أوسايرس-ركس

الإطلاق

علاوةً على ذلك، أطلق هذا المسبار يوم 8 سبتمبر 2016 باتجاه كويكب بينو 101955 الساعة 23:05 بتوقيت غرينتش، ووصل إلى وجهته في ديسمبر 2018 ليبدأ بعملية دراسة سطح الكويكب عن طريق فريق المهمة الذي سيعمل على تحليل البيانات الواردة إليه من المسبار أولاً بأول لمدة 6 أشهر، وأن يجمع موادًا على سطح الكويكب يتوقع أنها تكونت خلال بداية تكون النظام الشمسي؛ على أمل أن يتم إرسال هذه العينات إلى الأرض عبر كبسولة تنفصل من المسبار الفضائي وتعود عام 2023.

المسار الزمني للبعثة

تجميع العينات من بينو

من جانب آخر، لذلك الغت ناسا المناورة الخاصة بالكشف عن كتلة العينة الماخوذه و التي تتم من خلال تدوير جسم المركبة و هي ممدودة الذراع حول محورها . و اتـُخذ قرار بخزن العينة الترابية في كبسولة العودة مبكرا في 27 اكتوبر2020 بدلا عن الموعد السابق الذي كان في 2 نوفمبر 2020 ، حيث تلقت ناسا في اليوم التالي تأكيدا من المركبة يفيد باغلاق كبسولة العودة بإحكام بعد ان تم تجهيزها في المركبة بنجاح.

علاوةً على ذلك، في البداية اختارت ناسا يوم 25 أغسطس 2020 كموعد لالتقاط العينات لكن لاحقا تم تغييرها إلى 20 أكتوبر ؛ لذا شرعت ناسا في منتصف أبريل 2020 باجراء مناورات تحاكي عمليت الهبوط على بينو. وجرت العملية في منطقة Nightingale و تضمنت اقتراب المسبار لسطح الكويكب بمسافة 65 متر دون الهبوط عليه ثم الابتعاد عنه مباشرة , و تم إعادة المناورة نفسها لاحقا في الحادي عشر من أغسطس لعام 2020 , حيث جلبت المركبة هذه المرة إلى مسافة لا تبعد سوى 40 مترا عن السطح .

وفي هذا السياق، و على الرغم من سقوط بعض أجزاء العينة الترابية اثناء عملية تخزينها الا ان العلماء متفائلين بانهم حصلوا على أكثر مما يريدون حيث يتوقع حصولهم على 60 - 2000 غرام منها .

وفي هذا السياق، في تمام الساعة 22:13 ت ع م المصادف 20 من أكتوبر لعام 2020 نفذت اوسايرس-ركس العملية الاصلية الخاصة بالتقاط العينات حيث استطاعت المركبة ان تلمس سطح بينو بذراعها الجامع للعينات TAGSAM. و على الرغم من ان العملية تكللت بالنجاح لكن العلماء وجدوا ان العينة الترابية يتخللها قطع صخرية صغيره تتسبب بهروب التربة الملتقطه من ذراعها.

ومن ناحية أخرى، تعد كلتا الموقعين جزئين لفوهات تصادمية معينة حيث تتموضع Nightingale بالقرب من القطب الشمالي لبينو بينما Osprey يقع بالقرب من الخط الاستواء للكويكب .

وفي هذا السياق، في أغسطس 2019 اختارت ناسا أربعة مواقع مرشحة لالتقاط العينات حيث سميت بالترتيب Nightingale , Kingfisher , Osprey و اخيرا Sandpiper , و قد اختيرNightingale كموقع رئيسي لالتقاط العينات بينما Osprey كموقع بديل ثانوي .

الأجهزة العلمية

من جهة ثانية، PolyCam : هو عباره عن تلسكوب 8 بوصة (20 سنتيمتر) ،يعمل على التقاط صور تزداد وضوحها و دقتها أكثر كلما اقتربت المركبة من سطح الكويكب .

ومن جهة أخرى، MapCam : يعمل الجهاز على تكوين خريطه للكويكب بأربعة الوان مختلفة، والبحث عن نافورات غازية من الممكن ان تخرج من السطح. كما انه سوف يزود فريق العمل بصور ذات جوده عاليه من المنطقة المرشحة لالتقاط العينة منها.

ومن جهة أخرى، OCAMS : يمثل النظام التصويري للمركبة و يتكون من ثلاث وحدات هي :PolyCam ، MapCam ، SamCam يعملون معا لتكوين خريطة شامله من سطح الكويكب ، و تزويد فريق العمل بصور استطلاعيه عالية الوضوح للمنطقه المراد التقاط العينة منها ؛ و في النهاية تصوير تلك العينة المأخوذة من السطح .

