كتب أوسايرس ركس

المهمة

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 بعد ذلك المسبار بمسح سطح الكويكب و تكوين خريطه شامله عنه خلال 505 يوما ، و عن بعد 5 كيلومتر تقريبا . حيث ستستخدم تلك البيانات من قبل فريق مهمة أوسيرس-ركس لاختيار البقعة المناسبة لالتقاط العينات من سطحه.

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 اعادة تلك العينه إلى الارض بواسطة كبسوله مشابهه لتلك التي استعملت في مهمة ستارداست (مسبار فضائي) ، لكن رحلة العوده ستكون أقصر من المهمة السابقة لستارداست.

ستهبط الكبسوله الخاصة بأوسيرس-ركس في عام 2023 في مجال اوتاها للتدريب و الاختبار ، ثم تنقل إلى مركز جونسون الفضائي حيث تكرس للدراسة المعمقه .

الأهداف العلمية للبعثة

من خلال التلسكوب استطاع العلماء رصد الكويكب بينو 101955 و تحديد مداره حيث يعتبر الكويكب من الاجرام السماوية القريبة من الارض . و يبلغ قطر كويكب بينو 480 إلى 511 متر و يكمل دورته حول الشمس كل 436.604 يوما و يقترب إلى الارض كل ستة سنين ، حيث هنالك احتماليه اصطدامه بالارض خلال الفترة الممتدة بين الأعوام 2169 إلى 2199. لذلك دراسة و فهم مداره اصبح من من الامور الضروريه بالنسبه لعلماء الفلك ، ولهذا يتركز جزء من مهمة أوسيريس-ركس على فهم التأثيرات الغيرجاذبيه (تاثير يوركوفسكي) على مدار هذا الكويكب وما قد تتسبب في اصطدامه بالارض في وقت أقرب من المدة المخسوبة على أساس عامل الجاذبية وحدها.

من ناحيه اخرى ، 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 و المذنبات و هذا يشير إلى امكانية تشكل بعض تلك الجزيئات في الفضاء) من ناحيه و عدم تعرضه إلى تغييرات جيولوجية كبيرة خلال نشأته من ناحية اخرى . لذلك يصنف هكذا كويكبات ضمن مجموعة " البدائيات" الكوكبية.

اما الاهداف الرئيسية للبعثه فهي :

• إعادة عينه ترابيه كافية من هذا الكويكب الكربوني إلى الارض ، لدرستها و تحليلها لغرض فهم طبيعتها و كيفية توزيع مكوناتها المعدنية و العضوية .
• تكوين خريطة شاملة للخواص الكيميائية و المعدنية للكويكب التي ستساعد العلماء في فهم التاريخ الجيولوجي و الديناميكي له .
• توثيق جيوكيمياء المنطقة المراد التقاط العينه الترابية منها ، بالاضافة إلى بنيتها ، شكلها و خواصها الطيفية في مدى لا يتجاوز المليمترات .
• قياس تاثير يوركوفسكي (تغير الحرارة) على الكويكب ، و تحديد خصائص بينو التي تساهم في ذلك التأثير .
• تحديد جميع خصائص الكويكب و مقارنتها مع البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة التلسكوبات الأرضية .

الأجهزة العلمية

• اووكامس : 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 العينه منها ؛ و في النهاية تصوير تلك العينه المأخوذة من السطح .

1. PolyCam : هو عباره عن تلسكوب 8 بوصة (20 سنتيمتر) ،يعمل على التقاط صور تزداد وضوحها و دقتها أكثر كلما اقتربت المركبة من سطح الكويكب .
2. MapCam : يعمل الجهاز على تكوين خريطه للكويكب بأربعة الوان مختلفة ، و البحث 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 .
3. SamCam : يوثق العينة الملتقاة من السطح .

• 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 العينه .
• 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. يستخدم 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 .
• اولا : هو عباره عن مقياس ليزري للارتفاع ماسح ، سيعمل لتزويدنا بخريطه طبوغرافيه للكويكب و المنطقة المراد التقاط العينه منها ، كما انها ستكون مكمله لعمل الاجهزه الاخرى 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 تستخدم 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 .
• 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 .

اعادة عينة من بينو إلى الأرض

يسمى النظام الخاص بتجميع و اعادة العينات الفضائية للمركبه بتاجسام و هو مشتق من عبارة " تقنية مسك و ذهاب العينات المكتسبه " (بالانجليزيه: Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism) و يتالف من " الراس الجامع للعينات " و " ذراع مفصليه " بالاضافة إلى مصدر للنايتروجين يساعد في الحصول على العينات و فصلها عن بعضها (يستطيع الجهاز جمع ما يقارب 60 غرام من العينات) كما ان الراس الذراع مزود بمخلب يساعد على جمع الاجسام الحبيبية الناعمة .

تقنية عمل جهاز تاجسام تنقسم إلى المراحل التالية :

1. تبداء المركبة بالاقتراب التدريجي من سطح الكويكب .
2. عندما تصبح المركبة على بعد مترين من السطح تقوم بنشر ذراعها الاليه نحو الهدف .
3. يقوم الجهاز اووكام بتوثيق و تصوير عمليت جمع العينات .
4. تتم عمليت تجميع العينات الترابيه خلال 5 ثواني بواسطت اطلاق النايتروجين داخل راس الذراع ، فتؤدي هذه العملية إلى تذويب التربة و بالتالي التقاطها. في نفس الوقت سيعمل مخلب الجهاز على تجميع الحبيبات الصخرية من الكويكب .
5. يتم التاكد من التقاط العينات عن طريق النظام التصويري المركب داخل الراس الخاص بتجميع العينات و التغييرات التي تحدث في وضعيت سكون المركبة .
6. يتم تخزين تلك العينات داخل كبسولة خاصة .
7. يتم اعادة تلك العينه إلى الارض في عام 2023 .

الإطلاق

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 بدايات تكون النظام الشمسي، على أمل أن يتم إرسال هذه العينات إلى الأرض عبر كبسولة تنفصل من المسبار الفضائي وتعود عام 2023.