NASA's OSIRIS-REx zal de asteroïde monstercapsule in september van dit jaar vrijgeven, met als doel te landen in de Great Salt Lake Desert, en het team is klaar om de uitdagingen tijdens de afdaling en het herstel aan te gaan. In september zal NASA's OSIRIS-REx-ruimtevaartuig, na een miljard kilometer door het zonnestelsel te hebben gereisd, een buitengewone vlucht langs de aarde maken. Terwijl hij voorbij komt, komt er een capsule vrij ter grootte van een minikoelkast met daarin ongerepte ruimtesteenmonsters verzameld van asteroïden die zich tussen de banen van de aarde en Mars bevinden.

OSIRIS-REx verzamelde in oktober 2020 een monster van een half pond van het oppervlak van asteroïde Bennu. De monsterretourcapsule van de missie zal op 24 september met behulp van een parachute landen, net als het trainingsmodel dat werd getoond tijdens de test van 30 augustus op de Utah Test and Training Range van het ministerie van Defensie in de woestijn buiten Salt Lake City. Afbeelding tegoed: NASA/KeeganBarber

OSIRIS-REx - Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security - Regolith Explorer - is de eerste Amerikaanse missie die monsters van een asteroïde verzamelt. Wetenschappers hopen dat de grondstof die zij in 2020 van de asteroïde Bennu hebben verzameld – ongeveer een half pond puin en stof van het oppervlak van de asteroïde – een inzicht zal bieden in het moment waarop de zon en de planeten 4,5 miljard jaar geleden zijn gevormd.

Aan de slag Uitdagingen en voorbereiding

Tot die tijd zal de beschermende kamer van het monster bestand zijn tegen tweemaal de temperatuur van lava en de op een na hoogste snelheid ooit voor een door de mens gemaakt object dat de atmosfeer van de aarde binnendringt. Nadat de capsule met ongeveer 36 keer de geluidssnelheid de atmosfeer van de aarde is binnengekomen, kan deze uiteindelijk te maken krijgen met wind, regen en andere weersomstandigheden wanneer deze het oppervlak nadert. Wat voor weer het ook is, het zal landen in de Great Salt Lake Desert, een dor land dat bekend staat om zijn hete zomertemperaturen en zoutvlakten, overblijfselen van oude meerbedden bedekt met korstige zoutafzettingen.

Hoewel een groot deel van de nadruk zal liggen op de technische aspecten van het ruimtevaartuig en de landingsmodule, zullen teams van wetenschappers en meteorologen ook het weer nauwlettend in de gaten houden, wat een aanzienlijke impact zou kunnen hebben op het herstel van de landingsmodule.

OSIRIS-REx is NASA's eerste retourmissie voor asteroïdemonsters. Het werd gelanceerd in september 2016 en begon aan een reis om een ​​nabij de aarde gelegen asteroïde genaamd Bennu te verkennen. De spannende finale van de missie vindt plaats op 24 september 2023, wanneer de capsule met Bennu-monsters zal landen in de westelijke woestijn van Utah. Bron: NASA

"Zeven jaar geleden, voordat we gelanceerd werden, moest de capsule ontworpen worden om rekening te houden met alle weersomstandigheden waarvan we dachten dat Utah die in september zou hebben", zegt Eric Queen, onderzoeksingenieur bij het Entry, Descent and Landing (EDL)-team van NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia.

Hoewel de robuuste capsule is gebouwd om ondoordringbaar te zijn voor objecten als bliksem en ijs, "is wind waarschijnlijk onze grootste zorg elke keer dat je onder een parachute landt", zegt Mark Johnson, hoofd van EDL-analyse bij Lockheed Martin in Littleton, Colorado. Dat komt omdat de windsnelheid en -richting van invloed kunnen zijn op de plek waar de capsule landt op het 58 bij 14 kilometer lange doel op de Utah Test and Training Range van het ministerie van Defensie, ten zuidwesten van Salt Lake City.

Woestijnomstandigheden en restauratieplanning

Kenneth Getzandanner, hoofd van de vluchtdynamiek van OSIRIS-REx, zei dat het landingsgebied wordt beschouwd als een ‘veilig, gecontroleerd gebied’. "Dit is ook de landingsplaats voor de Stardust-missie, dus er is een erfenis."