وفي هذا الصدد، ريكسس : الجهاز عباره عن مصور طيفي للأشعه السينية يعمل على تكوين خريطة بالاشعة السينية لسطح الكويكب، للتعرف على خصائص الامتصاص الإهتزازي vibrational absorption features لمواده من السيليكات الكاربونات،الكبريتات ، الفوسفات ، الأكاسيد التي تكونت نتيجة تفاعل الرياح الشمسية و الاشعه السينية الآتية من الشمس مع تربة الكويكب . تم بناء الجهاز من بقايا انظمة الطيران لتقليل المخاطر الميكانيكية و الالتزام بالوقت و الميزانية.

وعلى صعيد آخر، اوفيرس : الجهاز عباره عن مطياف مصور يعمل على تكوين خريطه طيفية شاملة لسطح الكويكب للكشف عن مكوناتها المعدنية و العضوية بدقه تباين تصل إلى 20 متر ؛ كما انه يعمل على تصوير الطيفي للمنطقه المراد جمع العينة منها بدقه تصل إلى مترين ، حيث ستستعمل تلك البيانات مع نتائج الجهاز اوتيس الطيفي لارشادنا إلى المنطقة المناسبة لجمع العينة .

في هذا الإطار، اوتيس : هو مطياف حراري يعمل على تكوين خريطه طيفيه للمعادن و الاماكن التي تشهد انبعاثا حراريا ، من خلال تجميع الاشعة تحت الحمراء في أطوال موجة من 4 إلى 50 نانومتر. يستعمل الجهاز للكشف عن المكونات المعدنية و اماكن الانبعاث الحراري و توصيف المعالم المختلفة على سطح الكويكب ، ووصف نطاق الأطوال الموجيه ، الجودة الطيفيه ، و الاداء الاشعاعي ستكون كافيه لتحديد ترددات الطيفيه الممتصه من قبل المعادن كالسيليكا ، الكاربونات ، الكبريتات ، الفوسفات ، الأكاسيد و الهيدروكسيد .

SamCam : يوثق العينة الملتقاة من السطح .

وفي هذا الصدد، اولا : هو عباره عن مقياس ليزري للارتفاع ماسح ، سيعمل لتزويدنا بخريطه طبوغرافيه للكويكب و المنطقة المراد التقاط العينة منها ، كما انها ستكون مكمله لعمل الاجهزه الأخرى و ستدعم عملية الملاحة و تحليل الجاذبية . ستقوم اولا بمسح شامل لسطح بينو من مسافه محدده و بشكل سريع للحصول على خريطه طوبوغرافيه له حيث تلك المعلومات المكتسبه بواسطة الجهاز تستعمل لتطوير شبكة مراقبه خاصة لمركز كتلة الكويكب و تعزيز فهمنا عن جاذبيته.اولا لديها مستقبل اشارات واحد و جهازين للإرسال يعززان جودة المعلومات العائدة للارض.

الوصول إلى بينو

وعلى صعيد آخر، في 31 من ديسمبر2018 شرع المسبار بحملة لتكوين خريطه مفصله عن معالم السطحية لبينو بعد ان قام بتصحيح مداره مجددا حيث أصبحت المركبة لا تبتعد سوى 1.75 كيلومتر وتعد هذه اقرب مسافه يمكن لمسبار ان يتخذها حول جسم فضائي معين حيث تحتاج اوسايرس-ركس إلى 62 ساعة لتستكمل مدارها حول بينو.

كذلك، اكدت ناسا في الثالث من ديسمبر لعام 2018 عن وصول أوزوريس-ركس إلى كويكب بينو حيث يتموضع المسبار بمدار يبتعد 19 عن سطح الكويكب ليتم تقليلها لاحقا خلال فترة ديسمبر إلى 6.5 كيلومتر. شرع المسبار مباشرتا باجراء مسح طيفي شامل لسطح بينو حيث اسفرت العملية عن اكتشاف وجود هيدرات المعادن على شكل طين الامر الذي لم يكن يتوقع وجوده لصغر حجم الكويكب , و يعتقد العلماء ان مصدرها يعود إلى كويكب الام الذي نشاء منه بينو قبل ان ينفصلا لاحقا.

عودة العينات

• انظر كذلك
• بينو 101955
• روسيتا
• داون
• فيلة
• كويكب 2024 YR4

علاوةً على ذلك، قام فريق أوزيريس -ريكس بإعداد المركبة الفضائية للمرحلة التالية من المهمة، وهي رحلة العودة إلى الأرض. في 7 أبريل 2021، أكملت أوزيريس ريكس تحليقها الأخير فوق بينو وبدأت في الابتعاد ببطء عن الكويكب. في 10 مايو 2021، غادرت مركبة أوزيريس ريكس منطقة بينو المجاورة وبدأت رحلتها التي تستغرق عامين إلى الأرض مع عينة الكويكب.

