Какой материал будет доставлен с астероида Бенну?

Совсем скоро космический аппарат возьмет образец с астероида Бенну для отправки на Землю. Он может быть непохож на все то, что мы имеем в коллекции метеоритов на Земле.

Первая миссия НАСА по возвращению астероидного образца сейчас знает гораздо больше о материале, который она будет собирать всего через несколько недель, рассказывают в американском аэрокосмическом агентстве.

В специальном сборнике из шести статей, опубликованных недавно в журналах "Science" и "Science Advances", ученые, участвующие в миссии OSIRIS-REx, представили новые выводы о поверхностном материал астероида Бенну, его геологических характеристиках и динамической истории.

Эти открытия дополняют научные требования к сбору образцов миссии OSIRIS-REx и дают представление об образце Бенну, который ученые будут изучать в течение последующих поколений.

Новости по подобной теме:

		NASA отправит аппарат к астероиду Апофис, когда тот будет приближаться к Земле
		Образцы с астероида Рюгу показывают, что органические соединения могут образовываться в более холодных регионах космоса
		Спутник астероида Динкинеш удивил исследователей

Одна из работ, которую возглавляет Эми Саймон из Центра космических полетов НАСА им.Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, показывает, что на поверхности астероида широко распространен органический материал, содержащий углерод, в том числе на первичном участке миссии, Найтингейл, где OSIRIS-REx 20 октября осуществит свою первую попытку сбора образцов. Эти выводы указывают на то, что в собранной пробе, вероятно, будут присутствовать гидратированные минералы и органический материал.

Эта органическое вещество может содержать углерод в форме, которая часто встречается в биологии или в соединениях, связанных с биологией. Ученые планируют детальные эксперименты над этими органическими молекулами и надеются, что возвращенная проба поможет ответить на сложные вопросы о происхождении воды и жизни на Земле.

«Большое количество углеродного материала является главным научным триумфом миссии. Сейчас мы оптимистично настроены на то, что соберем и вернем образец с органическим материалом - центральная цель миссии OSIRIS-REx», - сказал Данте Лауретта, главный исследователь OSIRIS-REx из Университета Аризоны в Тусоне.

Авторы спецсборника также определили, что карбонатные минералы являются некоторыми геологическими особенностями астероида. Карбонатные минералы часто выпадают в осадок с гидротермальных систем, содержащих как воду, так и углекислый газ. В ряде валунов на Бенну есть яркие жилки, которые, видимо, сделаны из карбоната - некоторые из них расположены вблизи кратера Найтингейл, что означает, что в возвращенном образце могут быть карбонаты.

NASA/Goddard/University of Arizona

Изучением карбонатов, обнаруженных на Бенну, руководила Ханна Каплан с Годдарда. Эти выводы позволили ученым высказать мнение, что родительский астероид Бенну, вероятно, имел разветвленную гидротермальных систему, где вода взаимодействовала и меняла горную породу на родительском теле Бенну. Хотя родительское тело было уничтожено давным-давно, мы видим свидетельство того, как когда-то выглядел этот водянистый астероид - в его останках, составляющих Бенну. Некоторые из этих карбонатных жил в валунах Бенну имеют длину до нескольких футов и толщину до нескольких дюймов, подтверждая, что на родительском теле Бенну присутствовала гидротермальная система воды астероидного масштаба.

Ученые сделали еще одно поразительное открытие на месте Найтингейл: его реголит только недавно потерпел действия суворой космической среды, а это значит, что во время миссии будет собрана и возвращена часть наиболее первозданного материала на астероиде. Найтингейл является частью популяции молодых, спектрально красных кратеров, обнаруженных в ходе исследования под руководством Данные Делла-Джустин в Университете Аризоны. «Цвета» Бенну (вариации наклона спектра видимых волн) гораздо разнообразнее, чем предполагалось изначально. Это разнообразие обусловлено сочетанием различных материалов, унаследованных от родительского тела Бенну, и разной продолжительностью воздействия космической среды.

Выводы этой работы являются важной вехой в постоянных дискуссиях в сообществе планетарной науки: как примитивные астероиды, такие как Бенну, меняются спектрально, когда они подвергаются процессам «космической погоды», таким как бомбардировка космическими лучами и солнечным ветром. Несмотря на то, что Бенну невооруженным глазом выглядит довольно черным, авторы иллюстрируют разнообразие поверхности Бенну, используя ложно-цветные визуализации мультиспектральных данных, собранных камерой MapCam. Самый свежий материал на Бенну, такой как тот, что найден на месте Найтингейл, спектрально краснее среднего показателя и, таким образом, кажется красным на этих изображениях. Поверхностный материал становится ярко-голубым, когда в течение промежуточного периода времени он был подвержен влиянию космической погоды. Поскольку материал поверхности продолжает выветриваться в течение длительных периодов времени, он в конечном итоге освещается на всех длинах волн, становясь менее интенсивно синим - средним спектральным цветом Бенну.

