17.08.19: Romsonden OSIRIS-REx ankom i fjor nærjordsasteroiden Bennu – en kampestein med en diameter litt større enn høyden på Empire State Building. Dette er USAs første ferd for å ta en prøve av en asteroide, og målet er å hente ut minst 60 gram fra overflaten og bringe prøven tilbake til Jorden i september 2023. På dette tidspunkt skulle man ha valgt landingssted, men som følge av det svært røffe terrenget på Bennu, har teamet nå plukket ut fire mulige steder som skal undersøkes videre før man tar det endelige valget.
av Anne Mette Sannes
OSIRIS-REx i bane rundt nærjordasteroiden Bennu.
Illustrasjon: Lockheed Martin/NASA
Siden desember i fjor har romsonden OSIRIS-REx kartlagt hele den 500 meter store asteroiden for å finne de beste og mest tilgjengelige stedene for å ta en prøve av overflaten og bringe den tilbake til Jorden. De fire områdene som nå er plukket ut skal nå studeres i detalj, og to av disse – et foretrukket sted og en reserve – skal velges ut i desember.
Opprinnelig var planen at teamet på dette tidspunktet skulle ha avgjort de to siste landingsalternativene, men denne planen var bestemt ut i fra tidligere opplysninger basert på observasjoner fra Jorden om at asteroiden hovedsakelig besto av store dammer med finkornet materiale. De tidligste bildene tatt fra sonden viste imidlertid at Bennu har et spesielt steinete terreng, noe som har gjort det til en utfordring å velge trygge områder som inneholder egnet prøvemateriale. Materialet må være tilstrekkelig finkornet – mindre enn 2,5 cm i diameter – for at sondens prøvetakingsmekanisme skal kunne samle det.
Dette høyoppløselige bildet tatt fra OSIRIS-REx viser at overflaten av Bennu er mer steinete enn forventet – en av mange overraskelser siden sonden gikk inn i bane rundt objektet i desember i fjor.
Foto: NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin
Bildemosaikken av asteroiden Bennu er satt sammen av 12 PolyCam-bilder på OSIRIS-REx tatt 2. desember i fjor i en avstand på 24 kilometer.
Foto: NASA/ Wikipedia
Ifølge Dante Lauretta, prosjektleder for OSIRIS-REx ved Universitetet i Arizona, Tucson, visste man på forhånd at Bennu ville overraske og var forberedt på alt som måtte dukke opp. Å måtte hanskes med det ukjente er vanlig med alle slike ferder og krever fleksibilitet, ressurser og oppfinnsomhet. På forhånd hadde man derfor avsatt 300 dager ekstra til slike uventede utfordringer. I stedet for å velge de to aktuelle stedene i sommer, har man nå valgt å benytte de neste fire månedene til å studere de fire områdene i detalj og spesielt fokusere på områder med finkornet prøvemateriale ved hjelp av kommende høyoppløselige bilder fra hvert av stedene. Kartene over kampesteinene som interesserte personer har hjulpet til å lage ved hjelp gjennom observasjoner tidligere i år, ble benyttet som et av flere momenter som tatt i betraktning da sikkerheten til hvert sted ble vurdert. Dataene som nå blir samlet inn vil være nøkkelen til å bestemme de to stedene som er best egnet.
Bildet viser de fire mulige landingsstedene: Nightingale (øverst til venstre) befinner seg på asteroidens nordlige halvkule, Kingfisher (øverst til høyre) og Osprey (nederst til venstre) i ekvatorområdet og Sandpiper (nederste til høyre) på den sydlige halvkule. Et av disse stedene vil bli valgt i desember.
