أوسايرس-ركس

أوسايرس-ركس (بالإنجليزية: OSIRIS-REx)‏ هو قمر إصطناعي يهدف إلى زيارة إحدى الكويكبات القريبة من الكره الأرضية لدراستها و من ثم إعادة عينة منها لاحقا. أطلق المسبار في عام 2016 نحو الكويكب "بينو 101955" الغني بالمُركبات الكربونية لدراسته و من ثم إعادة عينه منه إلى الأرض بحلول عام 2023. حيث يتوقع العلماء إمكانية توسيع معرفتهم من خلال تلك العينة الملقطاة عن الفترة التي سبقت ولادة النظام الشمسي وتطوره، المراحل الأولية لتشكل الكواكب، وأخيرًا تحديد مصادر المركبات العضوية التي أدت إلى تشكل الحياة على الكرة الأرضية.

أوسايرس-ركس
أوسايرس-ركس
تصميم فني لمسبار أوسايرس-ركس.
طبيعة المهمة جمع العينات xxمن الكويكبات[1][2]
المشغل ناسا
الموقع الإلكتروني asteroidmission.org
مدة المهمة 7 سنوات
505 days at asteroid
خصائص المركبات الفضائية
المصنع Lockheed Martin
وزن الإطلاق 1,529 كـغ (3,371 رطل)[3]
الوزن الجاف 880 كـغ (1,940 رطل)[4]
الأبعاد ≈3 م (9.8 قدم) cube[5]
الطاقة 3 kW
الطاقم ؟؟؟
بداية المهمة
تاريخ الإطلاق 8 سبتمبر 2016 (مخطط لها)[6]
الصاروخ أطلس 5 411[7]
موقع الإطلاق قاعدة كيب كانافيرال للقوات الجوية مجمع إطلاق الفضاء 41 في محطة كيب كانافيرال للقوات الجوية
المقاول إئتلاف الإطلاق المتحد
نهاية المهمة
تاريخ الهبوط 24 سبتمبر 2023[8]
موقع الهبوط Utah Test and Training Range
المتغيرات المدارية
النظام المرجعي مدار شمسي المركز
الأجهزة العلمية OCAMS, OLA, OVIRS, OTES, REXIS, TAGSAM
برنامج الحدود الجديدة
ترتيب الرحلات
New Frontiers 4

أوسايرس-ركس هي المهمة الثالثة من نوعها ضمن مشروع الآفاق الجديدة لناسا بعد بعثتي نيو هورايزونز وجونو. قدرت كلفته الإجمالية (من دون صاروخ الاقلاع) بما يصل 800 مليون دولار أمريكي.

في 20 أكتوبر 2020، نجح المسبار أوساريس-ركس في الاقتراب من كويكب بينو ونفذ الخطوات الأولى لجمع العينة.[9] وإذ نجحت المهمة فمن المتوقع عودة المسبار بالعينة إلى الأرض في 24 سبتمبر 2023.[9]

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 تأثير ياركوفيسكي (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
مدار بينو (أزرق) بالنسبة للأرض والكواكب الأخرى، وموقعه يوم 6 سبتمبر 2016
  • 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 [10] 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.[11]

المسار الزمني للبعثة

انطلاق المهمة

في الثامن من سبتمبر لعام 2016 تم اطلاق مركبة اوسايرس-ركس من منصة 41 التابعة لقاعدة كيب كانافيرال الجوية من على ظهر صاروخ اطلس خمسة التابع لائتلاف الاطلاق المتحد جرت العملية بنجاح تام حيث تم فصل المركبة بعد 55 دقيقة من اطلاقها عن الصاروخ الحامل , ليبداء المسبار رحلته بنشر اللواحة الشمسية , التواصل مع الارض لاسلكيا و اختبار محركاته الصاروخية .

في 28 من ديسمبر لعام 2016 اجرى المسبار اولى مناوراته الخاصه بتصحيح مساره تهدف إلى تقليل سرعته إلى 1550 كيلومتر/ ساعة من خلال تشغيل محركاته الصاروخية و حرق ما يقارب من 354 كيلوغرام من الوقود ليتبعها واحده اخرى في 18 من يناير لعام 2017 و التي ادت إلى حصول المركبة على دفعة قوية من جاذبية الكره الارضية في 22 من سبتمبر لعام 2017 , و استمرت رحلة اوسايرس-ركس حتى ديسمبر 2018 حيث انتهت بلقائه بكويكب بينو 101955 اخيرا .

