Wie wird OSIRIS-REx den erdnahen Asteroiden Bennu scannen und charakterisieren?

OSIRIS-REx ist vollgepackt mit guten Sachen. Ich werde eine kurze Liste der Scans zusammenstellen, an denen Sie interessiert sind.

Bemerkenswert ist auch, dass das gesamte Raumschiff diese im GIF gezeigte Scanbewegung ausführen wird, sodass alle diese Instrumente in der Lage sein werden, ihn vollständig abzudecken, wenn sich der Asteroid dreht.

OSIRIS-REx-Spektrometer für sichtbares Licht und Infrarot (OVIRS)

OVIRS ist ein Punktspektrometer und wird verwendet, um eine organische und mineralische Karte des gesamten Asteroiden zu erstellen. Es hat eine Auflösung von 20 m aus einer Entfernung von 5 km, was eine Kartierung in größerem Maßstab ermöglicht, und kann auch auf eine Auflösung von 0,08 bis 2 m herunterschalten, um eine detaillierte Karte aus nächster Nähe des schließlich ausgewählten Probenrückgabeorts zu erstellen.

OSIRIS-REx Wärmeemissionsspektrometer (OTES)

OTES ist ein thermisches Spektrometer. Es wird eine ähnliche Funktion wie OVIRS haben und auch bei der Messung der von Bennu freigesetzten thermischen Gesamtenergie eine Rolle spielen.

Regolith-Röntgenbildgebungsspektrometer (REXIS)

Wie REXIS funktioniert, liegt weit über meiner Gehaltsstufe, aber ich denke, ich werde es der "nuklearen Magie" zuschreiben. Aber im Ernst: Sonnenwind und -strahlung interagieren auf breiter Ebene mit der Oberfläche des Asteroiden und setzen Strahlung frei, die von REXIS erfasst werden kann. Diese freigesetzte Strahlung enthält Signaturen, die auf dem Material in dem Asteroiden basieren, der sie freigesetzt hat. Die Signaturen können gemessen werden, und nach der Verarbeitung am Boden haben Sie eine Elementhäufigkeitskarte, die helfen kann, die oben beschriebenen Spektrometer zu ergänzen.

PolyCam

Ein 8-Zoll-Teleskop, das als erstes Objekt an Bord den Asteroiden sehen wird. Sobald es näher ist, wird es verwendet, um hochauflösende Bilder der Oberfläche zu erstellen.

MapCam

Eine Mittel-/Nahbereichskamera mit einer Auflösung von 1 m, die für die Suche nach Asteroidenschwaden und Satelliten in der Phase der „vorläufigen Erkundung“ der Mission entwickelt wurde. Es wird auch für hochauflösende Bilder der ausgewählten Probenstelle verwendet.

SamCam

Nahbereichskamera zur Dokumentation des Probennahmeereignisses.

OSIRIS-REx Laser-Höhenmesser (OLA)

LIDAR -Scansystem zur Erstellung einer detaillierten topografischen Karte der Oberfläche. Es ist eine verbesserte Version eines kanadischen LIDAR-Systems, das von der Canadian Space Agency im Austausch für einen Bruchteil der zurückgegebenen Probe finanziert wurde und auf dem Phoenix Mars Lander und einem Air Force-Satelliten verwendet wurde. Es wird verwendet, um früh in der Mission eine topografische Gesamtkarte zu erstellen, und dann detailliertere Karten, sobald potenzielle Standorte ausgewählt sind. Dieses System wird uns die beste topografische Karte eines Asteroiden liefern, die wir je hatten.

Und nur um eine bessere Vorstellung davon zu geben, wo all diese Instrumente in die Mission als Ganzes passen:

Es gibt 4 Hauptphasen der Vermessung von Bennu:

1. Vorläufige Untersuchung: Suche nach Asteroidenwolken ( wie hier ), irgendwelchen natürlichen Satelliten und Messung des Yarkovsky-Effekts , wie Sie oben erwähnt haben.
2. Orbital A: Übergang von sternbasierter Navigation (unter Verwendung der Position der Sterne, wie sie von einer Bordkamera erfasst wird, und der Ausrichtung des Satelliten zur Positionsbestimmung) zu wahrzeichenbasierter Navigation unter Verwendung der von den Kameras erfassten vorläufigen Bilder.
3. Detaillierte Vermessung: Erstellen detaillierter Karten der Oberfläche, wobei nicht nur topografische Daten von der OLA, sondern auch die Spektrometer verwendet werden. Wissenschaftler werden in dieser Phase potenzielle Probenstandorte identifizieren.
4. Orbital B: Eine Fortsetzung der detaillierten Untersuchung mit einem stärkeren Fokus auf die potenziellen Probenstandorte, die in dieser Phase ausgewählt wurden. Hier werden wir wahrscheinlich die Modi mit viel höherer Auflösung für die oben genannten Sensoren sehen. Am Ende dieser Phase sollte ein Musterstandort ausgewählt werden.

Eine Fundgrube an Informationen zu den Instrumenten von OSIRIS-REx finden Sie hier

Edit: Heute hat die NASA ein Profil der OLA veröffentlicht

Für einen anderen Zweck habe ich das Mission Requirements Document (OSIRIS-REx-RQMT-0001) für OSIRIS-REx abgerufen. Es beschreibt die Mindestleistungsanforderungen für die Mission.