Foto: NASA/University of Arizona
For ytterligere å tilpasse seg Bennus røffe overflate har teamet også gjort andre tilpasninger i utvelgelsesprosessen. Den opprinnelige planen så for seg et sted med en radius på 25 meter, men siden steinfrie områder av en slik størrelse ikke finnes på asteroiden, har teamet kartlagt steder med en radius på 5 til 10 meter. For å gjøre sonden i stand til å plukke ut mindre steder, revurderte teamet sondens operasjonelle evner for å kunne maksimere ytelsesevnen. I tillegg har prosjektet også strammet inn på kravene til navigering og utviklet en ny prøveteknikk ved navn “Bullseye TAG,” som benytter bilder av asteroidens overflate for å navigere sonden helt ned til overflaten med stor nøyaktighet. Ifølge Rich Burns, prosjektansvarlig ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, var sonden designet for å ta prøven fra et strandlignende område, men sondens ekstraordinære ytelse viser at teamet vil være i stand til å møte utfordringen som den røffe overflaten på Bennu representerer.
De fire utvalgte områdene det skal velges fra er ulike både når det gjelder lokasjon og geologi. Mengden av prøvemateriale på hvert av stedene må derfor undersøkes nærmere, men alle fire har blitt grundig evaluert for å ivareta sikkerheten for sonden under nedstigningen og samle prøven fra Bennus overflate.
Filmen under viser de fire aktuelle stedene: Nightingale, Kingfisher, Osprey og Sandpiper.
Siden sonden ankom Bennu i desember 2018 har den undersøkt denne lille verdenen med steinblokker og løsmateriale og også lett etter et sted å lande.
Film: NASA
I høst vil OSIRIS-REx starte med detaljerte analyser av de fire kandidatene under ferdens rekognoseringsfase. Under første del av fasen vil sonden utføre passeringer over de fire områdene fra en avstand av 1,29 km for å bekrefte at de er trygge og at de inneholder egnet prøvemateriale. Nærbilder vil også kartlegge egenskaper og landskapstrekk som kreves for sondens selvstyrte navigering ned til Bennus overflate. Teamet vi benytte data fra disse passeringene til å velge ut det endelige stedet (samt en backup) for prøvetakingen i desember.
Den andre og tredje fasen av rekognoseringen starter tidlig i 2020 når sonden skal foreta passeringer over de gjenværende to områdene. Dette vil skje i en lavere høyde, og det vil bli gjort enda mer høyoppløselige observasjoner av overflaten for å identifisere landskapstrekk som for eksempel steingrupperinger som vil bli benyttet for å navigere ned til overflaten for å utføre prøven. Planlagt tidspunkt for prøvetakingen er siste halvdel av 2020, og sonden skal etter planen returnere prøven til Jorden 24. september 2023.
Kunstnerisk fremstilling av romsonden OSIRIS-REx som tar prøve av Bennus overflate.
Illustrasjon: NASA
Hvorfor er det viktig å ta prøver av Bennu?
I motsetning til de fleste andre asteroider som befinner seg i beltet mellom Mars og Jupiter, er Bennu en nærjordsasteroide, dvs. at dens bane befinner seg forholdsvis nær Jorden (til og med krysser Jordens bane). Bennu er nærmest Jorden hvert 6. år. Mindre asteroider (200 m eller mindre) roterer ofte svært raskt, noe som gjør det vanskelig for en sonde å matche en asteroides fart for å kunne lande og samle prøver. Den hurtige rotasjonen gjør også at løsmateriale – såkalt regolith – blåses av overflaten. Bennu derimot, har en diameter på nesten 500 meter som er noe større enn høyden på Empire State Building og roterer en gang hver 4,3 time.
Bennu har en diameter på nesten 500 meter – noe større enn høyden på Empire State Building. Asteroiden roterer en gang hver 4,3 time.
Animasjon: NASAs Goddard Space Flight Center
En annen grunn til å ta direkte prøver av f.eks. Bennu, er at man da vet hvor materialet kommer fra, i motsetning til meteoritter som har falt ned på Jorden hvor man i svært få tilfeller kjenner moderobjektet og som er viktig for helhetsforståelsen. En annen ting er at meteoritter har gjennomgått den ofte voldsomme nedstigningen til Jordoverflaten og dermed blir forurenset ved landing i jord, sand etc., og i tillegg kanskje utsatt for regn og snø i tusener av år og som endrer steinenes kjemi. Bennu derimot, har blitt bevart i vakuumet i rommet. Til tross for at den trolig løsrev seg fra en større asteroide i en kollisjon for 1–2 milliarder år siden og fart gjennom rommet til den ble fanget inn i en bane nær vår egen, forventer ikke forskerne at dette har endret objektet i nevneverdig grad.
