3172: OSIRIS-REx prestes a seleccionar local de recolha de amostras

CIÊNCIA

Estas imagens mostram os quatro candidatos a local de recolha de amostras no asteróide Bennu: “Sandpiper”, “Osprey”, “Kingfisher” e “Nightingale”. Um destes quatro locais será o local em que a sonda OSIRIS-REx irá pousar para recolher amostras.
Crédito: NASA/Goddard/Universidade do Arizona

A missão OSIRIS-REx da NASA está a poucos dias de seleccionar o local onde a sonda vai recolher amostras do asteróide Bennu. Após um processo demorado e complexo, a equipa está finalmente pronta para fazer a selecção de um local primário e outro de reserva de entre quatro candidatos.

A OSIRIS-REx é a primeira missão de recolha e envio de amostras de asteróides da NASA, de modo que esta decisão do local de recolha é essencial para as operações no asteróide e para o sucesso da missão.

Depois de escolher os quatro locais candidatos – de nomes “Sandpiper”, “Osprey”, “Kingfisher” e “Nightingale” – em Julho, a missão concluiu a sua fase A de reconhecimento. Durante a fase A, a sonda OSIRIS-REx realizou uma série de quatro passagens rasantes ao longo de um mês – um por cada dos potenciais locais de recolha de amostras. Esta fase da missão forneceu à equipa imagens de alta resolução para examinar minuciosamente o tipo de amostragem (material fino), topografia, albedo e cor de cada zona. Os dados recolhidos durante estes voos de alta altitude são fundamentais para determinar qual o mais adequado para a recolha de amostras.

Embora a missão esteja um passo mais perto de recolher amostras, as observações da fase A de reconhecimento revelaram que até os melhores locais candidatos em Bennu apresentam desafios significativos à recolha de amostras, e a escolha que o comité de selecção fará não é fácil.

“A selecção do local é realmente uma actividade compreensiva. Requer que analisemos muitos tipos diferentes de dados, de várias maneiras, para garantir que o local seleccionado é a melhor escolha em termos de segurança para a sonda, em termos de presença de material amostrável e em termos de valor científico,” disse Hearther Enos, vice-investigadora principal da OSIRIS-REx na Universidade do Arizona, em Tucson, e presidente do conselho de selecção do local de recolha de amostras. “A nossa equipa é incrivelmente inovadora e está bastante bem integrada, e é isso que faz o processo de selecção funcionar.”

As imagens mais recentes mostram que embora exista material fino (com diâmetros inferiores a 2,5 cm), grande parte dele poderá não ser facilmente acessível. A missão foi originalmente construída para uma superfície parecida à de uma praia, com “lagoas” de material arenoso, não para o terreno acidentado de Bennu. Na realidade, os potenciais locais de amostragem não são áreas grandes e limpas, mas pequenos espaços cercados por grandes pedregulhos, de modo que a navegação da sonda para dentro e para fora dos locais exigirá um ajuste mais requintado do que o originalmente planeado.

Começando no hemisfério sul de Bennu, o local “Sandpiper” foi o primeiro sobrevoado durante a fase A de reconhecimento. “Sandpiper” é um dos locais mais “seguros” porque está localizado numa área relativamente plana, facilitando a aproximação e o afastar da nave. As imagens mais recentes mostram que está presente material granulado, mas o rególito arenoso está preso entre as rochas maiores, o que dificulta a operação do mecanismo de recolha de amostras.

O local “Osprey” foi o segundo local observado durante a fase A. Este local foi originalmente escolhido com base na sua forte assinatura espectral de material rico em carbono e devido a uma mancha escura no centro da cratera, que se pensava possivelmente ser material fino. No entanto, as imagens de alta resolução mais recentes de “Osprey” sugerem que o local contém material disperso que pode ser demasiado grande para ser ingerido pelo mecanismo de amostragem.

O local “Kingfisher” foi seleccionado porque está localizado numa pequena cratera – o que significa que pode ser uma característica relativamente jovem em comparação com as crateras maiores de Bennu (como a que contém a região “Sandpiper”). As crateras mais jovens geralmente contêm material mais fresco e minimamente alterado. Imagens de alta resolução capturadas durante o voo da fase A revelaram que embora a cratera original possa ser muito rochosa, uma cratera vizinha parece conter material fino.

