ناسا یک گام دیگر به نمونه‌برداری از سیارک بنو نزدیک شد
فضاپیمای «اسیریس رکس» ناسا تمرین پایانی خود را نیز در سیارک بنو (Bennu) با موفقیت انجام داد و در ارتفاع حدود ۴۰ متری روی محل نمونه‌برداری «نایتینگل» قرار گرفت تا برای انجام مأموریت اصلی در ماه اکتبر (مهر) آماده باشد.
این مانور تقریبا ۴ ساعته در سیارک بنو که روز ۱۱ آگوست (۲۱ مرداد) انجام شد، شامل اجرای مراحل پیش از نمونه‌برداری بود. فضاپیمای OSIRIS-REx ناسا توانست ۳ مانور از ۴ مانور لازم برای انجام نمونه‌برداری را کامل کند که شامل آتش برای خروج از مدار، مانور نقطه‌ی بررسی (Checkpoint) و مانور نقطه‌ی هماهنگی (Matchpoint) بود.
نقطه‌ی بررسی جایی است که فضاپیما پیش از آنکه مسیر خود را به سمت مانور سوم تنظیم کند، به طور خودکار مکان و سرعتش را بررسی می‌کند. نقطه‌ی هماهنگی، لحظه‌ای است که فضاپیما با چرخش سیارک بنو هماهنگ می‌شود تا به طور یکسان با سطح این سیارک و درست در بالای محل نمونه‌برداری پرواز کند. محل نمونه‌برداری که با نام «نایتینگل» شناخته می‌شود، در دهانه‌ای در نیمکره‌ی شمالی بنو قرار گرفته است.
۴ ساعت پس از خروج اسیریس رکس از مدار ۱ کیلومتری خانه‌ی امن (Safe-Home Orbit)، مانور نقطه‌ی بررسی در ارتفاع حدود ۱۲۵ متری از سطح بنو انجام شد. پس از آن فضاپیما به مدت ۸ دقیقه‌ی دیگر کاهش ارتفاع خود را ادامه داد تا آتش لازم برای نقطه‌ی هماهنگی را اعمال کند. سپس با ادامه‌ی مسیر جدید به مدت ۳ دقیقه‌ی دیگر، فضاپیما به ارتفاع حدود ۴۰ متری سطح رسید که کم‌ترین ارتفاعی است که یک فضاپیما به بنو نزدیک شده است. در نهایت فضاپیما آتش معکوس را انجام داد تا تمرین خود را کامل کند.
سایت نایتینگل فضاپیمای اسیریس رکس در سیارک بنو
در طول این تمرین، فضاپیما بازوی نمونه‌برداری خود با نام TAGSAM را که مخفف Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism است، با موفقیت باز کرد تا در موقعیت مناسب برای نمونه‌برداری قرار بگیرد. علاوه بر این، برخی از ابزارهای فضاپیما به تهیه‌ی عکس‌های علمی و ناوبری پرداختند و از منطقه‌ی نمونه‌برداری مشاهدات طیف‌سنجی انجام دادند، همان‌طور که در زمان نمونه‌برداری نیز انجام خواهد شد.
به دلیل اینکه اسیریس رکس و سیارک بنو در حال حاضر ۲۸۸ میلیون کیلومتر دورتر از زمین هستند، ارسال سیگنال‌های رادیویی برای هدایت فضاپیما حدود ۱۶ دقیقه طول می‌کشد و این تأخیر زمانی، مانع اجرای مستقیم فرمان‌ها در طول عملیات می‌شود. به همین دلیل فضاپیما کل مراحل تمرین را به صورت خودکار انجام داد. پیش از آغاز تمرین، تیم اسیریس رکس برنامه‌ریزی همه‌ی مراحل تمرین را به فضاپیما داده بود و سپس با اجرای فرمان «Go» آن‌ها را آغاز کرد. رویداد اصلی جمع‌آوری نمونه نیز که برای ماه اکتبر (مهر) برنامه‌ریزی شده است، به همین روش انجام می‌شود.
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 سامانه‌ی تنظیم‌کننده‌ی فضاپیما را بسنجد و چگونگی عملکرد آن‌ها را هنگام کاهش ارتفاع بررسی نماید.
همچنین با انجام تمرینی مانور نقطه‌ی هماهنگی، عملکرد صحیح سیستم راهنمای «دنبال‌کردن ویژگی‌های طبیعی» (Natural Feature Tracking) در تعیین دقیق مسیر فضاپیما تأیید شد. این تعیین مسیر که پس از «نقطه‌ی هماهنگی» صورت می‌گیرد، آخرین مانور پیش از تماس فضاپیما با سطح بنو است.