Ved hjelp av bakkebaserte og rombaserte teleskoper vet vi at Bennu er en karbonholdig asteroide og dermed sannsynligvis rik på organiske molekyler som er laget av karbon bundet til oksygen, hydrogen og andre grunnstoffer som er grunnlaget for liv slik vi kjenner det. Det kan også tenkes at vann kan være fanget i mineralene i asteroiden. Slike asteroider er også rike på naturlige ressurser som jern og aluminium samt edle metaller som for eksempel platina som vi med fremtidig gruvedrift på asteroider vil være i stand til å utvinne. Dersom vi klarer å skille ut hydrogen og oksygen fra vann som er bundet opp i mineralene i asteroider, kan hydrogenet benyttes som rakettdrivstoff for fremtidige ferder slik at asteroider en dag kan bli tankestasjoner for fremtidige ubemannede og bemannede ferder til Mars eller enda lenger ut.
Å lære hvordan man manøvrerer seg rundt et objekt som Bennu, få kunnskap om dets kjemiske og fysiske egenskaper vil være ekstremt nyttig med tanke på fremtiden. Bennu har blitt studert fra Jorden siden den ble oppdaget i 1999, og av den grunn har forskerne allerede mye kunnskap om objektets kjemi og egenskaper. Men det å få verifisert nåværende kunnskap er viktig og vil også gi oss stor forståelse av andre asteroider i vårt Solsystem.
Hvorfor fremtidig gruvedrift på asteroider er viktig.
Film: FW: Thinking
Bennu kan komme nærmere Jorden enn Månen i 2135 og kanskje enda nærmere mellom 2175 og 2195!
Astronomer har kalkulert at Bennus bane beveger seg 280 meter mot Solen hvert år siden den ble oppdaget, noe som skyldes den såkalte Yarkovsky-effekten – en prosess hvor sollyset varmer opp den ene siden av en liten mørk asteroide og hvor asteroiden deretter sender ut strålevarme mens den roterer. Varmestrålingen skyver objektet enten mot eller fra Solen. Dersom asteroiden har en prograd rotasjon som Jorden, vil den rotere i samme retning som sin bane. Bennu derimot, roterer i motsatt retning av sin bane og beveger seg derfor i retning Solen. OSIRIS-REx skal foreta målinger av Yarkovsky-effekten, noe om vil gjøre forskerne i stand til å forutsi bevegelser både til Bennu og andre asteroider. Målinger om hvordan denne effekten har påvirket Bennu over tid har avslørt at den mest sannsynlig skjøv den fra Asteroidebeltet til vår del av Solsystemet.
Yarkovsky-effekten
Animasjon: NASA
En annen opplagt grunn til at det er viktig å forutsi i hvilke retninger asteroider beveger seg, er at det er viktig å vite når de kommer innenfor vår komfortsone. Beregninger ut ifra Yarkovsky-effekten viser at Bennu kan komme til å passere nærmere Jorden enn Månen i 2135 og muligens enda nærmere mellom 2175 og 2195. Selv om det er usannsynlig at Bennu treffer Jorden, vil våre etterkommere kunne benytte data fra OSIRIS-REx for å avgjøre hvordan de på best mulig måte kan avlede asteroider som kan utgjøre en trussel, kanskje til og med ved å benytte Yarkovsky-effekten til sin fordel.
En fremtidig gave
Prøven som skal tas av Bennus overflate vil ankomme Jorden i september 2024, og OSIRIS-REx-forskerne vil studere en kvart av materialet mens resten vil bli gjort tilgjengelig ikke bare for forskere over hele kloden, men også for de som ennå ikke er født, slik at disse personene kan bli i stand til besvare spørsmål som ennå ikke har blitt stilt.
Film som forklarer prosjektet og sondens ferd til Bennu.
Film: NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!
Hva kan du se i kveld?
Følg med på planeter, stjerner og månefaser samt spennende fenomener som f.eks. nordlys, perlemorskyer, lysende nattskyer m.m.
Les mer
Forsiden