وعلى صعيد آخر، في 24 سبتمبر 2023، في نحو الساعة 8:42 صباحًا بتوقيت وسط أمريكا (UTC−06:00)، عادت كبسولة العودة أوزيريس-ريكس إلى الغلاف الجوي للأرض. في الساعة 8:52 صباحًا - بتوقيت المحيط الهادئ (UTC−06:00)- هبطت كبسولة العودة OSIRIS-REx في نطاق الاختبار والتدريب في يوتا ، قبل ثلاث دقائق من الموعد المتوقع. في الساعة 10:15 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة (UTC-06:00)، غادرت الكبسولة موقع الهبوط بطائرة هليكوبتر. سيتم تنسيق العينة في مديرية أبحاث واستكشاف المواد الفلكية التابعة لوكالة ناسا (ARES) وفي مركز معالجة العينات خارج الأرض في اليابان. سيتم النظر في طلبات مواد عينات الكويكب وتوزيعها على المنظمات في جميع أنحاء العالم بواسطة مديرية الأبحاث آريس.

المهمة

ومن ناحية أخرى، نشائت المهمة من قبل كل من جامعة أريزونا و مركز غودارت للطيران الفضائي التابع لناسا و شركة لوكهيد مارتن للانظمة الفضائية ، حيث ستنطلق المركبة و فق المخططات في سبتمبر 2016. و يتوقع وصولها بعد سنتين إلى الكويكب بينو 101955 ليقوم فيما بعد المسبار بمسح سطح الكويكب و تكوين خريطه شامله عنه خلال 505 يوما ، و عن بعد 5 كيلومتر على وجه التقريب . حيث ستستعمل تلك البيانات من قبل فريق مهمة أوسيرس-ركس لاختيار البقعة المناسبة لالتقاط العينات من سطحه.

من جانب آخر، ستهبط الكبسولة الخاصة بأوسيرس-ركس في سنة 2023 في مجال اوتاها للتدريب و الاختبار ، ثم تنقل إلى مركز جونسون الفضائي حيث تكرس للدراسة المعمقه .

كذلك، سيقوم المسبار في نهاية رحلته بالنزول التدريجي نحو السطح دون الهبوط عليه، حيث ستقوم المركبة بتجميع 60 غرام إلى كيلوغرامين من العينات بواسطة ذراع طويله تمدد نحو سطح الكويكب . يتبع ذلك عملية إعادة تلك العينة إلى الأرض بواسطة كبسوله مشابهه لتلك التي استعملت في مهمة ستارداست (مسبار فضائي) ، لكن رحلة العودة ستكون أقصر من المهمة السابقة لستارداست.

انطلاق المهمة

ومن ناحية أخرى، خلال فترة الطيران ركز المسبار مهامة لرصد الكويكبات القريبة من الكره الارضية و المعروفة تحت مسمى طروادة أرضية عند مرورها من منطقة L4 حيث وجه المسبار جهازه mapCam بين الفترة الممتدة من 9 إلى 20 من فبراير 2017 للبحث عن تلك الاجسام و كان الجهاز يلتقط يوميا 135 صورة يتم تحليلها من قبل علماء جامعة أريزونا (على الرغم من عدم اكتشاف أي شيء جديد الا انها كانت فرصة جيده لاختبار عمل الجهاز و التدرب عليه ) .

كذلك، في الثامن من سبتمبر لعام 2016 تم اطلاق مركبة اوسايرس-ركس من منصة 41 التابعة لقاعدة كيب كانافيرال الجوية من على ظهر صاروخ اطلس خمسة التابع لائتلاف الاطلاق المتحد جرت العملية بنجاح تام حيث تم فصل المركبة بعد 55 دقيقة من اطلاقها عن الصاروخ الحامل , ليبداء المسبار رحلته بنشر اللواحة الشمسية , التواصل مع الأرض لاسلكيا و اختبار محركاته الصاروخية .

في هذا الإطار، في 28 من ديسمبر لعام 2016 اجرى المسبار اولى مناوراته الخاصة بتصحيح مساره تهدف إلى تقليل سرعته إلى 1550 كيلومتر/ ساعة من خلال تشغيل محركاته الصاروخية و حرق ما يقارب من 354 كيلوغرام من الوقود ليتبعها واحده أخرى في 18 من يناير لعام 2017 و التي ادت إلى حصول المركبة على دفعة قوية من جاذبية الكره الارضية في 22 من سبتمبر لعام 2017 , و استمرت رحلة اوسايرس-ركس حتى ديسمبر 2018 حيث انتهت بلقائه بكويكب بينو 101955 اخيرا .

علاوةً على ذلك، في 12 من فبراير لعام 2017 استطاع المسبار اللتقاط صورة للمشتري و اقماره الثلاث كاليستو , آيو وغانيميد بينما كان يبتعد عنهم بمسافة تقدر 418 * ميلا .

