كبسولة ناسا تجلب إلى المنزل عينات من الكويكبات يعود تاريخها إلى ولادة النظام الشمسي

كبسولة على شكل صحن تحمل شظايا الكويكب ارتطمت المركبة الفضائية التي قد تحمل أدلة حول ولادة النظام الشمسي بالغلاف الجوي للأرض يوم الأحد وهبطت على الهدف بمساعدة المظلة في ولاية يوتا لتختتم رحلة مثيرة مدتها سبع سنوات وأربعة مليارات ميل.

تم إطلاق كبسولة إعادة العينات التي يبلغ وزنها 110 أرطال وعرضها 31 بوصة، والتي تم إطلاقها من السفينة الأم OSIRIS-REx، والمحملة بنصف رطل من الصخور والتربة التي تم جمعها في عام 2020 من كويكب يعرف باسم بينو، إلى قمة الكوكب الذي يمكن تمييزه. الغلاف الجوي، على ارتفاع 82 ميلاً، بسرعة 27700 ميل في الساعة في الساعة 10:42 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة.

على مدى الدقيقتين التاليتين، تباطأت سرعتها بسرعة في لهيب جهنمي من الاحتكاك الجوي، وتحمل الدرع الحراري للكبسولة درجات حرارة إعادة الدخول تزيد عن 5000 درجة وقوة كبح تعادل 32 ضعف قوة الجاذبية أثناء توجهها نحو الهبوط في ميدان الاختبار والتدريب في يوتا. غرب سولت ليك سيتي.

مع حبس العلماء والمهندسين أنفاسهم الجماعية – تحطمت كبسولة مماثلة في ولاية يوتا في عام 2004 عندما فشلت مظلاتها في الفتح – نجت كبسولة العودة لعينة OSIRIS-REx من تجربتها بالنار ومن المفترض أنها نشرت مظلة مثبتة على ارتفاع 20 ميلاً. .

وكان من المتوقع أن تنفتح الكبسولة الرئيسية التي يبلغ عرضها 24 قدمًا وتنتفخ على ارتفاع 5000 قدم، لكن ناسا قالت إنها انتشرت فعليًا على ارتفاع 20000 قدم. ربما يكون ذلك قد ساهم في الهبوط في وقت مبكر قليلاً عن المتوقع، ولكن على أي حال، يبدو أن المزلق الرئيسي يخفض كبسولة إرجاع العينة إلى هبوط متوقع بسرعة 11 ميلاً في الساعة في الساعة 10:52 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة، وهي الخطوة الأخيرة في عملية الهبوط. عض النسب.

كانت أطقم الإنقاذ من المقاول الرئيسي شركة لوكهيد مارتن وميدان الاختبار والتدريب في يوتا في مكان الحادث في غضون دقائق لتوثيق حالة الكبسولة، بحثًا عن أي علامات على حدوث اختراق قد يتسبب في تلوث العينات الأصلية بالداخل.

وفي متناول اليد أيضًا: الباحث الرئيسي في جامعة أريزونا دانتي لوريتا، وهو جزء من فريق مكلف بتوصيف البيئة المحيطة لتوثيق التركيب الكيميائي لمنطقة الهبوط بدقة. فقط في حالة.

ولكن لم تكن هناك مشاكل واضحة، وكانت الكبسولة سليمة ولم تكن هناك علامات على أي خروقات يمكن أن تسمح بدخول الملوثات الأرضية إلى الداخل. وبمجرد التأكد من ذلك، حملت طائرة هليكوبتر الكبسولة إلى “غرفة نظيفة” مؤقتة مفلترة للهواء لبدء التفكيك واتخاذ الاستعدادات لشحن العينات إلى مختبر أكثر تطوراً في مركز جونسون للفضاء في هيوستن يوم الاثنين.

وقالت لوريتا إن العينات – وهي أكبر مجموعة من المواد خارج كوكب الأرض منذ برنامج أبولو القمر – تمثل المادة الخام التي شكلت الشمس وحاشيتها من الكواكب قبل 4.5 مليار سنة.

وقال: “إننا نعود إلى فجر النظام الشمسي، ونبحث عن أدلة حول سبب كون الأرض عالمًا صالحًا للسكن، هذه الجوهرة النادرة في الفضاء الخارجي التي تحتوي على محيطات، ولها غلاف جوي وقائي”. “نعتقد أن كل هذه المواد تم إحضارها (إلى الأرض) بواسطة هذه الكويكبات الغنية بالكربون في وقت مبكر جدًا من تكوين نظامنا الكوكبي.

“وبالطبع فإن السؤال الأكبر، الذي يحرك تحقيقاتي العلمية، هو أصل الحياة. ما هي الحياة؟ كيف نشأت؟ ولماذا كانت الأرض هي المكان الذي نشأت فيه؟ … نحن نعتقد أننا “إننا نعيد هذا النوع من المواد، ربما ممثلين لبذور الحياة التي جلبتها هذه الكويكبات في بداية (تاريخ الأرض)”.

أعادت مركبتان فضائيتان يابانيتان عينات صغيرة من الكويكبات في عامي 2010 و2020، لكن OSIRIS-REx – وهو اختصار معقد يرمز إلى Origins، Spectral Interpretation، Resource Identification and Security Regolith Explorer – هي أول مهمة من نوعها تقوم بها ناسا.

وبعد التحليل الأولي في هيوستن، ستقوم ناسا بمشاركة عينات من بينو مع الباحثين في جميع أنحاء العالم.

وقالت لوريتا: “هذه هدية للعالم”. “لدينا مختبرات في أربع قارات، و16 منطقة زمنية، ومئات الباحثين، وأكثر من 60 مختبرًا يستعدون للحصول على هذه المواد، ونحن مستعدون لبدء الحملة العلمية النهائية لمهمة OSIRIS-REx الرئيسية.”

تم إطلاق المركبة الفضائية OSIRIS-REx وكبسولة إعادة العينات، المجهزة بثلاث كاميرات ومقياسي طيف ومقياس ارتفاع ليزر ونظام تصوير بالأشعة السينية، على متن صاروخ United Launch Alliance Atlas 5 من كيب كانافيرال في 8 سبتمبر. 2016.

للوصول إلى بينو، الذي يدور في مستوى مائل بمقدار ست درجات عن الأرض، دارت OSIRIS-REx حول الشمس ثم قامت بتحليق حول الأرض بمساعدة الجاذبية معزّز السرعة في 22 سبتمبر 2017. وأخيراً انزلقت المركبة الفضائية إلى مدار حول بينو. في أواخر عام 2018.

وقد فاجأ العلماء بما وجدوه. بدلاً من الجسم النموذجي، مع التربة والصخور ذات الحبيبات الدقيقة فوق الجزء الداخلي الأكثر صلابة إلى حد ما، تبين أن بينو، الذي يبلغ عرضه ارتفاع مبنى إمباير ستيت، عبارة عن كومة من الأنقاض المضغوطة بشكل غير محكم تتصرف مثل السائل. من الصلبة.

بعد رسم خرائط مكثفة لتحديد نقطة آمنة لجمع العينات، نزلت OSIRIS-REx ببطء نحو السطح في 20 أكتوبر 2020، واستعدت “آلية الحصول على العينات التي تعمل باللمس والذهاب” أو TAGSAM، على شكل دائري، في النهاية. ذراع روبوتية بطول 11 قدمًا.

عند الاتصال، أطلق المسبار دفقة من غاز النيتروجين حول الجزء الداخلي من TAGSAM الذي يبلغ عرضه 12 بوصة، مما أدى إلى إثارة التربة والصخور الصغيرة الموجودة تحتها ونفخ بعض المواد في مرشحات التجميع قبل أن تعكس المركبة الفضائية مسارها وتتراجع.

وقالت لوريتا في مقابلة: “لقد تصرفت مثل السوائل إلى حد كبير، ولم تكن هناك مقاومة للحركة الهبوطية للمركبة الفضائية”. “لقد غرقنا في حوالي 50 سم (20 بوصة) وإذا لم نقم بإطلاق الدفعات الخلفية، أعتقد أننا كنا سنذهب مباشرة إلى الكويكب ونختفي”.

بعد التراجع عن بينو، تم تخزين آلية TAGSAM وعيناتها الثمينة داخل كبسولة العودة OSIRIS-REx لرحلة العودة الطويلة إلى الأرض والعودة الدراماتيكية يوم الأحد.

بعد تصحيح المسار للاصطفاف في موقع الهبوط في ولاية يوتا، أطلقت السفينة الأم OSIRIS-REx كبسولة عودة العينة في الساعة 6:42 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة. مع وجود الكبسولة بأمان في طريقها، أطلقت المركبة الفضائية OSIRIS-REx دافعاتها بعد 20 دقيقة، مما يضمن أنها ستغيب عن الأرض بأمان بحوالي 484 ميلًا.

وضعت مناورة “التحويل” المركبة في مسارها لمواجهة قريبة مع الكويكب أبوفيس في عام 2029.

يبلغ عرض أبوفيس حوالي 1200 قدم، وسيقترب من مسافة 20000 ميل من الأرض في عام 2029، وهو ما يعد خطأً وشيكًا جدًا من الناحية الفلكية. ستدخل المركبة الفضائية OSIRIS-REx، المعروفة الآن باسم OSIRIS-Apophis Explorer، في مدار حول أبوفيس بعد وقت قصير من تحليق الكويكب حول الأرض، لتبدأ عمليات مراقبة موسعة.