جاده پردست انداز پیش روی اوسیریس-رکس ناسا

سیارک بنو تبدیل به یک مکان خطرناک برای فضاپیمای ناسا می‌شود: این سیارک دارای سطحی ناهموار است و گاهی حتی سنگ‌ها را به فضا پرتاب می‌کند.

اوسیریس-رکس ناسا چندین شگفتی را در مورد سطح سیارک 101955 بنو نشان داده است، جایی که فضاپیما در ماه ژوئیه 2020 نمونه‌ای از آن را بازیابی خواهد کرد. در حالی که مطالعات اولیه و تصویربرداری مسیریاب، یک سطح صاف را نشان داده‌اند که توسط مواد ریزدانه پوشیده شده است، تجزیه و تحلیل نزدیک انجام شده از زمانی که کاوشگر به سیارک در 3 دسامبر 2018 رسید، این امر را ضعیف نشان داده است.

سیارک 101955 بنو.
NASA / Goddard / Univ. of Arizona

چالش‌های بازيابی نمونه
بسیاری از تخته‌سنگهای بزرگ بر روی سطح بنو، تا قطر 10 متر (30 فوت) هستند، و برای استفاده از فضاپیما، چندین نقطه امن وجود دارد. دامنه‌ها هم ناهموار هستند. علاوه بر این، رگولیت – ماسه سست و سنگهایی که سطح را پوشش می‌دهند، اندازه‌های متنوعی نسبت به امر پیش‌بینی شده دارند که برای مجموعه‌های نمونه‌گیری طراحی شده برای بازیابی ذرات کمتر از 2 سانتیمتر (0.8 اینچ) در قطر مشکل‌ساز است.

یکی دیگر از مشکلات بالقوه فرود این است که بازتابی از مواد سطحی دارای دامنه وسیع‌تری از حد انتظار است. بنو یکی از تاریک‌ترین اجسام در منظومه شمسی است که به طور متوسط تنها 4 درصد از نور خورشید را بازتاب می‌کند. با این حال، برخی از قسمت‌های سطح سنگی منعکس کننده نور تا 20 درصد می‌باشد. این تغییرپذیری، چالشی برای سیستم‌های ناوبری مبتنی بر لیزر فضاپیما است.

دانته لاورتا (دانشگاه آریزونا) و همکارانش در مجله نیچر از این امر نتیجه می‌گیرند که بازتاب متنوع سیارک، در اندازه ذرات و زبری کلی زمین، فراتر از مشخصات طراحی فضاپیما است. با این وجود، تیم اطمینان دارد که می‌توانند با آنچیزی که در دسترس دارند به کار خود ادامه دهند و برنامه فعلی خود را حفظ کنند، حتی اگر این امر بدین معنی است که مجبور باشند برنامه‌های اصلی خود را برای چگونگی فرود به سطح سیارک، تنظیم کنند.

همانگونه که اوسیریس _رکس ناسا، جزئیات دقیقی از سیارک بنو را بررسی می‌کند، تیم ماموریت، شروع به شناسایی مکان‌های بالقوه برای فضاپیما، به منظور جمع‌آوری نمونه از جمله سایت پیشنهادی در نیمکره شمالی سیارک می‌کند. سایت‌های فرود پیشنهادی در شعاع کمتر از آنچه که در ابتدا برنامه‌ریزی شده‌اند، نیاز به بررسی دقیق‌تر فضاپیما دارند.
ناسا / گودارد / دانشگاه از آریزونا

دیدار با بنو: شمع باستانی اما فعال
حتی قبل از فرود فضاپیما، در حال حاضر چیزهایی زیادی در مورد ویژگی‌های سیارک و تاریخچه، آموخته‌ایم.

سیارک بنو کمی بزرگتر از ساختمان امپایر استیل است، و محققان شکل آن را به خاطر یک چرخش زیاد توصیف می‌کنند؛ با این حال، همانطور که دیو دیکینسون می‌گوید، سیارک نیز شباهتی به یک مرد دست و پا 10 طرفه معمولی بازی‌ جدول دارد. شکل سیارک نیز به طور چشمگیری شبیه به سیارک ریوگو 162173، هدف هاسایوسا 2 از آژانس اکتشاف هوافضای ژاپن دارد.

برنویین (آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان‌هاپکینز) و همکارانش براساس تصاویر اوسیریس _رکس ناسا از سطح سیارک، مشخص کرده‌اند که بونو، که به اصطلاح rubble pile نامیده می‌شود (اینگونه سیارکها معمولا بر اثر گرانش به این شکل درمی‌آیند)، دارای یک ماده متخلخل مانند اسفنج است. با این حال، شکل آن – به ویژه حضور یک سری رگه‌هایی است که از قطب به قطب امتداد دارند که نیز نشان دهنده سفتی داخلی است که رسیدن به عمق سیارک را به حداقل میرساند.

