ناسا یک گام دیگر به نمونه برداری از سیارک بنو نزدیک شد

به گزارش مجله آزمون اول، فضاپیمای اسیریس رکس ناسا تمرین پایانی خود را نیز در سیارک بنو (Bennu) با موفقیت انجام داد و در ارتفاع حدود 40 متری روی محل نمونه برداری نایتینگل قرار گرفت تا برای انجام مأموریت اصلی در ماه اکتبر (مهر) آماده باشد.

این مانور تقریبا 4 ساعته در سیارک بنو که روز 11 آگوست (21 مرداد) انجام شد، شامل اجرای مراحل پیش از نمونه برداری بود. فضاپیمای OSIRIS-REx ناسا توانست 3 مانور از 4 مانور لازم برای انجام نمونه برداری را کامل کند که شامل آتش برای خروج از مدار، مانور نقطه بررسی (Checkpoint) و مانور نقطه هماهنگی (Matchpoint) بود.

نقطه بررسی جایی است که فضاپیما پیش از آنکه جهت خود را به سمت مانور سوم تنظیم کند، به طور اتوماتیک مکان و سرعتش را بررسی می کند. نقطه هماهنگی، لحظه ای است که فضاپیما با چرخش سیارک بنو هماهنگ می شود تا به طور یکسان با سطح این سیارک و درست در بالای محل نمونه برداری پرواز کند. محل نمونه برداری که با نام نایتینگل شناخته می شود، در دهانه ای در نیمکره شمالی بنو قرار گرفته است.

4 ساعت پس از خروج اسیریس رکس از مدار 1 کیلومتری خانه امن (Safe-Home Orbit)، مانور نقطه بررسی در ارتفاع حدود 125 متری از سطح بنو انجام شد. پس از آن فضاپیما به مدت 8 دقیقه دیگر کاهش ارتفاع خود را ادامه داد تا آتش لازم برای نقطه هماهنگی را اعمال کند. سپس با ادامه جهت جدید به مدت 3 دقیقه دیگر، فضاپیما به ارتفاع حدود 40 متری سطح رسید که کم ترین ارتفاعی است که یک فضاپیما به بنو نزدیک شده است. در نهایت فضاپیما آتش معکوس را انجام داد تا تمرین خود را کامل کند.

در طول این تمرین، فضاپیما بازوی نمونه برداری خود با نام TAGSAM را که مخفف Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism است، با موفقیت باز کرد تا در موقعیت مناسب برای نمونه برداری قرار بگیرد. علاوه بر این، برخی از ابزارهای فضاپیما به تهیه عکس های علمی و ناوبری پرداختند و از منطقه نمونه برداری مشاهدات طیف سنجی انجام دادند، همان طور که در زمان نمونه برداری نیز انجام خواهد شد.

به دلیل اینکه اسیریس رکس و سیارک بنو در حال حاضر 288 میلیون کیلومتر دورتر از زمین هستند، ارسال سیگنال های رادیویی برای هدایت فضاپیما حدود 16 دقیقه طول می کشد و این تأخیر زمانی، مانع اجرای مستقیم فرمان ها در طول عملیات می شود. به همین دلیل فضاپیما کل مراحل تمرین را به صورت اتوماتیک انجام داد. پیش از آغاز تمرین، تیم اسیریس رکس برنامه ریزی همه مراحل تمرین را به فضاپیما داده بود و سپس با اجرای فرمان Go آن ها را آغاز کرد. رویداد اصلی جمع آوری نمونه نیز که برای ماه اکتبر (مهر) برنامه ریزی شده است، به همین روش انجام می شود.

بدین ترتیب و با انجام آخرین تمرین، تیم کنترل مأموریت این امکان را یافت تا بتواند سه مانور اول را با موفقیت آزمایش کند، تصویربرداری، ناوبری و سامانه تنظیم کننده فضاپیما را بسنجد و چگونگی عملکرد آن ها را هنگام کاهش ارتفاع بررسی نماید.

همچنین با انجام تمرینی مانور نقطه هماهنگی، عملکرد صحیح سیستم راهنمای دنبال کردن ویژگی های طبیعی (Natural Feature Tracking) در مشخص دقیق جهت فضاپیما تأیید شد. این مشخص جهت که پس از نقطه هماهنگی صورت می گیرد، آخرین مانور پیش از تماس فضاپیما با سطح بنو است.

از سوی دیگر در این تمرین پایانی، برای نخستین بار از نقشه خطر (Hazard Map) استفاده شد. این نقشه مناطقی را نشان می دهد که به طور بالقوه می تواند به فضاپیما صدمه بزند. اگر فضاپیما تشخیص دهد که در حال رسیدن به منطقه ای خطرناک است، پس از رسیدن به ارتفاع 5 متری سطح، به طور اتوماتیک از آن دور خواهد شد. هرچند اسیریس رکس در طول مانور تمرینی خود، تا این اندازه پایین پرواز نکرد اما از نقشه خطر استفاده کرد تا مناسب بودن جهت پیش بینی شده برای فرود را از نظر برخورد با خطرات سطحی ارزیابی کند و در مأموریت اصلی فضاپیما بتواند به طور ایمن ایمن عملیات نمونه برداری از محدوده نایتینگل را انجام دهد.

همچنین در آخرین دقایق کاهش ارتفاع فضاپیما، اسیریس رکس اقدام به تهیه تصاویر ناوبری با کیفیت بالا برای سیستم هدایت NFT کرد. این تصاویر دقیق از عوارض سطحی بنو، برای بهینه کردن عملیات نمونه برداری استفاده می شود و به فضاپیما اجازه می دهد که دقیقا یک منطقه کوچک را هدف بگیرد.

دانته لاورتا (Dante Lauretta) پژوهشگر اصلی اسیریکی رکس از دانشگاه آریزونا گفت: بسیاری از سیستم های مهم در این دوره تمرینی مورد سنجش قرار گرفتند؛ از جمله سیستم های ارتباطی، پیشرانه های فضاپیما و از همه مهم تر سیستم دنبال کردن ویژگی های طبیعی و نقشه خطر. اکنون که این نقطه عطف را به اتمام رسانده ایم، در نهایی کردن مراحل مربوط به رویداد TAG اطمینان داریم. این تمرین نشان داد که تیم کنترل و همه سیستم های فضایی برای نمونه برداری در ماه اکتبر آماده هستند.

تیم مأموریت اسیریس رکس در چند ماه گذشته مشغول آماده شدن برای تمرین نقطه بررسی بوده در حالی که با توجه به همه گیری کووید-19 دورکاری هم افزایش یافته بود. در روز تمرین، تعداد محدودی از کارکنان با رعایت پروتکل های احتیاطی، تله متری فضاپیما را از پایگاه فضایی لاکهید مارتین، مرکز پروازهای فضایی گادرد و دانشگاه آریزونا مانیتور کردند و بقیه اعضای تیم، از راه دور انجام در کنترل مأموریت نقش داشتند.

این فضاپیما در اولین تلاش خود برای جمع آوری نمونه از سیارک بنو که برای 20 اکتبر (29 مهر 1399) برنامه ریزی شده، به طور کامل به سمت سطح سیارک خواهد رفت. در طی این عملیات، مکانسیم نمونه برداری اسیریکس رکس سطح بنو را برای چند ثانیه لمس خواهد کرد. این فضاپیما نیتروژن را با شدت آزاد می کند تا به سطح سیارک ضربه بزند، نمونه را جمع آوری کند و به عقب بازشود. بازگردانی این نمونه برای 24 سپتامبر 2023 (2 مهر 1402) برنامه ریزی شده است.

برای این مأموریت، مرکز پروازهای فضایی گادرد در مریلند مدیریت کلی مأموریت، مهندسی سیستم و مسئولیت ایمنی را بر عهده دارد. هم چنین دانته لاورتا از دانشگاه آریزونا پژوهشگر اصلی پروژه است و سرپرستی تیم علمی و برنامه ریزی مشاهدات علمی و پردازش داده ها نیز با دانشگاه آریزونا است. لاکهید مارتین اسپیس در دنور، ساخت فضاپیما و مسئولیت عملیات پرواز را بر عهده دارد و مرکز پروازهای فضایی گادرد و کینت ایکس آیرواسپیس نیز مسئول ناوبری فضاپپیما هستند.

اسیریس رکس سومین مأموریت ناسا در برنامه مرزهای نو (New Frontiers Program) است. برنامه ای که توسط مرکز پروازهای فضایی مارشال ناسا در هانتسویل آلاباما و برای دبیرخانه مأموریت های علمی این آژانس در واشنگتن مدیریت می شود و به بررسی چندین جرم منظومه شمسی می پردازد.