OSIRIS-REx: 소행성의 집 조각 가져오기

NASA의 OSIRIS-REx는 초기 태양계의 흔적을 담고 있는 탄소가 풍부한 암석인 소행성 101955 Bennu에서 진행 중인 임무입니다. 우주선은 2018년 12월 3일 베누에 도착했고 2018년 12월 31일 소행성 주위를 성공적으로 궤도에 진입했습니다.



2023년에 OSIRIS-REx의 샘플 반환 캡슐은 베누 조각을 지구로 가져올 예정입니다. 그러나 먼저 우주선은 암석체에 대한 심층 연구를 수행하고 과학자들이 햇빛이 소행성의 위치를 ​​어떻게 바꿀 수 있는지에 대해 더 많이 배울 수 있도록 도울 것입니다.



소행성 방문

8억 달러 규모의 OSIRIS-REx(Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Security-Regolith Explorer) 임무는 금성(Surface and Atmosphere Geochemical Explorer, SAGE) 연구 임무와 함께 2009년 NASA의 New Frontiers 임무 클래스의 최종 후보로 선정되었습니다. ) 및 달(MoonRise). 2011년에는 OSIRIS-REx가 우승 제안으로 선택되었습니다.

New Frontiers 프로그램은 우리가 태양계를 더 잘 이해할 수 있도록 돕기 위한 일련의 중간급 우주선 임무로 구성되어 있습니다. OSIRIS-REx는 해당 프로그램에 대해 선택된 세 번째 임무입니다. 이전에 선정된 것은 2015년 난쟁이 행성 명왕성, 2019년 2014 MU69라는 천체에 의해 날아간 뉴 호라이즌스와 2016년 목성 궤도에 도착한 주노 미션이었다.



OSIRIS-REx는 2016년 9월 8일에 발사되었습니다. 2017년 9월에 잠시 집으로 돌아와서 지구의 속도 향상 비행을 완료했습니다. 탐사선은 2018년 12월 3일에 베누에 도착했습니다. 도착한 다음 달에 OSIRIS-REx는 궤도에 정확하게 미끄러지기 전에 베누의 모양과 질량을 자세히 측정했습니다.

OSIRIS-REx는 2014년 MU69로 New Horizons가 비행하기 불과 몇 시간 전인 2018년 12월 31일에 궤도에 진입했습니다. 소행성 탐사선은 두 개의 기록을 세웠습니다. Bennu는 우주선이 공전한 가장 작은 천체이며(우주 암석의 지름은 1,640피트 또는 500미터임), OSIRIS-REx는 단 1에서 작은 천체의 가장 가까운 궤도를 수행했습니다. 표면에서 1.6km.

우주선의 다음 작업 중 일부는 착륙할 안전한 장소를 찾는 것입니다. 임무 관리자는 2020년 7월까지 2개의 준결승 진출 위치를 선택하고 OSIRIS-REx는 그 직후 표면의 해당 지점 중 하나에 착륙할 것입니다.



OSIRIS-REx는 2010년에 약간의 소행성을 지구로 가져온 최초의 우주선이 된 일본의 Hayabusa의 발자취를 따를 것입니다. Hayabusa2라고 불리는 일본의 후속 샘플 반환 임무는 2020년에 도착할 예정인 소행성 Ryugu(1999 JU3로도 알려짐)로 가는 중입니다. 그러나 OSIRIS-REx는 미국이 주도하는 최초의 소행성 샘플 반환 임무입니다. .

소행성 베누에 접근하는 NASA의 OSIRIS-REx 우주선에 대한 예술가의 삽화.

소행성 베누에 접근하는 NASA의 OSIRIS-REx 우주선에 대한 예술가의 삽화.(이미지 제공: NASA/Goddard/University of Arizona)

소행성 샘플링



소행성은 행성이 형성되고 남은 조각으로 초기 태양계의 기본 청사진 역할을 합니다. 그것들을 연구함으로써 과학자들은 초기 태양계가 어땠는지 볼 수 있고 행성이 어떻게 형성되었는지를 이해할 수 있습니다.

NASA의 새벽 미션 난쟁이 행성 세레스로 이동하기 전에 소행성 베스타를 방문했습니다. Dawn 임무와 달리 OSIRIS-REx는 궤도에서 불가능한 심층 실험실 연구를 위해 Bennu 조각을 집으로 가져올 것입니다. OSIRIS-REx 팀은 과학적 목표를 달성하기 위해 최소 2온스(60g)의 재료를 수집하기를 희망합니다.

소행성이 어떻게 형성되는지 이해하는 것은 초기 태양계에 대한 통찰력을 제공할 뿐만 아니라 과학자들이 오늘날 우주 암석의 구성을 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다. 그러한 물체가 지구와 충돌할 위험이 있는 경우 도움이 될 수 있습니다. 이 연구는 또한 소행성을 채굴하려는 미래의 노력에 도움이 될 수 있습니다.

OSIRIS-REx의 수석 연구원인 단테 로레타(Dante Lauretta)는 '이 임무는 NASA이든 민간 기업이든 소행성을 탐사하거나 채굴하는 데 관심이 있는 모든 사람에게 도움이 될 우주 탐사를 위한 중요한 기술을 개발할 것'이라고 말했습니다. 성명 . (Lauretta는 이전에 65세의 나이로 2011년에 사망한 동료 행성 과학자 Michael Drake와 함께 이 임무의 공동 책임자였습니다.)

OSIRIS-REx는 또한 천문학자들이 소행성에 대한 야르코프스키 효과를 연구하는 데 도움이 될 것입니다. 이 현상은 태양의 열이 소행성이나 다른 물체의 움직임을 바꾸는 작은 힘을 제공할 때 발생합니다. 추진력은 미미하지만 시간이 지남에 따라 축적되어 우주 암석이 이동하는 경로를 변경하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 각 소행성의 모양에 따라 다르기 때문에 이 효과를 연구하는 것은 어려울 수 있습니다.

NASA의 행성과학부 책임자인 짐 그린(Jim Green)은 '이번 임무에서 얻은 지식은 소행성의 궤도를 더 잘 추적하는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것'이라고 말했다. 성명 .

이제 OSIRIS-REx가 베누에 도착했기 때문에 우주선에 탑재된 5개의 장비가 전례 없는 세부 사항으로 소행성을 연구, 지도 작성 및 분석하기 위해 노력하고 있습니다.

  • OSIRIS-REx 가시광선 및 적외선 분광계(OVIRS) — 가시광선 및 근적외선을 측정함으로써 OVIRS는 유기물 및 기타 광물을 찾습니다.
  • OSIRIS-REx 열 방출 분광계(OTES) — 열적외선을 사용하여 OTES는 베누의 온도를 측정하고 광물 및 화학 물질의 풍부도를 매핑합니다. OVIRS와 OTES는 함께 흥미로운 파장의 파장에 걸쳐 Bennu를 매핑하여 소행성을 샘플링하기에 가장 좋은 사이트를 선택하는 데 도움을 줄 것입니다.
  • OSIRIS-REx 카메라 제품군(OCAMS) — 3개의 카메라 제품군은 Bennu를 매핑하는 데 도움이 됩니다. 가장 큰 폴리캠은 120만 마일(200만 킬로미터) 밖에서 베누의 첫 번째 이미지를 획득하고 샘플 사이트의 고해상도 이미지를 캡처합니다. MapCam은 소행성 주변의 위성과 먼지 기둥을 찾아 컬러로 매핑하고 사진을 찍어 지형도를 만듭니다. SamCam은 샘플 수집 및 캡처를 문서화합니다.
  • OSIRIS-REx 레이저 고도계(OLA) — Bennu의 전체 표면을 스캔함으로써 OLA는 데이터를 다시 전송하여 소행성 표면의 매우 정확한 3D 모델을 생성합니다.
  • Regolith X-ray Imaging Spectrometer(RExIS) — Bennu의 X-ray 방출을 연구하면 표면에 있는 다양한 요소의 풍부함을 보여주는 지도를 만드는 데 도움이 됩니다. 다른 이미징 장비와 달리 REExIS는 개별 원자 요소 수준에서 소행성의 구성을 조사합니다.

미션 타임라인

우주선은 발사 이후 두 번의 심우주 기동을 했습니다. 첫 번째는 2016년 12월 28일에 진행되었으며 우주선이 지구와 중력을 지원하도록 설정했습니다. 거의 1년 후, OSIRIS-REx는 2017년 9월 22일에 베누로의 여행을 위한 속도를 올리기 위해 행성의 비행을 했습니다.

가장 가까운 남극 접근에서 우주선은 표면에서 대략 10,700마일(17,200km) 떨어져 있었습니다. 플라이바이는 OSIRIS-REx의 속도를 약 8,500mph(13,000km/h)만큼 증가시켰고 완벽하게 실행되었습니다. 우주선은 베누로 여행을 계속했습니다.

그 과정에서 OSIRIS-REx는 500만km가 조금 넘는 거리에서 지구와 달의 놀라운 이미지를 촬영했습니다.

2018년 6월 28일, 우주선은 두 번째이자 마지막 주요 심우주 기동에 성공하여 Bennu에 근접하게 하기 위해 일련의 성공적인 소행성 접근 기동을 했습니다.

