“难以置信的壮举” – NASA的OSIRIS-REx航天器成功碰到小行星Bennu

NASA的OSIRIS-REx任务准备好接触小行星Bennu的表面。

NASA的起源，光谱解释，资源识别，安全，Regolith Explorer（OSIRIS-REx）航天器于周二展开了其机械臂，在该机构的首次尝试中，它短暂接触了一颗小行星，以从地表收集灰尘和小卵石，以便将其运送到地球。 2023年。

这个保存完好的古老小行星，称为Bennu，目前距离地球超过2亿英里（3.21亿公里）。Bennu为科学家们提供了一个了解早期太阳系的窗口，因为它早在数十亿年前就已形成，并向其扔出可能有助于地球生命的各种成分。如果周二的样品采集活动（即“即取即走”（TAG））提供了足够的样品，任务小组将命令飞船开始存放珍贵的原始货物，并于2021年3月开始返回地球的旅程。否则，他们将为一月份的另一次尝试做准备。

“对于NASA来说，这是惊人的开端，这表明来自全国各地的一支不可思议的团队是如何团结起来并在艰巨的挑战中坚持不懈的，以扩大知识范围，” NASA管理员吉姆·布莱恩斯汀说。“我们的行业，学术界和国际合作伙伴已经使我们掌握了最古老的太阳系成为可能。”

OSIRIS-REx下降到小行星Bennu的表面，使用其TAGSAM仪器从Nightingale站点收集了细粒物质的样本。

下午1时50分EDT，OSIRIS-REx发射了推进器，以将自身推向Bennu周围的轨道。它伸展了其11英尺（3.35米）采样臂的肩部，然后是肘部，然后是腕部，该采样臂被称为即按即走采样采集机构（TAGSAM），并在横越Bennu的同时下降了大约半英里（ 805米）。经过四个小时的下降后，在大约410英尺（125米）的高度，航天器执行了“检查点”燃烧，这是两次操作中的第一个，以使其能够精确地对准样品收集点，称为“夜莺”。

十分钟后，飞船发射推进器进行第二次“ Matchpoint”燃烧，以减慢其下降速度并与小行星在接触时的旋转相匹配。然后，它沿着一个险峻的海岸，经过了11分钟的路程，经过了一座两层楼高的巨石（绰号为“末日之山”），降落到本努（Bennu）北半球陨石坑的一个清晰位置。Nightingale场地只有一个小型停车场，是这种意外地被巨石覆盖的太空岩石上为数不多的相对清晰的景点之一。

这一系列图像是在2020年8月11日OSIRIS-REx任务样本采集活动的第二次演习中捕获的，显示了SamCam成像器在NASA航天器接近小行星Bennu的表面时的视野。演练使航天器通过了采样序列的前三次操纵，到达了地面以上约131英尺（40米）的一点，此后航天器进行了一次后退燃烧。
NASA /哥达/亚利桑那大学

“这真是令人难以置信的壮举-今天，我们已经提高了科学和工程技术的水平，并提高了研究这些神秘的古代太阳系讲故事者的未来任务的前景，”美国宇航局科学任务局副局长托马斯·祖布兴（Thomas Zurbuchen）说。在华盛顿。“见证了太阳系整个历史的一块原始岩石现在可能已经准备好为几代人的科学发现带回家了，我们迫不及待地想知道接下来会发生什么。”

图森市亚利桑那大学OSIRIS-REx首席研究员丹特·劳雷塔（Dante Lauretta）说：“经过十多年的计划，该团队对今天的抽样尝试成功感到高兴。”“即使我们需要做一些工作来确定活动的结果，但成功的联系，TAGSAM燃气点火以及从Bennu撤退都是团队取得的重大成就。我期待着分析数据以确定所收集样品的数量。”

所有航天器遥测数据均指示按预期执行的TAG事件。但是，OSIRIS-REx团队大约需要一周的时间才能确认飞船收集了多少样品。

实时数据表明TAGSAM成功接触了地面并发射了一阵氮气。气体应该会搅动Bennu表面上的灰尘和卵石，其中一些应该已经收集在TAGSAM样品采集头中。OSIRIS-REx工程师还确认，航天器与地表接触后不久，便发射了推进器并安全地撤离了本努。

在收集了Bennu的样本后，OSIRIS-REx发射了推进器，并退回到了小行星的安全距离。

“今天的TAG演习具有历史意义，”华盛顿NASA总部行星科学部主任Lori Glaze说。“除了这项任务已经实现的所有其他里程碑之外，我们安全，成功地接触了本努的表面这一事实证明了继续探索太阳系秘密的探索精神。”

