Se avecina un momento histórico para la misión OSIRIS-REx de la NASA. En solo unas pocas semanas, la nave espacial robótica OSIRIS-REx descenderá a la superficie sembrada de rocas del asteroide Bennu, aterrizará durante unos segundos y recogerá una muestra de las rocas y el polvo del asteroide, lo que marcará la primera vez que la NASA consigue coger pedazos de un asteroide, que será devuelto a la Tierra para su estudio.
El 20 de Octubre, la misión realizará el primer intento de su evento de recolección de muestras Touch-And-Go (TAG). Esta serie de maniobras llevarán a la nave espacial al lugar del asteroide llamado Nightingale, un área rocosa de 16 metros de diámetro en el hemisferio norte de Bennu, donde el brazo robótico de muestreo de la nave intentará recolectar una muestra. El sitio Nightingale fue seleccionado como el sitio de muestreo principal de la misión porque contiene la mayor cantidad de material de grano fino sin obstrucciones, pero la región está rodeada de rocas del tamaño de un edificio. Durante el evento de muestreo, la nave espacial, que es del tamaño de una camioneta grande, intentará aterrizar en un área que es solo del tamaño de unos pocos espacios de estacionamiento, y a solo unos pasos de algunas de estas grandes rocas.
Durante el evento de recolección de muestras de 4,5 horas, la nave espacial realizará tres maniobras separadas para alcanzar la superficie del asteroide. La secuencia de descenso comienza con OSIRIS-REx encendiendo sus propulsores para una maniobra de salida de la órbita para dejar su órbita segura aproximadamente a 770 metros de la superficie de Bennu. Después de viajar cuatro horas en esta trayectoria descendente, la nave espacial realizará la maniobra "Checkpoint" a una altitud aproximada de 125 metros. Esta combustión del propulsor ajusta la posición y la velocidad de OSIRIS-REx para descender abruptamente hacia la superficie. Aproximadamente 11 minutos después, la nave espacial realizará la combustión "Matchpoint" a una altitud aproximada de 54 metros, ralentizando su descenso y apuntando a una trayectoria que coincida con la rotación del asteroide en el momento del contacto. La nave luego descenderá a la superficie, aterrizará durante menos de dieciséis segundos y disparará una de sus tres botellas de nitrógeno presurizado. El gas agitará y levantará el material de la superficie de Bennu, que luego quedará atrapado en la cabeza recolectora de la nave espacial. Después de este breve toque, OSIRIS-REx encenderá sus propulsores para alejarse de la superficie de Bennu y navegar a una distancia segura del asteroide.
Después de la maniobra de salida de la órbita, la nave espacial emprenderá una secuencia de reconfiguraciones para prepararse para el muestreo. Primero, OSIRIS-REx extednerá su brazo de muestreo robótico, el Mecanismo de adquisición de muestras Touch-And-Go (TAGSAM), desde su posición de almacenamiento plegada hasta la posición de recolección de muestras. Posteriormente, los dos paneles solares de la nave espacial se moverán en una configuración de "ala en Y" sobre el cuerpo de la nave espacial, que los colocará de manera segura hacia arriba y lejos de la superficie del asteroide durante el aterrizaje. Esta configuración también colocará el centro de gravedad de la nave espacial directamente sobre la cabeza del colector TAGSAM, que es la única parte de la nave espacial que entrará en contacto con la superficie de Bennu durante el evento de recolección de muestras.
Debido a que la nave espacial y Bennu estarán a aproximadamente 334 millones de kilómetros de la Tierra durante el TAG, las señales tardarán unos 18,5 minutos en viajar entre ellos. Este lapso de tiempo impedirá el control en directo de las actividades de vuelo desde tierra durante el evento TAG, por lo que la nave espacial está diseñada para realizar toda la secuencia de recolección de muestras de forma autónoma. Antes del inicio del evento, el equipo de OSIRIS-REx vinculará todos los comandos a la nave espacial y luego enviará un comando "GO" para comenzar.
Para navegar de forma autónoma al sitio Nightingale, OSIRIS-REx utilizará el sistema de navegación Natural Feature Tracking (NFT). La nave espacial comenzará a recopilar imágenes de navegación aproximadamente 90 minutos después de la salida de la órbita. Luego comparará estas imágenes en tiempo real con un catálogo de imágenes integrado, utilizando características de la superficie identificadas para asegurarse de que está en el camino correcto hacia el sitio. A medida que la nave espacial se acerque a la superficie, OSIRIS-REx actualizará las maniobras Checkpoint y Matchpoint basadas en la estimación del navegador NFT de la posición y velocidad de la nave espacial. OSIRIS-REx continuará utilizando las estimaciones del NFT a medida que descienda a la superficie después de la maniobra Matchpoint para monitorear su posición y velocidad de descenso. La nave espacial abortará de forma autónoma si su trayectoria varía fuera de los límites predefinidos.
Para garantizar que la nave espacial aterrice en un área segura que evite las numerosas rocas de la región, el sistema de navegación está equipado con un mapa de peligros del sitio Nightingale, que delinea áreas dentro del sitio de muestreo que podrían dañar potencialmente la nave espacial. Si el sistema NFT de la nave espacial detecta que está en camino de tocar una de estas zonas peligrosas, la nave de forma autónoma saldrá de su aproximación una vez que alcance una altitud de 5 metros. Esto mantiene la nave espacial segura y permite un intento posterior de recolección de muestras en una fecha futura.
A medida que la nave espacial realice cada evento en la secuencia de recolección de muestras, enviará actualizaciones de telemetría al equipo OSIRIS-REx, aunque a una velocidad de datos extremadamente lenta. El equipo monitoreará la telemetría durante la excursión y podrá confirmar que la nave espacial ha aterrizado con éxito en la superficie de Bennu poco después de que ocurra el TAG. Las imágenes y otros datos científicos recopilados durante el evento se vincularán después de que la nave espacial se haya alejado del asteroide y pueda apuntar su antena más grande hacia la Tierra para transmitir a velocidades de comunicación más altas.
OSIRIS-REx se encargará de recolectar al menos 60 gramos del material rocoso de Bennu para traerlos de regreso a la Tierra, el mayor retorno de muestras del espacio desde el programa Apolo, y la misión ha desarrollado dos métodos para verificar que se produjo esta recolección de muestras. El 22 de Octubre, la cámara SamCam de OSIRIS-REx capturará imágenes del cabezal TAGSAM para ver si contiene el material de la superficie de Bennu. La nave espacial también realizará una maniobra de giro el 24 de Octubre para determinar la masa del material recolectado. Si estas medidas muestran una recolección exitosa, se tomará la decisión de colocar la muestra en la Cápsula de Retorno de Muestras (SRC) para regresar a la Tierra. Si no se ha recolectado suficiente muestra de Nightingale, la nave espacial tiene cargas de nitrógeno a bordo para dos intentos más. Pero no se realizaría un intento de TAG en el lugar secundario Osprey antes de Enero de 2021.
El equipo de la misión ha pasado los últimos meses preparándose para el evento de recolección de muestras mientras maximiza el trabajo remoto como parte de su respuesta al COVID-19. El día del TAG, un número limitado de miembros del equipo monitoreará la nave espacial desde el Área de Apoyo a la Misión de Lockheed Martin Space, tomando las precauciones de seguridad adecuadas. Otros miembros del equipo también estarán en otros lugares para cubrir el evento, mientras también mantendrán los protocolos de seguridad.
La nave espacial está programada para partir de Bennu en 2021 y entregar la muestra recolectada a la Tierra el 24 de Septiembre de 2023.
