem odsłoniętych przewodów elektrycznych podczas opadania. Po zabezpieczeniu kapsuły Lauretta i jego zespół chodzą po okolicy, badając teren, robiąc notatki i umieszczając małe czerwone flagi w ziemi, aby wyznaczyć „strefę zamkniętą”, w której nie chcą, aby inni członkowie zespołu awansowali.

„W prawdziwym przypadku bylibyśmy szczególnie zainteresowani udokumentowaniem śladów pozostawionych przez kapsułę podczas jej opadania, ponieważ najprawdopodobniej będzie się trochę odbijać lub toczyć, zanim się zatrzyma” – mówi Loretta. „Musimy udokumentować warunki środowiskowe, które widzi próbka kapsułki, kiedy wchodzi, tak szczegółowo, jak to możliwe”.

Od momentu powstania przez nieżyjącego już Michaela J. Drake’a, mentora Loretty i byłego dyrektora Laboratorium Księżycowego i Planetarnego UArizona, misja OSIRIS-REx została zaprojektowana wokół idei prowadzenia zapisu historii kapsuły przy jednoczesnym zachowaniu solidnych procedur misji . I tak proste, jak to możliwe, zdaniem ekspertów ekspedycji.

„Jeszcze zanim zaczęliśmy budować statek kosmiczny, kiedy ustawiano czyste pokoje, dokumentowaliśmy każde środowisko, które widziała ta kapsuła, nawet w kosmosie” – mówi.

Domniemany świadek wślizguje się do wnętrza kapsuły i rejestruje ekspozycję na gazy lub cząsteczki wydychane z ruchomych części, takich jak silniki, i dokumentuje całą historię kapsuły.

„W ten sposób, jeśli znajdziesz coś, co wydaje się naprawdę nierozerwalnie związane z pochodzeniem życia, nie masz wątpliwości i powinieneś być w stanie wykluczyć to z zanieczyszczeń z powodu tej udokumentowanej historii” – mówi Loretta.

Ponieważ kapsuła osiąga ciśnienie atmosferyczne podczas schodzenia z kosmosu, jest wyposażona w kilka warstw filtrów usuwających niektóre cząsteczki i gazy, zapobiegając ich kontaktowi z próbką. Jednym z pierwszych działań, jakie podejmie zespół ds. odzyskiwania, jest podłączenie węża, który zalewa próbkę ciągłym dopływem ultraczystego azotu, mówi Richard Witherspoon, który kieruje operacjami odzyskiwania naziemnego w Lockheed Martin.

„Mamy dużo czasu na regenerację, więc nie ma potrzeby się spieszyć” – mówi Witherspoon. „Przeznaczyliśmy około dwóch godzin na regenerację, co daje nam dobrą równowagę między wystarczającą ilością czasu w terenie na ocenę, pobranie próbek gleby i powietrza oraz odzyskanie kapsuły bez pośpiechu zespołu. W mało prawdopodobnym przypadku, gdy nic dzieje się dokładnie zgodnie z planem, zespół jest gotowy do szybszego działania”.

Po zabezpieczeniu dwie osoby podnoszą replikę kapsuły, która waży około 100 funtów, do metalowego pudełka i owijają ją wieloma arkuszami teflonu i plandeką. Następnie mocują pasek do pudełka, aby można go było przymocować do kabla przymocowanego do helikoptera. Na tym kończy się ćwiczenie.

Następna runda ćwiczeń odzyskiwania próbek odbędzie się w Utah, gdzie działania staną się bardziej realistyczne – lub „podobne do lotu”, jak to ujęła Loretta – z udziałem helikopterów i szkolenia na rzeczywistym miejscu lądowania. Podczas rzeczywistego zwrotu, po odzyskaniu kapsuły i przygotowaniu jej do transportu, kapsuła zostanie przeniesiona do pomieszczenia czystego w hangarze, gdzie załoga otworzy ją i wydobędzie pojemnik z próbką. Następnego dnia zostanie przetransportowany do NASA Johnson Space Center w Houston w Teksasie w celu demontażu i ekstrakcji próbki do natychmiastowej analizy i przyszłej konserwacji.

Próba czerwcowa to tylko „mały cień” tego, przez co spodziewa się lądowania, mówi Loretta.

„Tak jak dzisiaj, będę pracował obok kapsuły”, mówi, „ale tak naprawdę, będę wiedział, że w środku znajduje się próbka asteroidy”. „Wiem, że powinienem wykopać ziemię i pobrać próbki wody, ale wszystko, co naprawdę chcę zrobić, to otworzyć to coś i zobaczyć, co jest w środku”.