A fase A de reconhecimento concluiu com a passagem pelo local “Nightingale”. As imagens mostram que a cratera contém uma boa quantidade de material fino sem obstruções. No entanto, enquanto a capacidade de amostragem do local permanece alta, Nightingale está situado bem para norte, onde as condições de iluminação criam desafios adicionais para a navegação da OSIRIS-REx. Também existe aí uma rocha do tamanho de um prédio situada na orla leste da cratera, que pode constituir um perigo para a nave quando esta se afastar após entrar em contacto com o local.

Bennu também tornou a identificação de um local que não accione os mecanismos de segurança da sonda um desafio. Durante a fase A de reconhecimento, a equipa começou a catalogar as características à superfície de Bennu para criar mapas para o sistema de navegação autónoma NFT (Natural Feature Tracking). Durante o evento de recolha de amostras, a sonda irá usar o NFT para navegar até à superfície do asteróide, comparando o catálogo de imagens a bordo com as imagens de navegação que serão capturadas durante a descida. Em resposta à superfície extremamente rochosa de Bennu, o sistema NFT foi aprimorado com um novo recurso de segurança que contém instruções para interromper a tentativa de recolha de amostras e para se afastar caso determine que o ponto de contacto está perto de uma característica potencialmente perigosa à superfície. Com rochas do tamanho de prédios e pequenos locais alvo, a equipa está ciente da possibilidade de a sonda interromper a primeira tentativa de descer para recolher amostras.

“Os desafios de Bennu são parte inerente desta missão e a equipa da OSIRIS-REx respondeu desenvolvendo medidas robustas para os superar,” disse Mike Moreau, vice-gerente do projecto OSIRIS-REx no Centro de Voo Espacial Goddard. “Se a nave espacial interromper a sua recolha de amostras, isso significa simplesmente que a equipa e a OSIRIS-REx fizeram bem o seu trabalho de garantir que possa voar outro dia. O sucesso da missão é a nossa primeira prioridade.”

Qualquer que seja o local escolhido, a equipa da missão OSIRIS-REx está pronta para quaisquer novos desafios que Bennu apresente. Na próxima primavera, a equipa realizará mais voos de reconhecimento sobre os locais de amostra primário e de reserva e começará os ensaios para o pouso da nave. A recolha de amostras está programada para o verão de 2020 e as amostras chegarão à Terra em Setembro de 2023.

Astronomia On-line
10 de Dezembro de 2019

spacenews

 

3001: Quase 50 anos depois, NASA abriu uma amostra da superfície da Lua

CIÊNCIA

NASA / James Blair

Pela primeira vez em mais de 40 anos, cientistas da NASA abriram uma amostra de regolito da Lua recolhida durante missões do Programa Apollo. Graças às novas tecnologias de análise desenvolvidas ao longo das últimas décadas, esta amostra pode revelar novos dados sobre o corpo celeste mais próximo da Terra.

Segundo o Science Alert, a amostra de regolito, chamada amostra 73002 e aberta no passado dia 5 de Novembro, foi recolhida pelos astronautas da Apollo 17, Gene Cernan e Jack Schmitt, em Dezembro de 1972, através de um tubo de quatro centímetros.

“Hoje somos capazes de fazer medições que não eram possíveis durante os anos do Programa Apollo”, afirma a geóloga planetária Sarah Noble, do programa ANGSA.

“A análise dessas amostras vai maximizar o retorno científico da Apollo, além de permitir que uma nova geração de cientistas refine as suas técnicas e ajude a preparar futuros exploradores para missões lunares previstas para a década de 2020 e mais além”.

As técnicas que os cientistas da NASA têm agora acesso incluem imagem 3D não destrutiva, espectrometria de massas e microtomia de alta resolução que, por outras palavras, lhes permitem estudar este tipo de amostras com muito mais detalhe.

Os cientistas fizeram uma digitalização 3D de alta resolução da amostra 73002 antes de ser aberta, mostrando-lhes a melhor forma de remover o precioso regolito e distribuí-lo pelas várias equipas da NASA. A fotografia abaixo mostra a comparação entre a digitalização tirada este ano e em 1974.

Dave Edey and Romy Hanna / UTCT, UT Austin / NASA
Digitalizações da amostra 73002 tirada em 2019 e em 1974

Parte da razão pela qual mais amostras estão agora a ser abertas — a amostra 73001 será analisada no início de 2020 — prende-se com o facto de a NASA estar a preparar-se para enviar astronautas à Lua em 2024.