“很难说出收到确认飞船成功接触地面并发射了一个气瓶的确认是多么令人兴奋，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德航天中心的OSIRIS-REx副项目经理迈克尔·莫罗说。“团队迫不及待想从今晚深夜收到TAG事件的图像，并查看Bennu的表面如何响应TAG事件。”

航天器按照地球工程师的预编程指令自主执行TAG。现在，OSIRIS-REx团队将开始评估航天器是否捕获了任何材料，如果捕获了，则捕获了多少材料。目标至少为60克，大致相当于标准尺寸的糖果棒。

OSIRIS-REx的工程师和科学家将使用多种技术来远程识别和测量样品。首先，他们将比较TAG之前和之后Nightingale站点的图像，以了解有多少地面物质随气体爆炸而移动。

Moreau说：“我们是否能够成功收集样本的第一个迹象将在10月21日，当我们从航天器上下行下来的后退电影时，”“如果TAG严重干扰了表面，我们可能会收集很多材料。”

接下来，团队将尝试确定收集的样本量。一种方法涉及使用称为SamCam的相机为TAGSAM头拍照，该相机专用于记录样品收集过程并确定是否有灰尘和石头进入了收集头。一种间接的指示是在样品收集器头周围发现的灰尘量。OSIRIS-REx工程师还将尝试拍摄照片，在适当的照明条件下，这些照片可能会显示出头部内部，因此工程师可以在其中寻找样本的证据。

这些图像显示了OSIRIS-REx随走即拍样品采集机制（TAGSAM）采样头，该采样头从TAGSAM臂末端的航天器伸出。航天器的SamCam相机于2018年11月14日捕获了图像，这是TAGSAM系统的视觉检验的一部分，该系统是由洛克希德·马丁航天公司（Lockheed Martin Space）开发的，用于在低重力环境中获取小行星材料的样本。成像是对一系列观察进行的彩排，这些观察将在样品收集后直接在Bennu进行。

在分析SamCam图像后的几天，航天器将尝试通过确定航天器“惯性矩”的变化来尝试另一种方法来测量收集的样品的质量，该短语描述质量如何分布以及质量如何分布。影响身体绕中心轴的旋转。此操作需要将TAGSAM臂向外延伸到航天器的侧面，并围绕垂直于该臂的轴线缓慢旋转航天器。此技术类似于一个人在伸直手臂的同时握住一根绳子（末端附有球）的同时旋转的人。人可以通过弦中的张力来感知球的质量。在TAG之前和现在进行此操作之后，工程师可以测量由于内部样品而引起的采集头质量的变化。

为了测量收集到的样品的质量，OSIRIS-REx将扩展其TAGSAM臂并执行旋转操作。

Goddard OSIRIS-REx项目经理Rich Burns说：“我们将结合TAG数据和TAG后图像以及质量测量结果，来评估我们对至少收集了60克样品的信心。”“如果我们有很高的信心，我们将决定在10月30日存放样品。”

为了存储样本，工程师将命令机械臂将样本收集器头放入位于飞船主体中的样本返回舱（SRC）中。然后，采样臂将在最后一次回缩到航天器的侧面，SRC将关闭，航天器将为2021年3月从本努出发做准备-这是本努下一次将与地球正确对准最省油的回程航班。

这个（静音的）动画显示OSIRIS-REx航天器部署了“即走即走”样本采集机制（TAGSAM），以从小行星Bennu的表面收集重块岩（松散的岩石和污垢）样本。然后将取样器的头部安全地放置在里面，然后将其密封在航天器的“样品返回舱”中，该样品返回舱将于2023年下半年返回地球。科学家将研究样本，以获取有关早期太阳系和生命起源的线索。

但是，如果事实证明该航天器没有在Nightingale收集足够的样本，它将在2021年1月12日尝试进行另一次TAG机动。如果发生这种情况，它将在名为“鱼鹰”的备用地点着陆，这是Bennu赤道附近火山口内另一个相对没有石块的区域。

OSIRIS-REx于2016年9月8日从佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地发射升空。它于2018年12月3日到达本努，并于2018年12月31日首次开始绕小行星运行。该航天器计划于2023年9月24日返回地球，届时它将把SRC降落到犹他州的西部沙漠，科学家将在那里等待收集它。

戈达德为OSIRIS-REx提供总体任务管理，系统工程以及安全和任务保证。图森市亚利桑那大学的但丁·劳雷塔（Dante Lauretta）是首席研究员，亚利桑那大学还领导科学团队以及该特派团的科学观测计划和数据处理。丹佛的洛克希德·马丁航天公司制造了该航天器，并正在提供飞行操作。Goddard和KinetX Aerospace负责OSIRIS-REx航天器的导航。OSIRIS-REx是NASA新边界计划的第三项任务，该计划由位于阿拉巴马州汉茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心管理，由该机构的华盛顿科学任务局负责。