الأهداف العلمية للبعثة

وفي السياق ذاته، قياس تأثير ياركوفيسكي (تغير الحرارة) على الكويكب ، و تحديد خصائص بينو التي تساهم في ذلك التأثير .

علاوةً على ذلك، تحديد جميع خصائص الكويكب و مقارنتها مع البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة التلسكوبات الأرضية .

ومن جهة أخرى، من خلال التلسكوب استطاع العلماء رصد الكويكب بينو 101955 و تحديد مداره حيث يعتبر الكويكب من الاجرام السماوية القريبة من الأرض . و يبلغ قطر كويكب بينو 480 إلى 511 متر و يكمل دورته حول الشمس كل 436.604 يوما و يقترب إلى الأرض كل 6 سنوات ، حيث هنالك احتماليه اصطدامه بالارض خلال الفترة الممتدة بين الأعوام 2169 إلى 2199. لذلك دراسة و فهم مداره أصبح من من الامور الضروريه بالنسبة لعلماء الفلك ، ولهذا يتركز جزء من مهمة أوسايرس-ركس (أو أوزيريس-ركس) على فهم التأثيرات الغيرجاذبيه (تاثير يوركوفسكي) على مدار هذا الكويكب وما قد تتسبب في اصطدامه بالأرض في وقت أقرب من المدة المحسوبة على أساس عامل الجاذبية وحدها.

علاوةً على ذلك، توثيق جيوكيمياء المنطقة المراد التقاط العينة الترابية منها ، إلى جانب بنيتها ، شكلها و خواصها الطيفية في مدى لا يتجاوز المليمترات .

وعلى صعيد آخر، من ناحيه أخرى ، تعتبر الكويكبات كبسولة زمان أو محفظة زمنية تحتفظ بالمعلومات الاوليه عن مراحل تشكل النظام الشمسي . لذلك فهي تعتبر هدفا جيدا للدراس’ و على وجه الخصوص بينو حيث تم اختياره لاحتوائه على المواد الكربونيه الاوليه (العنصر الأهم في عملية تشكل الجزيئات العضوية الضروريه للحياة ؛ حيث تم اكتشاف تلك الجزيئات في السابق في عينات النيازك والمذنبات و هذا يشير إلى امكانية تشكل بعض تلك الجزيئات في الفضاء) من ناحيه و عدم تعرضه إلى تغييرات جيولوجية كبيرة خلال نشأته من ناحية أخرى . لذلك يصنف هكذا كويكبات ضمن مجموعة «البدائيات» الكوكبية.

علاوةً على ذلك، تكوين خريطة شاملة للخواص الكيميائية و المعدنية للكويكب التي ستساعد العلماء في فهم التاريخ الجيولوجي و الديناميكي له .

كذلك، إعادة عينه ترابيه كافية من هذا الكويكب الكربوني إلى الأرض ، لدرستها و تحليلها لغرض فهم طبيعتها و كيفية توزيع مكوناتها المعدنية و العضوية .

اما الاهداف الرئيسية للبعثه فهي :

إعادة عينة من بينو إلى الأرض

يتم تخزين تلك العينات داخل كبسولة خاصة .

• تقنية عمل جهاز "تاجسام" TAGSAM تنقسم إلى المراحل التالية :
• تبداء المركبة بالاقتراب التدريجي من سطح الكويكب .
• عندما تصبح المركبة على بعد مترين من السطح تقوم بنشر ذراعها الآليه نحو الهدف .
• يقوم الجهاز OCAM بتوثيق و تصوير عمليm جمع العينات .

من جهة ثانية، تتم عملية تجميع العينات الترابيه خلال 5 ثواني بواسطة اطلاق النيتروجين داخل رأس الذراع ، فتؤدي هذه العملية إلى تذويب التربة و بالتالي التقاطها. في نفس الوقت سيعمل مخلب الجهاز على تجميع الحبيبات الصخرية من الكويكب .

وفي السياق ذاته، يسمى النظام الخاص بتجميع و إعادة العينات الفضائية للمركبه TAGSAM و هو مشتق من عبارة «تقنية مسك و ذهاب العينات المكتسبه» (بالانجليزيه: Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism) و يتالف من «الرأس الجامع للعينات» و «ذراع مفصليه» إلى جانب مصدر للنيتروجين يساعد في الحصول على العينات و فصلها عن بعضها (يستطيع الجهاز جمع ما يقارب 60 غرام من العينات) كما ان رأس الذراع مزود بمخلب يساعد على جمع الاجسام الحبيبية الناعمة .

من جهة ثانية، يتم التاكد من التقاط العينات عن طريق النظام التصويري المركب داخل الرأس الخاص بتجميع العينات و التغييرات التي تحدث في وضعية سكون المركبة .

يتم إعادة تلك العينة إلى الأرض في سنة 2023 .