NASA er en pioner inden for at indsamle en asteroideprøve; forstå, hvordan dette påvirker alt, hvad vi ved

NASAs OSIRIS-REx-mission markerede en historisk milepæl inden for rumudforskning ved at gennemføre den første returmission med en prøve fra en asteroide.

På denne spændende rejse, rumfartøj OSIRIS-REx rejste 1,2 milliarder miles til asteroiden Bennu for at indsamle værdifulde prøver, der kan rumme grundlæggende hemmeligheder om dannelsen af ​​vores solsystem og livets oprindelse på Jorden.

“NASA investerer i himmellegememissioner som OSIRIS-REx for at undersøge den rige bestand af asteroider i vores solsystem, som kan give os fingerpeg om, hvordan solsystemet blev dannet og udviklet sig,” sagde Melissa Morris, NASA-direktør , i en oversigt over missionen. “Det er vores egen oprindelseshistorie.”

Hvorfor er dette vigtigt?

Fordi asteroider, i det væsentlige rester fra dannelsen af ​​solsystemet, kan indeholde vigtige spor om, hvordan vores planetsystem har udviklet sig over milliarder af år.

Missionens videnskabelige kapsel, der indeholder dyrebare prøver af asteroide Bennu blev sagkyndigt frigivet fra rumfartøjet, da det lynede forbi Jorden med en hæsblæsende hastighed på omkring 27.000 miles i timen.

Denne kapsel blev senere omhyggeligt styret med faldskærm og landede ved Utah Test and Training Range i det amerikanske forsvarsministerium.

Foto: George Frey/Reproduktion

Kompleksiteten af ​​denne mission blev eksemplificeret ved behovet for ekstrem præcision, fra prøveindsamling på asteroiden Bennu til sikker tilbagevenden til Jorden.

“Den virkelig præcise navigation, der var nødvendig for at kredse om Bennu og lande og indsamle vores prøve var mindre end en meter væk fra vores mål,” sagde Sandra Freund, OSIRIS-REx programleder, i en briefing før landing. “Dette illustrerer den type navigationspræcision, vi havde gennem hele denne mission.”

Prøver indsamlet fra kapslen blev omgående genvundet fra Utahs ørkenlandskab af redningsfolk, hvilket markerede et afgørende øjeblik i missionen.

Kapslen vil blive transporteret til et midlertidigt rent rum, hvor den vil blive adskilt og udsat for en nitrogenrensning. Dette vil sikre, at prøven forbliver uberørt af Jordens atmosfære, før den sendes til Johnson Space Center i Houston, Texas, til analyse.

Men hvorfor al denne indsats? Hvad gør asteroideprøver så vigtige? Svaret ligger i søgen efter spor af organiske forbindelser.

“Vi er virkelig interesserede i spor af organisk molekylær kemi,” fortalte Dante Lauretta, hovedefterforsker for OSIRIS-REx, Randen . “Vi ønsker virkelig at forstå ting, der bruges i biologi i dag: hvordan blev aminosyrer, som danner proteiner og nukleinsyrer, der udgør vores gener, dannet på gamle asteroidelegemer og leveret til Jorden fra det ydre rum?”

Forskere er særligt interesserede i at forstå, om livsvigtige byggesten, såsom aminosyrer, der danner proteiner og nukleinsyrer, der udgør gener, kunne være dannet på gamle asteroider og blevet leveret til Jorden gennem kosmiske påvirkninger.

Denne teori, på trods af at den virker fantastisk, understøttes af solide beviser og er bredt accepteret af det videnskabelige samfund.

For at bekræfte dette har forskere dog brug for adgang til asteroideprøver, der ikke er forurenet af jordens atmosfære.

Et globalt engagement

OSIRIS-REx-missionen er den første af NASA at bringe en asteroideprøve tilbage til Jorden, selvom den fulgte i fodsporene på det japanske rumagentur JAXA, som indsamlede asteroideprøver på sine Hayabusa- og Hayabusa 2-missioner.

Den første Hayabusa-mission bragte en minimal mængde materiale tilbage, den anden mission formåede at returnere omkring fem gram prøver fra asteroiden Ryugu i 2020.

OSIRIS-REx vender tilbage med meget mere materiale fra asteroiden Bennu, omkring 250 gram, hvilket vil give mulighed for mere dybdegående forskning, især i søgningen efter materialer.

De to missioner ses som komplementære, da asteroiderne Ryugu og Bennu ligner hinanden, men har bemærkelsesværdige forskelle med hensyn til farve og sammensætning.

“Ikke alle asteroider er ens,” sagde Lauretta, som også er medlem af Hayabusa 2-holdet.

Når vi ser på asteroiderne Ryugu og Bennu, kan vi ikke undgå at bemærke den overraskende lighed i deres former, der minder om rotationen af ​​en top.

Men bag dette fælles udseende afslører disse to himmellegemer slående forskelle, især i forhold til deres farve.

Ryugu viser en rødlig og imponerende tone, Bennu på den anden side virker mindre og har en blålig farve. Denne divergens har fascineret videnskabsmænd, som ønsker at forstå dens betydning.

Det vides ikke med sikkerhed, hvorfor der er denne forskel i farve, men at analysere og sammenligne prøver fra Jorden kan hjælpe med at forstå, hvordan asteroider er ens og på samme tid forskellige.

“Vi ser dette ikke som to prøveanalyseprogrammer, men som ét stort prøveanalyseprogram,” sagde Lauretta, “fordi det er en verdensomspændende indsats.”