소행성이 상당히 자세하게 연구되면 과학자들은 표본을 추출할 지역을 식별할 것입니다. 바로 여기에서 TAGSAM(Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism)이 작동합니다. OSIRIS-REx가 소행성에 가까워지면 TAGSAM은 암석 표면에서 순수한 질소 가스 샘플을 폭발시킵니다. 표면에서 분출된 표토(먼지와 부서진 암석)는 샘플러의 챔버로 밀려날 것입니다. 계획된 모든 과학을 완료하기 위해 OSIRIS-REx는 최소 2온스(60g)의 소행성 물질을 수집해야 하지만 목표는 측정 오류를 설명하기 위해 5온스(150g)를 수집하는 것입니다. 우주선은 여러 번의 수집 시도를 허용하기 위해 세 병의 질소 가스를 운반할 것이며 TAGSAM은 최대 70온스(2,000g)를 운반할 수 있습니다. 저중력 환경에서 샘플의 무게를 측정하기 위해 과학자들은 샘플을 수집하기 전후에 우주선의 각가속도를 측정합니다.

OSIRIS-REx는 Bennu를 샘플링하지만 우주선은 우주 암석 표면에 완전히 착륙하지 않습니다. 수거 과정에서 연락은 몇 초 동안 지속됩니다. 2011년 Drake는 기자들에게 '우리는 표면에 키스합니다.

OSIRIS-REx와 Bennu 표면의 짧은 접촉은 2020년 7월로 예정되어 있습니다.

우주선은 2021년 3월 베누를 출발해 지구로 귀환할 예정이다. OSIRIS-REx는 2023년 9월에 집으로 돌아오고 유타 사막으로 낙하산을 사용할 반환 캡슐을 떨어뜨릴 것입니다. 그런 다음 우주선은 태양 주위의 안정적인 궤도로 이동할 것입니다.

NASA에서 본 지구 근방 소행성 베누

2018년 12월 2일 NASA의 OSIRIS-REx 탐사선이 본 지구 근방 소행성 베누.(이미지 제공: NASA/Goddard/University of Arizona)

베누를 만나다

원래 1999년 RQ36으로 알려졌던 OSIRIS-Rex가 방문할 바위는 9세 Mike Puzio에 의해 Bennu로 개명되었습니다. 2013년 대회 . 베누는 일반적으로 회색 왜가리로 묘사되는 이집트의 신입니다. Puzio는 TAGSAM과 태양 전지 패널이 새의 신의 목과 날개를 닮았다고 생각하여 이름을 선택했습니다.

결정 지구에서 1억 2천만 마일(1억 9천만 km) 이내의 궤도를 도는 수천 개의 지구 근접 물체 중 하나입니다. 그 중 Bennu는 궤도가 잘 알려져 있고 지구 궤도와 충분히 유사한 200개 미만의 천체 중 하나였습니다. 이 소행성은 436일마다 태양 주위를 공전하며 6년마다 지구와 매우 가까워집니다.

Bennu는 폭이 약 1,650피트(500m)로 비교적 큽니다. 200m(650피트)보다 작은 암석은 우주선이 안전하게 착륙하기에는 너무 빠르게 회전합니다. 적절한 궤도에 있는 소수의 소행성만이 방문을 허용할 만큼 충분히 컸습니다.

적절하다고 판단되는 것 중 베누가 더 매력적인 구성을 가지고 있다. 소행성은 탄소 기반 물질이 비교적 풍부합니다. 지구에 물과 유기 물질을 가져와 생명을 시작하는 데 도움을 준 소행성은 베누처럼 보였을 것입니다.

'우리는 생명이 시작되는 것과 관련이 있을 수 있는 유기물이 풍부한 것을 찾고 있습니다.'라고 Drake가 말했습니다.

Bennu의 가까운 궤도도 잠재적으로 위험한 물건 그러나 일부 언론 보도에 따르면 이 우주 암석은 확실한 위협이 아닙니다. NASA 과학자들은 22세기의 마지막 분기에 지구에 충돌할 확률이 0.037%(2,700분의 1)라고 계산했습니다. 그렇게 하려면 소행성이 지구를 2,135번째 비행할 때 궤도를 변경해야 합니다.

소행성이 하면 지구와 충돌하다 , 충돌은 행성을 파괴하지 않지만 닿는 곳마다 혼란을 일으킬 것입니다. 전문가들은 이 크기의 소행성이 충돌 주변 지역을 황폐화할 가능성이 있지만 대량 멸종을 일으키지는 않을 것이라고 말합니다.

그럼에도 불구하고 OSIRIS-REx가 제공하는 고급 경고는 과학자들이 영향을 받기 훨씬 전에 예방 조치를 취하는 데 도움이 될 수 있습니다.

추가 읽기:

이 기사는 demokratija.eu 기고자 Elizabeth Howell에 의해 2019년 1월 25일에 업데이트되었습니다.