Esses astronautas irão recolher um novo conjunto de amostras enquanto percorrem a superfície lunar, dando aos cientistas a oportunidade perfeita para analisar e comparar com as descobertas reveladas pelas amostras 73002 e 73001.

As amostras que já foram ou vão ser abertas também podem mostrar aos astronautas quais os pontos na Lua mais interessantes para uma investigação mais aprofundada. De acordo com a NASA, o regolito poderá fornecer pistas sobre a localização dos depósitos polares de gelo na Lua, lançar luzes sobre como a crosta da Lua evoluiu ao longo do tempo e ajudar a entender melhor como ocorrem deslizamentos de terra na superfície lunar.

Além disso, analisar essas amostras também poderá dar aos cientistas indicações sobre como melhorar as ferramentas de recolha de rochas que serão adaptadas à sonda construída para a missão Artemis de 2024.

ZAP //

Por ZAP
9 Novembro, 2019

 

2453: Seleccionados os quatro candidatos finais a local de recolha de amostras de Bennu

Na imagem encontram-se os quatro locais candidatos à recolha de amostras do asteróide Bennu pela missão OSIRIS-REx da NASA. “Nightingale” (canto superior esquerdo) encontra-se no hemisfério norte de Bennu. “Kingfisher” (canto superior direito) e “Osprey” (canto inferior esquerdo) encontram-se na região equatorial do asteróide. “Sandpiper” (canto inferior direito) está no hemisfério sul de Bennu. Em Dezembro, um destes locais será o escolhido para o evento de pouso da missão.
Crédito: NASA/Universidade do Arizona

Depois de meses a lutar contra a dura realidade da superfície do asteróide Bennu, a equipa que lidera a primeira missão de retorno de amostras de um asteróide da NASA seleccionou quatro potenciais locais para a nave espacial OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) tocar o seu parceiro de dança cósmica.

Desde a sua chegada em Dezembro de 2018 que a sonda OSIRIS-REx tem mapeado todo o asteróide com o objectivo de identificar os locais mais seguros e acessíveis para a nave recolher amostras. Estes quatro locais agora serão estudados em mais detalhe a fim de seleccionar os dois últimos alvos – um primário e um local de reserva – em Dezembro.

A equipa originalmente planeava já ter escolhidos os dois últimos locais até este ponto da missão. A análise inicial de observações terrestres sugeriu que a superfície do asteróide provavelmente continha grandes “lagoas” de material fino. As primeiras imagens da nave, no entanto, revelaram que Bennu tem um terreno particularmente rochoso. Desde então, a topografia cheia de pedregulhos criou um desafio para a equipa identificar áreas seguras contendo material amostrável, que deve ser suficientemente fino – menos de 2,5 cm de diâmetro – para o mecanismo de recolha o conseguir recolher.

“Sabíamos que Bennu ia surpreender-nos, de modo que viemos preparados para o que pudéssemos encontrar,” disse Dante Lauretta, investigador principal da OSIRIS-REx na Universidade do Arizona, em Tucson, EUA. “Como acontece com qualquer missão de exploração, lidar com o desconhecido requer flexibilidade, recursos e engenho. A equipa OSIRIS-REx demonstrou estes traços essenciais para superar o inesperado durante todo o encontro com Bennu.”

O cronograma original da missão incluía, intencionalmente, mais de 300 dias de tempo extra para as operações de asteróide a fim de enfrentar tais desafios inesperados. Numa demonstração da sua flexibilidade e engenho em resposta às surpresas de Bennu, a equipa da missão está a adaptar o seu processo de selecção de locais. Em vez de seleccionar os dois últimos locais este verão, a missão vai passar mais quatro meses a estudar os quatro candidatos em mais detalhe, prestando especial atenção na identificação de regiões com material fino e amostrável recorrendo a observações de alta resolução. Os mapas que os “cidadãos contadores de pedregulhos” ajudaram a criar através de observações no início deste ano foram usados como um dos muitos dados considerados na avaliação da segurança de cada local. Os dados recolhidos serão fundamentais para seleccionar os dois últimos alvos mais adequados para a recolha de amostras.

