Po téměř pěti letech v kosmickém prostoru se americká sonda OSIRIS-REX (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) vydala na zpáteční cestu k Zemi. S sebou přitom nese velké množství kamenů a prachu, které odebrala z blízkozemní planetky Bennu. Bylo pondělí 10. května 22:23 SELČ, když se aktivovaly hlavní motory, na které čekal sedm minut dlouhý zážeh. To, že nešlo o běžný manévr dokládá skutečnost, že sonda neudělala větší manévr od příletu k Bennu v roce 2018. Zážeh způsobil, že se sonda na jeho konci vzdalovala od planetky rychlostí skoro 1000 km/h. Zhruba dva a půl roku dlouhá cesta k Zemi začala.

Sonda má oběhnout dvakrát kolem Slunce a podle výpočtů by měla k Zemi dorazit 24. září 2023. Tady se od těla sondy oddělí pouzdro obsahující vzorky odebrané z Bennu, které vstoupí do zemské atmosféry. Po rozpálení ochranného štítu na vysokou teplotu přijde sestup na padáku do oblasti Utah Test and Training Range, kde již budou vědci připraveni na jeho vyzvednutí. Pro sondu samotnou skončí uvolněním pouzdra se vzorky její primární mise. Sonda poté zažehne své motory, aby uhnula z kolizního kursu s naší planetou a bezpečně ji minula. OSIRIS-REx se má dostat na novou oběžnou dráhu kolem Slunce, která povede až do oblasti pod oběžnou dráhou Venuše.

Poslední snímek, kterým sonda OSIRIS-REx vyfotila vzdalující se planetku Bennu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

„Velké množství úspěchů, které si mise OSIRIS-REx připsala, je důkazem odvážného a inovativního způsobu, kterým probíhá průzkum v reálném čase,“ uvedl Thomas Zurbuchen, přidružený administrátor pro vědu ve středisku NASA a dodává: „Tým se postavil výzvám čelem a nyní k Zemi míří vzorek prastarého materiálu z doby vzniku Sluneční soustavy. Tento materiál budou moci studovat vědci mnoha generací, aby odemkli tajemství, která ukrývá.“

Aby bylo možné uskutečnit několikaletý plán mise, museli desítky navigačních inženýrů všechno pečlivě propočítat a pak vše přenést do počítačového kódu, který sondě řekl, kdy a jak moc má „šlápnout na plyn“ při odletu od Bennu. Tím, že je tento úkol splněn, zbývá už jen úkol poslední – doručit vzorky na Zemi. Ale to není tak jednoduché, jak to může znít. Je totiž potřeba plánovat budoucí manévry, které zajistí, že sonda bude na správném kursu.

Výřez z poslední fotografie, kterou sonda OSIRIS-REx zachytila planetku Bennu. Upraven byl i kontrast.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

„Celou dobu jsme mysleli jen na to, jak jsme v prostoru orientováni vůči Bennu,“ vzpomíná Mike Moreau, zástupce projektového manažera mise OSIRIS-REx z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu a dodává: „Teď se náš myšlenkový rámec posouvá k otázce, kde je sonda ve vztahu k Zemi?“ Navigační kamery, které pomáhaly zorientovat sondu vůči Bennu, byly vypnuty 9. dubna, kdy také zachytily poslední snímky planetky. Po odletu od planetky použijí inženýři celosvětovou síť Deep Space Network, přes kterou budou se sondou komunikovat. nepůjde však jen o obsah přenášených sdělení. Měřením frekvence vln, které k nám dorazí z transpondéru sondy, budou inženýři schopni vypočítat, jak rychle se OSIRIS-REx pohybuje. Když inženýři změří, jak dlouho trvá rádiovému signálu doletět od sondy k Zemi, mohou přesně určit její pozici.

Povrch Bennu je tvořen různě velkými balvany
Zdroj: https://apod.nasa.gov/

Odlet sondy, který přišel 10. května, byl pečlivě načasován kvůli pozici planetky Bennu vůči Zemi. Hlavním úkolem návratového manévru je, aby se sonda v září 2023 dostala do vzdálenosti zhruba 10 000 kilometrů od Země. Ačkoliv je v nádržích stále ještě mnoho pohonných látek, snaží se tým neplýtvat s tímto cenným zdrojem. Všichni se snaží zachovat co nejvíc pohonných látek, které by se mohly hodit v nadstavbové fázi, až sonda oddělí návratové pouzdro a mohla by se vydat k jiné planetce. Již v létě by měl tým expertů vyhodnotit realizovatelnost takové mise.

