Recuperar una muestra de asteroide no es una tarea fácil. Hacer el trabajo con los ojos vendados es aún más desafiante. Es por eso que los científicos equiparon la nave espacial OSIRIS-REx con un par de ojos para ver cómo se desarrollaba todo.

Orígenes de la NASA, Interpretación espectral, Identificación de recursos, Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) se lanzó el 8 de septiembre de 2016, y viaja a un asteroide cercano a la Tierra conocido como Bennu, para recolectar una muestra de material de superficie, y devuélvalo a la Tierra para su estudio. Un trío de cámaras lo capturará todo.

El conjunto de cámaras OSIRIS-REx, u OCAMS, consta de tres cámaras. PolyCam es una cámara de alta resolución que adquirirá las primeras imágenes de Bennu y realizará un mapeo inicial del asteroide. MapCam es una cámara de resolución media que mapeará el asteroide en color y buscará satélites y columnas de polvo. SamCam documentará el proceso de muestreo. La nave espacial almacenará las imágenes capturadas por OCAMS y las enviará al equipo OSIRIS-REx cada pocos días.

Los científicos diseñaron el conjunto de cámaras para que fuera funcionalmente redundante, lo que significa que si una de las cámaras falla durante la misión, las otras dos cámaras pueden intervenir.

"Cuando tienes una misión crítica como esta, quieres redundancia, "dijo Christian d'Aubigny, Científico adjunto de instrumentos de OCAMS en la Universidad de Arizona, Tucson. "Las cámaras tienen cierta superposición en sus capacidades. No son copias exactas entre sí, pero si uno falla todavía pueden hacer el trabajo ".

La primera cámara que ve a Bennu se llama PolyCam. Similar a un erudito, un ser humano que tiene la habilidad de hacer varias cosas diferentes, PolyCam puede realizar una amplia gama de tareas ópticas.

PolyCam tiene un mecanismo de enfoque que le permite volver a enfocar desde el infinito hasta aproximadamente 500 pies (0,15 kilómetros), lo que proporciona a PolyCam la capacidad de pasar de detectar estrellas y asteroides desde lejos a resolver pequeños guijarros en la superficie del asteroide.

PolyCam tiene una mejor agudeza visual, o agudeza de la visión, que un águila. Varias especies de águilas pueden ver objetos pequeños, como presas, desde una distancia de hasta 2 millas. Pero con su alta resolución, PolyCam puede adquirir imágenes de objetos de tamaño similar en Bennu en un rango de aproximadamente 30 a 60 millas (48,2 a 96,5 kilómetros) para determinar su forma y descubrir cómo los científicos pueden maniobrar la nave espacial alrededor del asteroide.

Una vez que PolyCam realiza un mapeo inicial del asteroide, Los científicos usarán la cámara para identificar un sitio donde la nave espacial podría recolectar una muestra de la superficie de Bennu que esté lo más libre de peligros posible. como cantos rodados y pendientes espectaculares.

"Ya, a unas 2 millas (3,5 kilómetros), estamos dividiendo la superficie del asteroide en lugares de "ir" y "no ir", "dijo Bashar Rizk, Científico de instrumentos OCAMS en la Universidad de Arizona. "Si un lugar está cubierto de peligros, simplemente no vamos a ir allí porque no queremos arriesgarnos a dañar la nave espacial ".

La segunda cámara para echar un vistazo a Bennu se llama MapCam. Esta cámara tiene un campo de visión más amplio que PolyCam y está equipada con varios filtros de color en su rueda de filtros para ayudar a los científicos a identificar ubicaciones en el asteroide donde pueden estar presentes minerales específicos de interés. particularmente aquellos que pueden haber estado alguna vez en contacto con agua líquida.

MapCam también buscará satélites y columnas de polvo, lo que puede representar un peligro para la nave espacial. Hay varios mecanismos sospechosos para la formación de plumas, como la sublimación, en el que una sustancia congelada pasa directamente a un gas sin pasar primero por la fase líquida, y levitación electromagnética debido a la carga eléctrica del viento solar a medida que el asteroide se acerca al sol.

"Los asteroides están expuestos a mucha radiación solar porque no tienen atmósfera, "Dijo Rizk." Son torturados sin piedad por el sol cada vez que lo rodean ".

Debido a la falta de agua en la superficie, los científicos predicen que el regolito de Bennu, una capa de material suelto, incluido el polvo, suelo y rocas rotas:está muy seco, similar a la superficie de la luna. El material de la superficie puede adherirse fácilmente a las cosas, aumentando el riesgo de contaminar la nave espacial OSIRIS-REx durante el muestreo.

La contaminación por polvo es de particular interés para la tercera cámara de la nave espacial:SamCam. Esta cámara es de baja resolución, Cámara de gran angular diseñada para acercarse y personalmente al asteroide para documentar la adquisición del muestreo. Cuando llega el momento de recuperar una muestra, SamCam deberá poder conservar su funcionalidad hasta por tres intentos.

Para combatir esta amenaza potencial, el equipo de la Universidad de Arizona proporcionó a SamCam varias copias del mismo filtro, que se colocan delante de la óptica de la cámara para actuar como una tapa. Los filtros ayudan a garantizar que la cámara tenga un Visualización sin obstáculos del evento de muestreo en caso de que sea necesario repetir el muestreo.

El equipo también tuvo que tener en cuenta la radiación de los rayos gamma y los rayos X al diseñar OCAMS. Los científicos colocaron las cámaras en una armadura hecha de titanio sólido y aluminio. Estos materiales pueden bloquear la radiación que OSIRIS-REx encontrará durante la misión. Las lentes están hechas de materiales, como el dióxido de silicio, que son resistentes a la radiación, así como una serie de otros tipos de vidrio que se infunden con cerio, que evita que el vidrio se vuelva opaco cuando se expone a altos niveles de radiación.

"Intentamos pensar en todo a lo que podría estar sometida la nave espacial y explicarlo, ", Dijo Rizk." Es un proceso de simulaciones de varios pasos, pruebas y diseño para garantizar que las cámaras funcionen correctamente y que obtengamos las mejores imágenes posibles ".

Un equipo colaborativo de ingenieros y científicos del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona y la Facultad de Ciencias Ópticas y el Laboratorio de Dinámica Espacial de la Universidad Estatal de Utah pasaron cuatro años y medio diseñando y construyendo OCAMS.

"En el final, el equipo de OCAMS de la Universidad de Arizona hizo un excelente trabajo diseñando, construir y probar el conjunto de cámaras, "dijo Brent Bos, Líder de la disciplina de óptica OSIRIS-REx en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Los ojos de OSIRIS-REx son una parte fundamental para recuperar una muestra de asteroide, que ayudará a los científicos a investigar cómo se formaron los planetas y cómo comenzó la vida, así como mejorar nuestra comprensión de los asteroides que podrían impactar la Tierra.