خلال فترة الطيران ركز المسبار مهامة لرصد الكويكبات القريبة من الكره الارضية و المعروفة تحت مسمى طروادة أرضية عند مرورها من منطقة L4 حيث وجه المسبار جهازه mapCam بين الفترة الممتدة من 9 إلى 20 من فبراير 2017 للبحث عن تلك الاجسام و كان الجهاز يلتقط يوميا 135 صورة يتم تحليلها من قبل علماء جامعة أريزونا (على الرغم من عدم اكتشاف اي شيء جديد الا انها كانت فرصة جيده لاختبار عمل الجهاز و التدرب عليه ) .

في 12 من فبراير لعام 2017 استطاع المسبار اللتقاط صورة للمشتري و اقماره الثلاث كاليستو , آيو و غانيميد بينما كان يبتعد عنهم بمسافة تقدر 418 * ميلا .

كويكب بينو كما رأته عدسة اوسايرس-ركس.






الوصول الى بينو

اكدت ناسا في الثالث من ديسمبر لعام 2018 عن وصول اوسايرس-ركس إلى كويكب بينو حيث يتموضع المسبار بمدار يبتعد 19 عن سطح الكويكب ليتم تقليلها لاحقا خلال فترة ديسمبر إلى 6.5 كيلومتر. شرع المسبار مباشرتا باجراء مسح طيفي شامل لسطح بينو حيث اسفرت العملية عن اكتشاف وجود هيدرات المعادن على شكل طين الامر الذي لم يكن يتوقع وجوده لصغر حجم الكويكب , و يعتقد العلماء ان مصدرها يعود إلى كويكب الام الذي نشاء منه بينو قبل ان ينفصلا لاحقا.

في 31 من ديسمبر2018 شرع المسبار بحملة لتكوين خريطه مفصله عن معالم السطحية لبينو بعد ان قام بتصحيح مداره مجددا حيث اصبحت المركبة لا تبتعد سوى 1.75 كيلومتر وتعد هذه اقرب مسافه يمكن لمسبار ان يتخذها حول جسم فضائي معين حيث تحتاج اوسايرس-ركس إلى 62 ساعة لتستكمل مدارها حول بينو.

خريطة شاملة لسطح كويكب بينو من عدسة اوسايرس-ركس



تجميع العينات من بينو

في اغسطس 2019 اختارت ناسا اربعة مواقع مرشحة لالتقاط العينات حيث سميت بالترتيب Nightingale , Kingfisher , Osprey و اخيرا Sandpiper , و قد اختيرNightingale كموقع رئيسي لالتقاط العينات بينما Osprey كموقع بديل ثانوي .

تعد كلتا الموقعين جزئا لفوهات تصادمية معينة حيث تتموضع Nightingale بالقرب من القطب الشمالي لبينو بينما Osprey يقع بالقرب من الخط الاستواء للكويكب .

في البداية اختارت ناسا الخامس و العشرين من اغسطس 2020 كموعد لالتقاط العينات لكن لاحقا تم تغييرها إلى 20 من أكتوبر , لذا شرعت ناسا في منتصف ابريل 2020 باجراء مناورات تحاكي عمليت الهبوط على بينو , جرت العملية في منطقة Nightingale و تظمنت اقتراب المسبار لسطح الكويكب , 65 متمرا , دون الهبوط عليه ثم الابتعاد عنه مباشرتا , و تم اعادة المناورة نفسها لاحقا في الحادي عشر من اغسطس لعام 2020 , و التي جلبت المركبة هذه المره إلى مسافة لاتبعد سوى 40 مترا عن السطح .

