Som en syklist som i høy fart skal gripe en bitte liten vannflaske, nærmer romfartøyet OSIRIS-REx seg asteroiden Bennu med 100 000 km/t. En tynn robotarm strekker seg ut under fartøyet og streifer den støvete overflaten.
Fem sekunder senere har fartøyet snappet en prøve.
I dag skal OSIRIS-REx for første gang forsøke å samle inn støv og småstein fra asteroidens overflate.
Følg hendelsene live fra klokken 23:00 her
Målet er å forsyne astronomer med en prøve fra en av de over 19.000 asteroidene som befinner seg faretruende tett på jorden.
Prosjektet skal gi astronomene et klart bilde av nærgående asteroider og deres skiftende baner, slik at de er forberedt på katastrofale kollisjoner.
Sonde finstuderer Bennu i et år
OSIRIS-REx er den tredje romferden i NASAs New Frontiers-program, som også omfatter New Horizons-sonden som dro til Pluto og Juno, som dro til Jupiter.
Målet er å utforske spesifikke deler solsystemet for å gi svar på astronomenes grunnleggende spørsmål om hvordan det har oppstått, hvordan det har utvikler seg, og hva som vil skje med det i framtiden.
OSIRIS-REx ble skutt opp i 2016. Den har gått i bane rundt sola i et år, før den vendte tilbake til jorda, som ga den en dytt, slik at den om seg ut mot banen til Bennu.
Sonde veier like mye som en bil
OSIRIS-REx måler 2,72 ganger 3,1 meter og veier 1529 kilo. Det er som en stor personbil.
Asteroiden beveger seg med omkring 100.000 km/t, og robotsonden har derfor fløyet i formasjon med Bennu i to år og fra fem kilometers avstand brukt sine avanserte måleinstrumenter til å finstudere og kartlegge asteroiden.
Sonde kopierer kometjeger
OSIRIS-REx er formet som en terning og måler omkring tre meter på hver side. Den har arvet en del av sin grunnleggende konstruksjon fra sonden Stardust, som i 2006 sendte en kometprøve tilbake til jorden.
Instrumentene omfatter blant annet tre avanserte kameraer som filmer Bennu både på avstand og tett på, en høydemåler som skaper et topografisk kart over overflaten, og et sett spektrometre som kartlegger forekomsten av mineraler og diverse organiske materialer på asteroiden.
Avansert verktøy får prøven i hus
En tre meter lang robotarm er et av de viktigste verktøyene om bord på robotsonden OSIRIS-REx. Sammen med avanserte måleinstrumenter og en varmebeskyttet kapsel skal armen sørge for å hente en jordprøve på asteroiden Bennu og bringe den trygt hjem til jorden.
Solcellepaneler leverer strømmen
To solcellepaneler på i alt 8,5 kvadratmeter produserer strøm til sonden. Panelene leverer opptil 3000 watt, noe som svarer til forbruket til en vannkoker.
Rakettdyser bremser fartøyet
Fire rakettdyser bremser farten under prøvetakingen, mens robotsonden og Bennu flyr i formasjon i 100.000 km/t.
Kapsel beskytter prøven
Når prøven er i hus, venter en to år lang hjemreise. Underveis skal en spesiell varmebeskyttet kapsel sørge for at prøvens temperatur aldri blir høyere enn 75 grader, siden den kan ta av skade for mye varme.
Det er særlig en utfordring under nedstigningen gjennom jordens atmosfære, hvor temperaturen kan komme opp i omkring 1700 grader.
Lasermåler finner landingsstedet
En laserhøydemåler skaper et såkalt topografisk kart som viser asteroidens overflate i minste detalj. Kartet skal deretter hjelpe astronomene med å finne et sted hvor OSIRIS-REx kan hente opp prøven.
Gripearm snapper prøven
Fartøyets tre meter lange arm er utstyrt med en anordning som skal blåse minst 60 gram stein og støv opp i to beholdere i gripearmens hode.
Tre kameraer filmer manøveren
Fartøyets tre kameraer følger hele manøveren.
- PolyCam er det første som får øye på Bennu, på to mill. kilometers avstand. Det tar bilder fortløpende.
- MapCam kartlegger Bennus overflate og tar blant annet nærbilder av landingsstedet.
- SamCam dokumenterer selve manøveren, hvor fartøyets robotarm snapper opp en bit av asteroiden.
Det mest iøynefallende verktøyet på OSIRIS-REx er den tre meter lange robotarmen som skal ta prøven fra Bennu.
Den sinnrike mekanismen har krevd nytenkning av Nasas ingeniører. Problemet er at det er så godt som umulig å lande på en asteroide med en tyngdekraft på en brøkdel av jordens uten å bli kastet av igjen. Foten på armen har en spesialdesignet beholder.
Når foten berører Bennu, sender den et kraftig pust nitrogen mot overflaten, som får støv og stein til å virvle opp og lande i beholdere i gripearmens hode
Credit: NASA
OSIRIS-REx har nitrogen nok til å blåse tre ganger på asteroiden. Forsøk på jorden har vist at fem sekunder er nok til å samle opp en prøve på de 60 gram som studiene på jorden krever.
Når OSIRIS-REx har tatt prøven, skal forskerne sikre at den faktisk er stor nok. Farten på sondens rotasjon blir derfor observert før og etter manøveren. Siden metoden har en feilmargin på om lag 90 gram, må prøven veie minst 150 gram.
Bennu truer med naturkatastrofe
Bennu er en såkalt nærjordsasteroide. Den har en diameter på 500 meter og kan ifølge Nasas beregninger komme tett på jorden omkring år 2182. En fulltreffer kan ramme oss med en energi som svarer til 80.000 Hiroshima-bomber.
Asteroiden Bennu har en diameter på mere enn 500 meter. Det er høyere enn både Empire State Building (443 meter) og Eiffeltårnet (324 meter).
OSIRIS-REx skal derfor også måle den såkalte Jarkovskij-effekten. Det er den vitenskapelige betegnelsen for at solen skyver ganske lett på asteroidene fordi den ikke varmer opp ulike deler av overflaten på de mørke asteroidene like mye.
De delene som varmes mest opp, avgir varmen igjen i form av stråling, som skyver ganske svakt på asteroiden. Effekten er veldig liten, men kan over lang tid endre asteroidens bane ganske mye.
Astronomene vil derfor studere den i håp om å bli flinkere til å forutsi asteroidenes baner mer presist i fremtiden.