Een herstelteam neemt deel aan een veldoefening ter voorbereiding op het ophalen van de monsterretourcapsule voor de NASAOSIRIS-REx-missie op de Utah Test and Training Range van het Ministerie van Defensie. Het monster werd in oktober 2020 door NASA's OSIRIS-REx-ruimtevaartuig verzameld van de asteroïde Bennu en zal op 24 september naar de aarde terugkeren voor een parachutelanding op de Utah Test and Training Range. Afbeelding tegoed: NASA/KeeganBarber

Het OSIRIS-REx-team heeft ook veel nagedacht over de omstandigheden op het terrein zelf. De late zomer is het moessonseizoen van de woestijn, dus zware regenval kan de modderige grond verzadigen. Als er een terreinwagen nodig is om de helikopter te helpen de capsule te vinden en te vervoeren, zal de natte cementachtige modder het rijden bemoeilijken.

"Tegen het einde van het moessonseizoen zouden we een idee moeten hebben van hoeveel neerslag we hebben ontvangen en van de toestand van de zoutvlakten", zegt Eric Nelson, een meteoroloog van het Amerikaanse leger die de missie ondersteunt. "Een goede indicator is de Bonneville Speed ​​Week, een jaarlijks race-evenement in augustus." Omdat alles vlot verloopt, "zullen we waarschijnlijk geen problemen tegenkomen."

Ter ondersteuning van de OSIRIS-REx-missie zal het team in de dagen voorafgaand aan de landing weerballonnen inzetten. Wegwerpballonnen kunnen een hoogte bereiken van ongeveer 60.000 voet (18.288 meter), ongeveer twee keer zo hoog als commerciële vliegtuigen vliegen. Ze stijgen met een snelheid van 5,5 meter per seconde en verzenden gegevens over temperatuur, vochtigheid, druk en wind voordat ze de atmosfeer in razen. De missie zal deze waarnemingen gebruiken om mogelijke landingslocaties binnen dat bereik te schatten.

Een trainingsmodel van de monsterretourcapsule is te zien tijdens een live repetitie ter voorbereiding op het ophalen van de monsterretourcapsule van NASA's OSIRIS-REx-missie, dinsdag 29 augustus 2023, op de Utah Test and Training Range van het Ministerie van Defensie. Afbeelding tegoed: NASA/KeeganBarber

Hoe zal de levering plaatsvinden?

Het laatste deel van de lange reis van de capsule begint wanneer deze zich losmaakt van het OSIRIS-REx-ruimtevaartuig voordat hij ongeveer vier uur later de atmosfeer van de aarde boven de westkust binnendringt. De ongeveer 45 kilo wegende capsule die met hypersonische snelheden reist, zal afhankelijk zijn van een beschermd toegangssysteem met een hitteschild gemaakt van lichtgewicht ablatief materiaal, uitgevonden in NASA's Ames Research Center in Silicon Valley, Californië, en ontworpen om extreme temperaturen te weerstaan.

Radar- en infraroodvolgsystemen zullen de capsule volgen tijdens zijn afdaling. Terwijl het op de ochtend van 24 september naar het oosten vliegt, zullen verschillende vliegtuigen, waaronder een WB-57-onderzoeksvliegtuig op grote hoogte in het Johnson Space Center van NASA in Houston, visuele en thermische beeldsystemen gebruiken om zijn reis te volgen.

Wanneer de capsule zijn sleepparachute binnen het trainingsbereik inzet, zal hij een snelheid van ongeveer 1.850 km/u halen. De ronde hoofdparachute gaat dicht bij de grond open om de landing te verzachten. In tegenstelling tot andere ontwerpen is de kans kleiner dat de ronde vorm door de wind wordt gegrepen, waardoor de weerstand en stabiliteit van de capsule tijdens het afdalen toenemen. Dit verkleint de kans dat het door de wind uit koers wordt geblazen, waardoor het moeilijker te detecteren is op de grond.

Eenmaal geland en geborgen door een toegewijd team, zullen de monsters worden overgebracht naar een speciaal laboratorium in Johnson, waar ze zullen worden bewaard en bestudeerd. De historische landing zal ook worden bestudeerd om toekomstige ruimteleveringen te informeren.

"We gaan niets voorspellen dat we normaal niet zouden voorspellen, maar er zullen dit najaar veel ogen op ons kleine hoekje van de woestijn gericht zijn. Het zal iets stressvoller zijn dan normaal", merkte Nelson op.