از سوی دیگر در این تمرین پایانی، برای نخستین بار از نقشه‌ی خطر (Hazard Map) استفاده شد. این نقشه مناطقی را نشان می‌دهد که به طور بالقوه می‌تواند به فضاپیما صدمه بزند. اگر فضاپیما تشخیص دهد که در حال رسیدن به منطقه‌ای خطرناک است، پس از رسیدن به ارتفاع ۵ متری سطح، به طور خودکار از آن دور خواهد شد. هرچند اسیریس رکس در طول مانور تمرینی خود، تا این اندازه پایین پرواز نکرد اما از نقشه‌ی خطر استفاده کرد تا مناسب بودن مسیر پیش‌بینی شده برای فرود را از نظر برخورد با خطرات سطحی ارزیابی کند و در مأموریت اصلی فضاپیما بتواند به طور ایمن ایمن عملیات نمونه‌برداری از محدوده‌ی نایتینگل را انجام دهد.
همچنین در آخرین دقایق کاهش ارتفاع فضاپیما، اسیریس رکس اقدام به تهیه‌ی تصاویر ناوبری با کیفیت بالا برای سیستم هدایت NFT کرد. این تصاویر دقیق از عوارض سطحی بنو، برای بهینه کردن عملیات نمونه‌برداری استفاده می‌شود و به فضاپیما اجازه می‌دهد که دقیقا یک منطقه‌ی کوچک را هدف بگیرد.
«دانته لاورتا» (Dante Lauretta) پژوهشگر اصلی اسیریکی رکس از دانشگاه آریزونا گفت: «بسیاری از سیستم‌های مهم در این دوره‌ی تمرینی مورد سنجش قرار گرفتند؛ از جمله سیستم‌های ارتباطی، پیشرانه‌های فضاپیما و از همه مهم‌تر سیستم «دنبال‌کردن ویژگی‌های طبیعی» و نقشه‌ی خطر. اکنون که این نقطه‌ی عطف را به اتمام رسانده‌ایم، در نهایی کردن مراحل مربوط به رویداد TAG اطمینان داریم. این تمرین نشان داد که تیم کنترل و همه‌ی سیستم‌های فضایی برای نمونه‌برداری در ماه اکتبر آماده هستند.»
تیم مأموریت اسیریس رکس در چند ماه گذشته مشغول آماده شدن برای تمرین «نقطه‌ی بررسی» بوده در حالی که با توجه به همه‌گیری کووید-۱۹ دورکاری هم افزایش یافته بود. در روز تمرین، تعداد محدودی از کارکنان با رعایت پروتکل‌های احتیاطی، تله‌متری فضاپیما را از پایگاه فضایی لاکهید مارتین، مرکز پروازهای فضایی گادرد و دانشگاه آریزونا مانیتور کردند و بقیه‌ی اعضای تیم، از راه دور انجام در کنترل مأموریت نقش داشتند.
طرحی گرافیکی از مأموریت نمونه‌برداری اسیریس رکس
این فضاپیما در اولین تلاش خود برای جمع‌آوری نمونه از سیارک بنو که برای ۲۰ اکتبر (۲۹ مهر ۱۳۹۹) برنامه‌ریزی شده، به طور کامل به سمت سطح سیارک خواهد رفت. در طی این عملیات، مکانسیم نمونه‌برداری اسیریکس رکس سطح بنو را برای چند ثانیه لمس خواهد کرد. این فضاپیما نیتروژن را با شدت آزاد می‌کند تا به سطح سیارک ضربه بزند، نمونه را جمع‌آوری کند و به عقب بازگردد. بازگردانی این نمونه برای ۲۴ سپتامبر ۲۰۲۳ (۲ مهر ۱۴۰۲) برنامه‌ریزی شده است.
برای این مأموریت، «مرکز پروازهای فضایی گادرد» در مریلند مدیریت کلی مأموریت، مهندسی سیستم و مسئولیت ایمنی را بر عهده دارد. همچنین «دانته لاورتا» از «دانشگاه آریزونا» پژوهشگر اصلی پروژه است و سرپرستی تیم علمی و برنامه‌ریزی مشاهدات علمی و پردازش داده‌ها 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 «کینت‌ایکس آیرواسپیس» نیز مسئول ناوبری فضاپپیما هستند.
اسیریس رکس سومین مأموریت ناسا در «برنامه‌ی مرزهای نو» (New Frontiers Program) است. برنامه‌ای که توسط مرکز پروازهای فضایی مارشال ناسا در هانتسویل آلاباما و برای دبیرخانه‌ی مأموریت‌های علمی این آژانس در واشنگتن مدیریت می‌شود و به بررسی چندین جرم منظومه‌ی شمسی می‌پردازد.
منبع: NASA