Desuden giver disse asteroideprøver et fascinerende vindue ind i solsystemets tidlige dage. De kan indeholde materialer, der er meget ældre end nogen genstand fundet på Jorden, hvilket muliggør direkte analyse af vores planetsystems historie.

Et vindue ind i begyndelsen af ​​solsystemet

Når videnskabsmænd sætter sig for at opklare mysteriet om Jordens dannelse, ved de, at de er nødt til at se ud over vores egen planet og rette deres blik mod det enorme landskab i Solsystemet.

Stjernesystemer er født fra kondensationen af ​​enorme gasskyer, som til sidst kollapser og danner en central stjerne, der samtidig skaber en roterende skive af stof omkring den.

Dette fænomen observeres let i andre stjernesystemer, men vi finder også beviser for denne unikke dannelse i vores kosmiske hjem: Planeterne kredser om Solen i en ensartet retning og i et enkelt plan. Dette understøtter teorien om, at de stammer fra den samme skive af urstof.

En del af dette kosmiske materiale smeltede sammen og dannede planeter, mens en anden del blev inkorporeret i de første asteroider, hvoraf nogle forbliver i kredsløb den dag i dag.

For videnskabsmænd involverer afsløringen af ​​hemmelighederne bag Jordens dannelse et blik, der går ud over vores planets grænser og strækker sig til solsystemet som helhed.

Interessant nok skøn over mandens egen alder Solsystemet de stammer fra analysen af ​​bittesmå korn fundet i meteoritter, der faldt på vores planet.

Dette skyldes det faktum, at Jorden er udsat for processer som erosion og bevægelse af tektoniske plader, der fungerer som viskelædere af vores planets tidligste historie.

Således er de ældste sten, der nogensinde er opdaget på Jorden, omkring 4 milliarder år gamle, mens materiale fundet på asteroider kan være endnu ældre.

“Asteroider dateres tilbage omkring 500 millioner år før de ældste sten på Jorden. Så som geolog vil jeg tilbage til begyndelsen,” sagde Lauretta. “Og det sjove er, at når du ser på asteroider, går du bogstaveligt talt til begyndelsen af ​​solsystemet.”

Bennu, asteroiden, hvorfra OSIRIS-REx indsamlede sin prøve, menes at være sammensat af materiale omkring 4,5 milliarder år gammelt, hvilket gør den til en potentiel tidsfugl, der kunne afsløre afgørende spor om solsystemets faseinitialer.

Billede: NASA/Reproduktion

Bekræftelse af denne alder vil dog først være mulig, efter at en detaljeret analyse er gennemført.

OSIRIS-REx-missionen og asteroiden Apophis

Efter at have afsluttet sin banebrydende returmission med en prøve fra en asteroide, afsluttede OSIRIS-REx-sonden ikke sine aktiviteter i rummet.

Selvom det ikke kan indsamle endnu en prøve, forbliver rumfartøjet en værdifuld forskningsplatform, udstyret med strøm, et fremdriftssystem og fuldt funktionelle videnskabelige instrumenter.

Nu er hun klar til en spændende ny mission, som går ud på at studere et helt andet mål: asteroiden Apophis.

Ved et lykkeligt sammenfald i orbital dynamik vil sonden omdøbt til OSIRIS-APEX have mulighed for at møde og studere asteroiden Apophis.

“I 2029, i april, vil Apophis flyve 30.000 kilometer fra jordens overflade, hvilket er omtrent den højde, hvor vores vejrsatellitter kredser,” sagde Lauretta. “Det er den største og nærmeste forbiflyvning af en asteroide i tusind år”, som kan ses med det blotte øje nogle steder på Jorden.

Denne asteroide er en af ​​de mest berømte i solsystemet på grund af dens bane. OSIRIS-APEX-missionen vil gøre det muligt for sonden at følge asteroiden Apophis’ vej rundt om Jorden og udføre en række værdifulde videnskabelige observationer.

Denne sjældne mulighed vil give nye indsigt om asteroidens egenskaber og sammensætning, der hjælper videnskabsmænd med at uddybe deres forståelse af objekter i nærheden af ​​asteroiden Jord.

I mellemtiden vil kapslen, der indeholder de dyrebare prøver fra asteroiden Bennu, blive sendt til en særlig facilitet på NASAs Johnson Space Center, der ligger i Houston, Texas, i USA.

Der vil den spændende rejse med kemisk analyse af disse prøver begynde, som kan indeholde hemmeligheder om dannelsen af ​​solsystemet og livets oprindelse på Jorden.

OSIRIS-REx-missionen, der begyndte med den dristige indsamling af prøver fra asteroiden Bennu, fortsætter med at overraske og inspirere, mens den begiver sig mod nye destinationer i det ydre rum.

Arbejdet for holdet af videnskabsmænd og ingeniører, der har dedikeret år til disse missioner, er langt fra slut, da de venter spændt på det næste spændende kapitel i denne interplanetariske rejse.

“Jeg er en af ​​de første mennesker på Jorden, der så kapslen, da den er placeret i ørkenen. Det vil være et meget følelsesladet øjeblik for mig”, sagde Lauretta. “Vi har bygget, testet og designet i over 12 år. Så det er slutningen på en meget, meget lang rejse og begyndelsen på det næste kapitel.”

Som udforskning af rummet fortsætter med at udvide vores horisont, søgen efter svar om oprindelsen af ​​vores solsystem og livet på Jorden skrider frem, drevet af visionære missioner såsom OSIRIS-REx og dets fremtidige “inkarnation”, OSIRIS-APEX.