掃除機で小惑星を突く：OSIRIS-RExがベンに降りるときに何がうまくいかない可能性がありますか？

10月21日、モスクワ時間の午前1時頃、自動惑星間ステーションOSIRIS-RExは、小惑星ベンヌの表面から土壌サンプルを採取しようとします。これは人類の歴史の中で最初のそのような試みではありません-例えば、現在、はやぶさ-2は成功した地球に飛んでいます-しかしアメリカ人にとっては最初です。「オシリス」が岩や岩の間で死ぬことなく古代世界の粒子を地球に運び去る可能性について簡単に説明します。どれだけ心配する必要がありますか。

NASAにとっては、このような操作が最初になりますが、機関はすでに小惑星に着陸した経験があります。2001年2月に、NEARシューメーカーステーションは損傷を受けることなく地球近傍小惑星エロスの表面に着陸し、それに取り組みました。小惑星の表層の組成を調べて、2週間以上。これはすでに科学に独自のデータを与えていますが、科学者はそれをより詳細に研究するために実験室の条件で小惑星と彗星の問題に取り組みたいと思っています。それらはすでに成功しています。2006年に、スターダストプローブは、惑星間塵の粒子と、エアロゲルに囲まれた81P /ワイルド彗星のコマを地球に送りました。

小惑星から土壌サンプルを採取して地球に届けるのは、一見したところよりもはるかに困難です。これまでのところ、宇宙航空研究開発機構（JAXA）だけがこれを行うことができ、惑星間ステーション「はやぶさ1」と「はやぶさ2」を打ち上げました。

最初のデバイスは試金石であり、ミッションチームの多くの神経を台無しにしました。

姿勢制御システムのイオンスラスターの1つと4つのフライホイールの2つが故障しました。

降下モジュールは、小惑星の表面に着陸する代わりに、跳ね返りました。

小惑星イトカワから土壌を収集する2つの試みは失敗しました。そのため、ステーションは1ミリグラム未満の純粋な小惑星物質を地球に届けました。

しかし、これは新しい発見をするのに十分でした。

はやぶさ2は、地球近傍小惑星リュウグウの表面とその地下層の両方から土壌を受け取り、今年の12月の初めまでにそれを私たちの惑星に届けることで、より成功したことが判明しました。成功は、最初のステーションが犯したすべての間違い、作業現場を研究するための繰り返しのテスト降下、および明確な行動計画を考慮に入れることによって可能になりました。

ここで注目に値するのは、リュウグウがイトカワよりもさらに住みにくい場所であることが判明したことです。 Hayabuse-2は、岩や岩で覆われ、ほこりのない表面を処理する必要がありました。しかし、サンプリングメカニズム自体（Hayabus-1でも使用されていた）が救助に来ました-小惑星の表面に最も接近した瞬間に、デバイスはそれにタンタル弾丸を発射し、効果的に石を粉砕し、破片を持ち上げましたその後、ステーションは土壌粒子を捕らえるだけでよく、それは密封されたリターナブルコンテナに落ちました。

OSIRIS-RExは、日本のステーションとは異なる方法でベンヌの土壌を採掘します。 TAGSAM（タッチアンドゴーサンプル取得メカニズム）サンプリングメカニズムは、折りたたまれたり展開されたりします。その動作原理は、「逆の掃除機」と言えます。サンプラーのヘッドがベンヌの表面に触れるとすぐに、3つのシリンダーの1つから放出された圧縮窒素の流れが小惑星からレゴリス粒子を持ち上げ、それらを特別なチャンバーに送るはずです。メカニズムのヘッドは、地球に戻される密封されたカプセルに配置されます。地上試験により、このメカニズムが少なくとも60グラムの小惑星の物質を収集できることが確認されました。

OSIRIS-RExサンプリングメカニズムデバイス。

OSIRIS-RExリターンカプセルデバイス。

行動計画

OSIRIS-RExは、最初に770メートルの動作軌道を離れ、次にサンプリングメカニズムを展開し、ソーラーパネルをY字型に折りたたんで、船の重心を移動し、岩との衝突からパネルを保護します。
その後、ステーションは125メートルの高さまでスムーズに降下し、降下速度を上げます。高度54メートルでは、ステーションは減速し、サンプラーヘッドを目的の領域に向けます。
ベンヌ表面との接触の瞬間に、窒素が放出されます;ステーションは発掘手順のために16秒未満を持ちます。
その後、OSIRIS-RExは小惑星の表面から安全な距離まで飛行を開始し、小惑星から十分な物質を収集できたかどうかを判断します。

何がうまくいかない可能性がありますか？

1.ベンヌの土壌粒子が大きすぎる可能性があります。 ベンヌの北半球の若いクレーターの中にある「ナイチンゲール」地域のレゴリスは、非常にきめが細かいと考えられていました。ただし、サンプリングメカニズムでは、2センチメートルを超える粒子をキャプチャできない場合があります。

2.ナビゲーションシステムの故障。 ナビゲーションに反射マーカーボールを使用したHayabusとは異なり、OSIRIS-RExは、カメラ画像と事前にコンパイルされた地形図との自動比較に基づくナビゲーションシステムを使用します。カメラまたはLIDARに不具合がある場合は、操作を中断する必要があります。

3.自動化は、底が窮屈すぎると見なします。 調査地域は直径わずか16メートルで、家の大きさの大きな岩に囲まれています。降下軌道が危険区域につながるとステーションが判断した場合、操作はキャンセルされます。

これらのシナリオの中には、ステーションの損傷や損失さえも伴う自動エラーなどの完全に壊滅的なシナリオはありません-わずかな疑いで、降下プログラムが中断され、OSIRIS-RExが作業軌道に送り返されます、そしてコントロールセンターで、彼らはさらに考えるために座ります。