A fim de se adaptar ainda mais à complexa superfície de Bennu, a equipa da OSIRIS-REx fez outros ajustes no processo de identificação do seu local de recolha de amostras. O plano original da missão previa um local de recolha de amostras com um raio de 25 metros. Não existem locais deste tamanho que não tenham pedregulhos, por isso a equipa identificou locais que variam entre 5 e 10 metros em raio. Para que a sonda tenha como alvo um local mais pequeno, a equipa reavaliou as capacidades operacionais da nave a fim de maximizar o seu desempenho. A missão também reforçou os seus requisitos de navegação para guiar a sonda até à superfície do asteróide, e desenvolveu uma nova técnica de amostragem chamada “Bullseye TAG,” que usa imagens da superfície do asteróide para navegar, com alta precisão, a sonda até ao solo. Até agora, o desempenho da missão demonstrou que os novos padrões estão dentro das suas capacidades.

“Embora a OSIRIS-REx tenha sido construída para recolher amostras de um asteróide a partir de uma área semelhante a uma praia, o extraordinário desempenho de voo, até à data, demonstra que seremos capazes de enfrentar o desafio que a superfície acidentada de Bennu representa,” comentou Rich Burns, gerente do projecto da OSIRIS-REx no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. “Este extraordinário desempenho engloba não apenas a nave e os instrumentos, mas também a equipa que continua a enfrentar todos os desafios que Bennu nos lança.”

Os quatro locais candidatos em Bennu são designados “Nightingale” (rouxinol), “Kingfisher” (guarda-rios), “Osprey” (águia-pesqueira) e “Sandpiper” (galinhola) – pássaros nativos do Egipto. O tema da nomenclatura complementa as outras duas convenções de nomenclatura da missão – divindades egípcias (o asteróide e a nave espacial) e aves mitológicas (características à superfície de Bennu).

Os quatro locais são diversos tanto em posição geográfica como em características geológicas. Embora a quantidade de material amostrável em cada local ainda não tenha sido determinada, todos os quatro locais foram cuidadosamente avaliados para garantir a segurança da sonda à medida que desce, toca e recolhe uma amostra da superfície do asteróide.

“Nightingale” é o local mais a norte, situado a 56º N. Existem várias possíveis regiões de recolha de amostras. Encontra-se dentro de uma pequena cratera englobada por uma cratera maior com mais de 140 metros de diâmetro. O local contém principalmente material escuro e fino e tem o menor albedo, ou reflectividade, e a temperatura mais baixa dos quatro alvos.

“Kingfisher” está localizado numa pequena cratera perto do equador de Bennu a 11º N. A cratera tem um diâmetro de 8 metros e é cercada por pedregulhos, embora o local propriamente dito esteja livre de rochas grandes. Dos quatro locais, “Kingfisher” tem a mais forte assinatura espectral de minerais hidratados.

“Osprey” está situada numa pequena cratera, com 20 metros em diâmetro, também localizada na região equatorial de Bennu a 11º N. Existem várias possíveis regiões de recolha de amostras no local. A diversidade de tipos de rochas na área circundante sugere que o rególito de “Osprey” também pode ser diversificado. “Osprey” tem a mais forte assinatura espectral de material rico em carbono dos quatro alvos.

“Sandpiper” está localizado no hemisfério sul de Bennu, a 47º S. O local encontra-se numa área relativamente plana na parede de uma grande cratera com 63 metros em diâmetro. Também estão presentes minerais hidratados, o que indica que “Sandpiper” pode conter material não modificado e rico em água.

Neste outono, a OSIRIS-REx dará início a análises detalhadas dos quatro locais candidatos durante a fase de reconhecimento da missão. Durante o primeiro estágio desta fase, a sonda executará passagens altas sobre cada um dos quatro locais a partir de uma distância de 1,29 km para confirmar que são seguros e contêm material amostrável. A obtenção de imagens detalhadas também ajudará a mapear as características e pontos de referência necessários para a navegação autónoma da sonda até à superfície do asteróide. A equipa usará os dados destas passagens para seleccionar os dois locais de recolha de amostras finais (o primário e o de reserva) em Dezembro.

O segundo e terceiro estágios do reconhecimento vão começar no início de 2020, quando a sonda realizar passagens sobre os dois últimos locais a altitudes ainda mais baixas e captar observações de resolução ainda mais elevada da superfície com o objectivo de identificar características, como agrupamentos de rochas que serão usados para navegar ate à superfície para recolha de amostras. A recolha de amostras da OSIRIS-REx está prevista para a segunda metade de 2020 e a sonda regressará à Terra no dia 24 de Setembro de 2023.

Astronomia On-line
16 de Agosto de 2019