در حال حاضر، بنو با دوره 4.3 ساعت می‌چرخد، اما هر 100 سال یک بار این چرخش در حدود یک ثانیه کوتاه می‌شود. این امر به خاطر چیزی است که به نام اثر یورپ (Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack) شناخته می‌شود، جایی که سیارک به تدریج می‌چرخد، به طوری که نور خورشید سطح آن را ناهموار می‌کند. دانشمندان این مأموریت معتقدند که این اثر یورپ باعث تغییرات در سطح بنو می‌شود. با وجود سن تخمینی بالا از 100 میلیون تا 1 میلیارد سال، بنو همیشه سن خود را نشان نمی‌دهد – زیرا دارای دهانه‌های بزرگ است، اما تعداد کمی از آنها کوچک است، که به این امر اشاره دارد که سطح آن به آرامی تکامل یافته است.

محققان، بنو را به عنوان یک کاندیدای اولیه کندریت کربن‌دار طبقه‌بندی کرده‌اند، که بسیاری از آنها بر روی سطوح خود ترکیبات آب و کربن دارند. اوسیریس _رکس اکنون طیفی از سطح سیارک را به نمایش گذاشته است که مواد معدنی هیدراته و همچنین شواهدی از هیدروکسیل‌ها که مولکول‌های حاوی اتم‌های هیدروژن و اکسیژن هستند را نشان می‌دهد. محققان معتقدند که این مولکول‌ها بخشی از مواد رسوبی آب هستند که به تعامل گذشته با آب اشاره دارند، احتمالا قبل از اینکه بنو از یک سیارک بزرگتر والد جدا شود.

اوسیریس _رکس همچنین صخره‌های سیارکی و گرد و غبار را در فواصل نامنظم به فضا پرتاب می‌کند. لورتا در 19 مارس در کنفرانس علمی قمری و سیاره‌ای گفت: “من می‌گویم [این وقایع] یکی از بزرگترین شگفتی‌های حرفه‌ی علمی من است. تیم هنوز مطمئن نیست که چه چیزی باعث این تخریب‌ها می‌شود. یک ایده این است که در حال حاضر سیارک در اطراف خورشید قرار گرفته است – نزدیک‌ترین مدارش به خورشید را دارد – افزایش گرمای سطح آن ممکن است در این امر نقش داشته باشد.

این تصویر از سیارک بنو در 19 ژانویه نشان دهنده پرتاب مواد از سطحش می‌باشد. تصویر ترکیبی از دو تصویر گرفته شده توسط NavCam 1 در فضاپیمای اوسیریس رکس ناسا گرفته شده است که شامل یک تصویر کوتاه مدت (1،4 مگاپیکسلی) که سیارک و یک تصویر طولانی‌مدت (5 ثانیه) است که ذرات را به وضوح نشان می‌دهد
ناسا / گودارد / دانشگاه آریزونا / لاکهید مارتین

اولین رویداد پرتاب مواد در تاریخ 6 ژانویه شناسایی شد. از آن زمان، تیم در مجموع 11مورد را کشف کرده است. در یک رویداد، سیارک ممکن است ده‌ها یا حتی صدها ذره را در فضای اطراف آن بیرون بریزد. ذرات در ابعاد سانتی‌متر تا ده سانتیمتر در قطر اندازه‌گیری شده‌اند.

بیشتر این ذرات به آرامی نسبت به سرعت فرار سیارک حرکت می‌کنند. لورتا گفت در حالی که بعضی از آنها در مدارهای کوتاه‌مدت اتفاق می‌افتند، بقیه هم انتظار می‌رود که چند هفته یا شاید ماه‌ها طول بکشد، آنها سرانجام به سطح سیارک باز می‌گردند. اما برخی از ذرات با سرعت چند متر در هر ثانیه، به اندازه کافی سریع هستند که قدرت فرار به فضا را دارند.

احتمال این که هر یک از این سنگها به فضاپیما ضربه بزنند، خیلی کم است.

در کنفرانس مطبوعاتی، لورتا در مورد احتمالی خاطر نشان کرد که ممکن است آوارهای این رویداد، ممکن است منجر به بارش شهابی بر روی زمین شود (زمانی که سیاره ما در آینده از مدار سیارک بنو عبور می‌کند). او می‌گوید “این اتفاق ممکن است هر سال در اواخر ماه سپتامبر رخ دهد.” “ما در حال همکاری با همکارانمان در موسسه ستی در کالیفرنیا هستیم تا برخی از دوربین‌های نظارت را تنظیم کنیم و ببینیم آیا واقعا بارش شهابی بنو وجود دارد؟”

ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Bumpy Road Ahead For NASA’s Osiris-REX
By: Javier Barbuzano | March 20, 2019
https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/bumpy-road-ahead-for-nasa-osiris-rex/