Maak kennis met de 'Guide Boulders' van OSIRIS-REx.
Toen het NASA-ruimtevaartuig meer dan een jaar geleden voor het eerst bij de asteroïde Bennu arriveerde, was het oppervlak van de asteroïde veel anders dan verwacht. In plaats van een oppervlak met grote, gladde oppervlakken, is bijna het hele oppervlak bedekt met keien. Dat betekende dat NASA de bemonsteringsprocedure opnieuw moest bekijken.
Aanvankelijk waren ze van plan om LIDAR te gebruiken om OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) naar het oppervlak van asteroïde Bennu te leiden. OSIRIS-REx is een monsterretourmissie en moet het oppervlak aanraken om monsters te verzamelen.
LIDAR (LIght Detection And Ranging) is een navigatiesysteem dat lichtpulsen uitzendt en de reflecties leest. Door de terugkeertijd van de pulsen te meten, kan het een foto 'tekenen' van de objecten die het licht reflecteren. Het resultaat wordt een "puntenwolk" genoemd. Doe dit honderden, duizenden, zelfs miljoenen keren, en het beeld wordt behoorlijk gedetailleerd.
De LIDAR van OSIRIS-REx wordt Guidance, Navigation and Control (GNC) LIDAR genoemd. Maar het was ontworpen om het ruimtevaartuig te laten landen op landingsplaatsen met een diameter van 50 meter (164 ft). Bij aankomst in Bennu was het duidelijk dat de asteroïde dergelijke locaties niet heeft. De grootste site is veel kleiner, slechts 16 meter (52 ft.) Breed, of ongeveer 10% van het gebied dat NASA dacht dat er zou zijn.
Het OSIRIS-REx-team moest dus met een andere oplossing komen. Een die het ruimtevaartuig veilig naar de veel kleinere bemonsteringslocaties zou kunnen leiden.
Voer NFT of Natural Feature Tracking in.
Natural Feature Tracking is gebaseerd op een soort catalogus van camerabeelden met hoge resolutie van de bemonsteringslocaties op het oppervlak van asteroïde Bennu. Terwijl OSIRIS-REx afdaalt naar een site, vergelijkt het de live camerabeelden met de database met afbeeldingen om gevaren te vermijden en veilig af te dalen. Het NFT-systeem werd opgenomen in de OSIRIS-REx-missie als back-up naar LIDAR.
Het afgelopen jaar heeft het ruimtevaartuig een reeks steeds dichterbij komende flyby's van potentiële landingsplaatsen uitgevoerd. In eerste instantie identificeerde NASA vier potentiële sites, en daarna werd het teruggebracht tot slechts twee: Nightingale, de primaire site; en Osprey, de back-upsite. Tijdens de flybys of fly-overs legde het ruimtevaartuig beelden in hoge resolutie vast van de locaties, evenals de naderingen en de vertrekken. De sites worden vanuit verschillende hoeken en onder verschillende lichtomstandigheden afgebeeld om ze zo nauwkeurig mogelijk te maken.
Terug op aarde gebruikte het OSIRIS-REx-team al deze afbeeldingen om gevaren te identificeren, met name gevaarlijke rotsblokken, die zich dicht bij de primaire bemonsteringssite, Nightingale, en de back-upsite, Osprey, bevinden. Vervolgens combineerden ze die afbeeldingen met gegevens van OSIRIS-REx's Laser Altimeter (OLA) om gedetailleerde kaarten van Bennu's oppervlak te maken.
Een technisch artikel van NASA beschrijft NFT als volgt: “Voor de onboard-rendering geeft NFT elk kenmerk weer met behulp van gegevens van vormmodellen die zijn gegenereerd op basis van gegevens die eerder in de missie zijn verzameld. Elk kenmerk wordt vertegenwoordigd door een reeks terreininformatie en bijbehorende albedogegevens die overeenkomen met een patch op het asteroïde oppervlak. NFT gebruikt deze gegevens vervolgens samen met de voorspelde zonhoek en camerapositie om het verwachte uiterlijk van de functie weer te geven, die wordt vergeleken met het verzamelde beeld aan boord met behulp van genormaliseerde kruiscorrelatie. ”
Er komen een paar repetitiebemonsteringsoperaties aan, en OSIRIS-REx zal NFT gebruiken tijdens die nauwe benaderingen. Het OSIRIS-REx-team zal de effectiviteit van de NFT monitoren en, indien nodig, kijken of het ruimtevaartuig zelfs een benadering kan afbreken. Dit gebeurt allemaal automatisch, aangezien Bennu te ver weg is voor realtime communicatie.
Eind augustus zal het ruimtevaartuig de eerste echte monsterverzameling proberen. OSIRIS-Rex is uitgerust voor meerdere pogingen tot monsterverzameling als de eerste niet is gelukt.
Het ruimtevaartuig zal in 2021 vertrekken van asteroïde Bennu en het monster in 2023 naar de aarde terugsturen.
Meer:
- Persbericht: Bennu's Boulders Shine as Beacons voor NASA's OSIRIS-REx
- NASA Technical Paper: lessen geleerd uit OSIRIS-REx autonome navigatie met behulp van Natural Feature Tracking
- Space Magazine: OSIRIS-REx vloog 620 meter boven de landingsplaats. Bevestigt dat het een Boulder-Strewn Nightmare is, net als de rest van Bennu