Kurs sondy bude určovat především gravitace Slunce, ale inženýři vědí, že bude čas od času potřeba provést drobné korekce pomocí zážehů trysek. „Potřebujeme dělat pravidelné korekce, abychom dráhu neustále přibližovali k zemské atmosféře, do které zamíří naše pouzdro. Je také potřeba pamatovat na započítání malých odchylek, které se postupně od posledního zážehu sčítají,“ popisuje Peter Antreasian, vedoucí navigační inženýr sondy OSIRIS-REx z firmy KinetX Aerospace z kalifornského Simi Valley.

Rozložená konstrukce návratového pouzdra sondy OSIRIS-REx
Zdroj: http://spaceflight101.com/
Překlad: Dušan Majer

Tým provede korekce kursu pár týdnů před příletem k Zemi, aby bylo možné zamířit do přesné oblasti a zvolit vhodný úhel vstupu do atmosféry. Když by byl moc nízký, odrazilo by se pouzdro od atmosféry jako žabka na rybníku. Pokud by byl moc velký, mohlo by pouzdro shořet vlivem tepla v okolní atmosféře. Pamatuje se i na krizový případ, pokud by se sondě z jakéhokoliv důvodu nepodařilo oddělit pouzdro se vzorky. V takovém případě by sonda provedla úhybný manévr a v roce 2025 by se k Zemi vrátila a pokusila by se o reparát.

„Při odletu nechyběly emoce,“ přiznává Moreau a dodává: „Myslím, že každý pociťuje velký úspěch, protože jsme čelili všem možným překážkám a přesto jsme byli schopni splnit všechny cíle, které na nás vyskočily. Je tu však také určitá nostalgie a i zklamání, že tato část mise končí.“ Už teď můžeme říct, že mise OSIRIS-REx překonala mnohá očekávání. Třeba to, že uprostřed globální pandemie se týmu podařilo bezchybně provést nejkritičtější fázi celé mise – odběr minimálně 60 gramů vzorků z povrchu Bennu. Samotnému odběru ale předcházela celá řada překvapení, která na pozemní tým nečekaně vyskočila.

Například jen týden poté, co sonda vstoupila na oběžnou dráhu kolem Bennu (31. prosince 2018), tým zjistil, že planetka vyhazuje do svého okolí malé kousky kamení. „Museli jsme se pustit do pečlivých analýz, abychom se ujistili, že tyto malé částice vyvržené z povrchu nepředstavují riziko pro sondu,“ vzpomíná Moreau. Odborníky také po příletu k Bennu překvapilo, jak je povrch Bennu posetý balvany. „Opravdu jsme si mysleli, že nás po příletu k planetce čeká krásně rovný terén,“ říká Heather Enos, zástupkyně hlavního vědeckého pracovníka z University of Arizona v Tucsonu a dodává: „Skutečnost nás doopravdy hodně zaskočila.“

Fotografie odletujících částic z Bennu
Zdroj: https://www.asteroidmission.org/

Aby bylo možné si poradit s extrémní a hlavně nečekanou hrubostí povrchu, museli inženýři narychlo vyvinout nové navigační postupy, které budou přesnější, aby bylo možné sondu navést do odběrné oblasti, která je menší, než se původně plánovalo. Sonda také pomohla potvrdit, ale i vyvrátit některé vědecké teorie. Mezi těmi potvrzenými byla technika používaná k pozorováním ze Země, která předvídala, že minerály na této planetce budou bohaté na uhlík a že vykazují stopy dávné vody. Jedna z teorií, která byla naopak u Bennu vyvrácena, předpokládala, hladký povrch planetky. Vědci k této teorii došli na základě měření, kolik tepla je vyzařováno z povrchu. Všechny informace získané u Bennu nyní vědci využijí ke zpřesnění výpočetních modelů, čímž se zpřesní budoucí odhady. „Tato mise ukazuje, proč musíme dělat vědu a průzkum několika různými způsoby – jak ze Země, tak z vesmíru – protože předpoklady a modely potřebují ověřit,“ říká Enos.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.asteroidmission.org/wp-content/uploads/2021/01/OSIRIS-REx-Departure.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/20210409t142536s732ncml0v008.png
https://apod.nasa.gov/apod/image/1905/pdco-20190328-up-slope-to-limb.jpg
http://spaceflight101.com/osiris-rex/wp-content/uploads/sites/103/2016/08/osirisrex-13.jpg
https://www.asteroidmission.org/wp-content/uploads/2019/12/Jan6Particle-image.png