Wir können uns Abschnitt 3.3 der Anforderungen ansehen: Bennu Global Properties, Chemistry & Minerology Mapping Requirements. Hier sind die Anforderungen:

• OSIRIS-REx soll > 80 % der Oberfläche von Bennu mit einer räumlichen Auflösung von < 21 cm (4-Pixel-Kriterium) abbilden, um ein globales Mosaik, Stereobilder, Mosaike von Gefahren und Regionen von Interesse sowie Bildsequenzen der Asteroidenoberfläche zu erstellen. (Subsystem: Mission System, Pointing, OCAMS, Bodensystem, SPOC, Raumfahrzeug)

• OSIRIS-REx soll für > 80 % der Asteroidenoberfläche eine topografische Karte mit einer räumlichen und vertikalen Auflösung von < 1 m erstellen. (Subsystem: Missionssystem, OLA, SPOC, OCAMS)

• OSIRIS-REx soll ein > 1 Million Vektorformmodell erzeugen. (1 Million Vektoren liefern ~1 m2 Kacheln auf Formmodell) (Subsystem: Pointing, SPOC)

• OSIRIS-REx muss den Mittelpunkt des Formmodells auf 1 m genau bestimmen. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll einen Nullmeridian unter Verwendung eines charakteristischen Oberflächenmerkmals bestimmen und das Koordinatensystem für Bennu definieren. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll für > 80 % der Asteroidenoberfläche eine Neigungsverteilungskarte mit einer Genauigkeit von +/- 7,5° Neigung relativ zur Geoidoberfläche und einer räumlichen Auflösung von < 1 m erstellen. (Subsystem: Missionssystem, OLA, OCAMS, SPOC)

• OSIRIS-REx bestimmt den Rotationspol (Rektaszension, Deklination und Neigung) von Bennu relativ zu J2000 mit einer Genauigkeit von 1° in jedem Parameter. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll das Ausmaß des Wobbelns im Rotationspol von Bennu auf 1° genau bestimmen. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll die Rotationsperiode von Bennu auf 10 Sekunden genau messen. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll für > 80 % der Asteroidenoberfläche das Schwerefeld der Oberfläche innerhalb von 5 x 10-6 m/s2 bei einer räumlichen Auflösung von < 1 m abbilden (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll den Roche-Lappen von Bennu mit < 1m Ortsauflösung berechnen. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll den YORP-Effekt auf Bennu mit einer Genauigkeit von < 1,0E-3 Grad/Tag/Jahr bestimmen. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx bestimmt das Volumen von Bennu auf 0,9 % genau. (Subsystem: SPOC, Zeigen)

• OSIRIS-REx soll die Masse von Bennu auf 0,5 % genau bestimmen. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll die sphärischen harmonischen Koeffizienten des Schwerefeldes von Bennu bis vierten Grades und Ordnung bestimmen. (Subsystem: Missionssystem, SPOC)

• OSIRIS-REx soll den Schwerpunkt von Bennu auf 1 m genau bestimmen. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll die Dichte von Bennu auf 1 % genau bestimmen und die Dichteverteilung einschränken. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll die Verteilung aller Krater auf > 80 % der Oberfläche von Bennu mit > 5 m Durchmesser identifizieren und kartieren. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll die Verteilung aller Felsbrocken auf > 80 % der Oberfläche von Bennu > 21 cm in der längsten Abmessung identifizieren und kartieren. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll die Verteilung aller Regionen auf > 80 % der Oberfläche von Bennu > 1 m in der kürzesten Dimension, in denen Regolith vorhanden ist, identifizieren und kartieren. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll die Verteilung aller linearen Merkmale auf > 80 % der Oberfläche von Bennu mit einer Breite von > 1 m und einer Länge von > 10 m identifizieren und kartieren. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll die geologischen Eigenschaften des Asteroiden analysieren, um seine geologische und dynamische Geschichte einzugrenzen. (Subsystem: SPOC)

• OSIRIS-REx soll für > 80 % der Asteroidenoberfläche die in der MRD-140-Tabelle (Absorption Features of Key Mineralogical & Organic Molecules) aufgeführten Spektralmerkmale mit > 5 % Absorptionstiefe bei < 50 m räumlicher Auflösung kartieren. (Subsystem: Mission System, Pointing, OVIRS, OTES, SPOC) (Hinweis: MRD-140-Tabelle befindet sich in diesem Dokument auf Seite 21)

• OSIRIS-REx soll für > 80 % der Asteroidenoberfläche die Oberfläche in einem panchromatischen Filter mit einer Auflösung von < 1 m kartieren und den ECAS b-v-Farbindex, den v-x-Farbindex und die Tiefe der 0,7 Mikrometer kartieren Absorptionsmerkmal, relativ zu einem oder mehreren anerkannten ECA-S-Standardsternen, mit einer Genauigkeit von < 2 % in Regionen, in denen das Signal-Rausch-Verhältnis > 100 bei einer räumlichen Auflösung von < 2 m beträgt. (Missionssystem, OCAMS, SPOC)

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