في تمام الساعة 22:13 ت ع م المصادف 20 من أكتوبر لعام 2020 نفذت اوسايرس-ركس العملية الاصلية الخاصة بالتقاط العينات حيث استطاعت المركبة ان تلمس سطح بينو بذراعها الجامع للعينات TAGSAM, على الرغم من ان العملية تكللت بالنجاح لكن العلماء وجدو ان العينة الترابية يتخللها قطع صخرية صغيره تتسبب بهروب التربة الملتقطه من ذراعها .

لذلك اللغت ناسا المناوره الخاصه بالكشف عن كتلة العينة الماخوذه و التي تتم من خلال تدوير جسم المركبة و هي ممدودة الذراع حول محورها , و اتخذ قرار بخزن العينة الترابية في كبسولة العودة مبكرا في 27 من اكتوبر2020 بدلا عن الموعد السابق الذي كان في الثاني من نوفمبر 2020 حيث تلقت ناسا في اليوم التالي تاكيد من المركبة يفيد باغلاق كبسولة العودة باحكام بعد ان تم توضيبها في المركبة بنجاح.

و على الرغم من فرار اجزاء من العينة الترابية اثناء عمليت تخزينها الا ان العلماء متفائلين بانهم حصلوا على أكثر مما يريدون حيث يتوقع حصولهم على 60 - 2000 غرام منها .

المواقع الاربعة المرشحة لالتقاط العينات.




ذراع الجامع للعينات او TAGSAM الخاص بااوسايرس-ركس يلامس سطح بينو .






خزن العينات في كبسولة العودة الخاص بالمركبة .




انظر أيضا

المراجع
  1. [http:/www xxx /xwww.nasa.gov/home/hqnews/2011/may/HQ_11-163_New_Frontier.html "NASA To Launch New Science Mission To Asteroid In 2016"] تحقق من قيمة |مسار= (مساعدة). NASA. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. "OSIRIS-REx Factsheet" (PDF). University of Arizona. مؤرشف من الأصل (PDF) في 14 يناير 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. "NASA Plans Asteroid Sample Return". Aviation Week. مؤرشف من الأصل في 28 أبريل 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. "OSIRIS-REx: Asteroid Sample Return Mission" (PDF) (Press Kit). NASA. August 2016. مؤرشف من الأصل (PDF) في 6 يوليو 2017. اطلع عليه بتاريخ 18 سبتمبر 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. OSIRIS-REx brochure. نسخة محفوظة 04 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.
  6. Buck, Joshua; Diller, George (5 August 2013). "NASA Selects Launch Services Contract for OSIRIS-REx Mission". ناسا. مؤرشف من الأصل في 12 سبتمبر 2016. اطلع عليه بتاريخ 08 سبتمبر 2013. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. "NASA Selects United Launch Alliance Atlas V for Critical OSIRIS REx Asteroid Sample Return Mission". PRNewswire. 5 August 2013. مؤرشف من الأصل في 5 ديسمبر 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  8. NASA to Launch New Science Mission to Asteroid in 2016 (05.25.2011)| NASA نسخة محفوظة 02 يناير 2018 على موقع واي باك مشين.
  9. ""ناسا" ترجّح أن يكون المسبار "أوسايرس-ريكس" نجح في جمع عيّنات من كويكب بينو". النبأ الكويتية. 22 أكتوبر 2020. مؤرشف من الأصل في 22 أكتوبر 2020. اطلع عليه بتاريخ 22 أكتوبر 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة); soft hyphen character في |مسار أرشيف= على وضع 130 (مساعدة)
  10. "مسبار أمريكي يصل إلى كويكب بينو". RT Arabic. مؤرشف من الأصل في 9 ديسمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 08 ديسمبر 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  11. ناسا تطلق مسبار أوسايرس – ركس في أكبر مهمات احضار عينات من الفضاء نسخة محفوظة 18 أبريل 2017 على موقع واي باك مشين.
    في كومنز صور وملفات عن: أوسايرس-ركس
    أوسايرس-ركس على مواقع التواصل الاجتماعي
    • بوابة استكشاف
    • بوابة الفضاء
    • بوابة المجموعة الشمسية
    • بوابة رحلات فضائية
    • بوابة علم الفلك
    • بوابة كواكب صغيرة ومذنبات
    • بوابة عقد 2010
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.