Статья Делла-Джустин и других также различает два основных типа валунов на поверхности Бенну: темные и шершавые и (реже) яркие и гладкие. Различные типы могли образоваться на разной глубине в родительском астероиде Бенну.

Типы валунов не только визуально отличаются друг от друга, они также имеют свои уникальные физические свойства. Исследование, проведенное под руководством Бена Розитиса из Открытого университета Великобритании, показывает, что темные камни слабее и более пористые, тогда как яркие камни прочнее и менее пористые. Яркие камни также содержат карбонаты, идентифицированные Капланом и командой, что позволяет предположить, что осадки карбонатных минералов в трещинах и пористых пространствах может быть причиной их повышенной прочности.

Однако, оба типа валунов слабее, чем ожидали ученые. Розитис и его коллеги подозревают, что темные камни Бенну (слабее, пористые и более распространенный тип) не пережили бы путешествие через атмосферу Земли. Поэтому вполне вероятно, что возвращенные образцы астероида Бенну станут недостающим звеном для ученых, так как этот тип материала в настоящее время не представлен в коллекциях метеоритов.

Бенну – это ромбовидная куча щебня, плывущего в космосе, но в ней есть больше, чем кажется на первый взгляд. Данные, полученные лазерным альтиметром OLA – научным прибором, предоставленным Канадским космическим агентством – позволили команде миссии разработать трехмерную цифровую модель местности астероида, которая с разрешением 20 см является беспрецедентным в детальности и точности. В этой работе под руководством Майкла Дэйли из Йоркского университета ученые объясняют, как детальный анализ формы астероида обнаружил хребетоподобные насыпи на Бенну, которые простираются от полюса до полюса, но достаточно тонкие, чтобы люди могли легко их пропустить взглядом. Об их присутствии намекали ранее, но их полная протяженность от полюса до полюса стала понятной только тогда, когда для сравнения данных OLA разделили северное и южное полушария.

Цифровая модель рельефа также показывает, что северное и южное полушария Бенну имеют различные формы. Южное полушарие кажется более гладким и круглым, что, по мнению ученых, является результатом попадания рыхлого материала в многочисленные крупные валуны региона.

NASA/Goddard/University of Arizona

Еще одна статья с исследованием со спецзборника, которое возглавлял Даниэль Шеер из Университета Колорадо в Боулдере, рассматривает гравитационное поле Бенну, которое было определено путем отслеживания траекторий движения космического корабля OSIRIS-REx и частиц, которые естественным образом выбрасываются с поверхности Бенну. Использование частиц в качестве гравитационных зондов является случайным. До выявления выбросов частиц на Бенну в 2019 году команда была занята картографированием гравитационного поля с необходимой точностью, используя только данные отслеживания космического аппарата. Естественные поставки десятков мини-гравитационных зондов позволило команде значительно превысить их потребности и получить беспрецедентное понимание внутренностей астероида.

Воспроизведенное гравитационное поле показывает, что внутри Бенну не однороден. Зато внутри астероида есть карманы с материалом высшей и меньшей плотности. Это, как если бы в его центре есть пустота, в которой вы можете вместить пару футбольных полей. Кроме того, выпуклость на экваторе Бенну недостаточно плотная, что свидетельствует о том, что вращение Бенну поднимает этот материал.

Все шесть публикаций в спецсобрании используют глобальные и локальные наборы данных, собранные космическим аппаратом OSIRIS-REx с февраля по октябрь 2019 года. Спецсобрание подчеркивает, что такие миссии по возвращению образцов, как OSIRIS-REx, важны для полного понимания истории и развития нашей Солнечной системы.

К выполнению своей большой цели – собрание кусочка первозданного, гидратированного, богатого углеродом астероида – осталось меньше двух недель. OSIRIS-REx отправится с Бенну в 2021 году и доставит образец на Землю 24 сентября 2023 года.

Центр космических полетов НАСА имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, обеспечивает общее управление миссии, системную инженерию, а также безопасность и гарантии выполнения миссии OSIRIS-REx. Данте Лауретта из Университета Аризоны, Тусон, является главным исследователем, а Университет Аризоны также возглавляет научную группу и планирование научных исследований и обработку данных. Компания Lockheed Martin Space в Денвере построила космический аппарат и обеспечивает его эксплуатацию в полете. Годдард и KinetX Aerospace отвечают за навигацию космическим аппаратом OSIRIS-REx. OSIRIS-REx - это третья миссия в программе НАСА «Новые грани», которой руководит Центр космических полетов Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, для Управления научных миссий агентства в Вашингтоне.

Астероид Бенну – потенциально опасный для нашей планет объект, с шансом 1-на-2700 врезаться в Землю между 2175 и 2199 годами. Ожидаемая кинетическая энергия от столкновения 1200 мегатонн в тротиловом эквиваленте.

Читайте еще интересные новости о космосе.

• Бенну
• Астероиды