Tereptárgyak alapján fog tájékozódni a Bennu kisbolygón a NASA űrszondája

2254

Idén nyáron a NASA OSIRIS-REx űrszondája a NASA történetében először kísérli megérinteni egy kisbolygó felszínét, mintát venni belőle, majd azt biztonságban visszajuttatni a Földre. Amikor több mint egy évvel ezelőtt az űrszonda a Bennu kisbolygóhoz érkezett, a küldetésvezetők váratlan kihívással szembesültek: hogyan vigyék véghez a tervet egy olyan aszteroidán, amelynek felszínét házméretű sziklák tarkítják? A kutatók a veszélyes sziklákat jelzőtáblákként használó, precíz navigációs rendszert fejlesztettek ki, hogy leküzdjék a kihívást.

A Bennu kőzettel borított felszíne. (Forrás: NASA/University of Arizona)

Az OSIRIS-REx küldetés csapata eredetileg egy LIDAR elnevezésű rendszert tervezett használni a Bennu felszínén való tájékozódáshoz a Touch-And-Go mintavételi művelet alatt. A LIDAR hasonló a radarhoz, de rádióhullámok helyett lézerimpulzusokkal méri a távolságot. Az OSIRIS-REx lézeres radarját úgy tervezték, hogy egy viszonylag veszélytelen területre navigálja az űrszondát. Eredetileg egy 50 méter átmérőjű leszállóhelyet kerestek, de a kisbolygón a biztonságosnak mondható területek ennél sokkal kisebbek. A legnagyobb, leszállóhelynek megfelelő helyszín mindössze 16 méter széles, vagyis a területe a megálmodott hely területének nagyjából 10%-a. A kutatók rájöttek, hogy pontosabb helymeghatározó technológiára van szükségük, amely lehetővé teszi, hogy az űreszköz nagyon kicsi területeket célozzon meg, és elkerülje a lehetséges veszélyforrásokat.

Az új navigációs rendszer, amelyet a csapat választott, az úgynevezett Natural Feature Tracking (Természetes Tereptárgy-követés, NFT). Ez a rendszer kiterjedtebb tájékozódást biztosít, mint a LIDAR, és kulcsfontosságú a mintavételezés végrehajtásához. Minthogy ez egy optikai navigációs technológia, a működéséhez szükséges, hogy az űrszonda el legyen látva egy nagy felbontású kép-adatbázissal.

Év elején az űrszonda elhaladt a küldetés elsődleges és tartalék mintavételezési helye, a Nightingale és az Osprey fölött, 625 méterre a felszíntől. Az áthaladások során az űrszonda különböző szögekből és megvilágítások mellett készített felvételeket a kisbolygóról. A létrehozott adatbázis segítségével a kutatócsoport azonosíthatja a mintavételezési hely jellemző szikláit és krátereit, és az így nyert információt a művelet előtt feltölthetik az űrszondára. Az NFT rendszer automatikusan vezeti a Bennu felszínére az űrszondát oly módon, hogy ereszkedés közben összehasonlítja a kép-adatbázist a valós időben készült navigációs képekkel. Ahogy az űrszonda leereszkedik a felszínre, az NFT a tereptárgyakhoz viszonyított helyzete alapján rögzíti az érintkezési pontot.

A mintavételezés során az NFT rendszer vezeti az OSIRIS-REx űrszondát a Bennu kisbolygó felszínére. Az űrszonda a művelet közben felvételeket készít a felszín tereptárgyairól, és a képeket összeveti az adatbázisban szereplő képekkel. Ezek segítségével tájékozódik majd, és éri el az érintkezési pontot. (Forrás: NASA/Goddard/University of Arizona)

A kutatók elkészítették mindkét mintavételezési hely veszélytérképét, amely tartalmazza mindazon felszíni tereptárgyakat, amelyek veszélyeztethetik az űrszondát, mint például a nagyobb sziklák és a meredek lejtők. A csapat a kép-adatbázis és az OSIRIS-REx lézeres magasságmérőjének (OLA) adatai alapján olyan háromdimenziós térképeket készített, amelyek pontosan lemodellezik a Bennu topográfiáját. Ezek a térképek is részei az NFT-nek, és segítik a veszélyforrásoktól távolra, a megfelelő helyre irányítani az űrszondát. Ha a rendszer ereszkedés közben úgy számolja, hogy nem biztonságos a célterület, az űrszonda automatikusan továbbhalad a felszín felett. Ha azonban biztonságosnak találja a területet, akkor folytatja az ereszkedést, és megkísérli a mintavételezést.

Az NFT rendszert áprilisban fogják használni az első mintagyűjtési próba során. A műveleti csoport 2019 végén végzett egy előzetes tesztet, amely bizonyította, hogy a rendszer valós körülmények között is működik. Az NFT-t a júniusra tervezett második mintagyűjtési próba során is használni fogják.

Az OSIRIS-REx első mintagyűjtési kísérletét augusztus végére ütemezték. Az űrszonda 2021-ben hagyja el a Bennu kisbolygót, hogy 2023 szeptemberére visszaszállítsa a begyűjtött mintákat a Földre.

További információk az OSIRIS-REx küldetésről a https://www.nasa.gov/osiris-rex és a https://www.asteroidmission.org oldalon érhetők el.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás