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Quelle pourrait être cette chose carrée ? Quelle est sa taille à peu près ? De BGR Notre premier regard de près sur l'astéroïde Bennu est désordonné :
pivoté, zoomé 2x et affiné. non scientifique :
Dans ce composite de l'astéroïde en rotation, vous pouvez voir qu'il n'est pas mince, mais en fait saillant :
Cette série d'images prises par le vaisseau spatial OSIRIS-REx montre Bennu en une rotation complète de
une distance d'environ 50 miles (80 km). La caméra PolyCam du vaisseau spatial obtenue
les trente-six images de 2,2 millisecondes sur une période de quatre heures et 18 minutes.
Crédit : NASA/Goddard/Université de l'Arizona
Cela ressemble à un rocher "ordinaire".
(Vous pouvez en voir plusieurs autres dans cette séquence)
La simple comparaison de la « hauteur » de la deuxième photo avec le diamètre de 492 m de Bennu montre que ce « rocher » mesure 28 mètres de haut.
L'étude des cratères sur l'astéroïde Bennu montre depuis combien de temps il orbite près de la Terre
Caractéristiques d'exfoliation sur une falaise (a) et sur des rochers (b-f) de taille et d'emplacement variables sur l'astéroïde Bennu à partir d'images prises par le vaisseau spatial OSIRIS-REX de la NASA. Le dôme lumineux à l'horizon du panneau (a) est un rocher derrière la falaise exfoliante. Crédit : NASA/Goddard/Université de l'ArizonaUne équipe de chercheurs affiliée à de nombreuses institutions aux États-Unis, au Canada et en Italie a découvert que l'étude des cratères de l'astéroïde Bennu leur a permis de calculer depuis combien de temps il orbite près de la Terre. Dans leur article publié dans la revue Nature, le groupe décrit leur étude des cratères formés sur les rochers de l'astéroïde.
L'astéroïde Bennu a fait la une des journaux ces derniers temps. C'est l'astéroïde sur lequel la sonde spatiale OSIRIS-REx s'est posé récemment, collectant des échantillons. Cette mission a marqué la première fois que la NASA a atterri et a collecté des échantillons d'un astéroïde. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont utilisé les données du vaisseau spatial OSIRIS-REx pour calculer depuis combien de temps l'astéroïde est en orbite près de la Terre.
Pour en savoir plus sur l'âge de l'astéroïde et son temps passé en orbite près de la Terre, les chercheurs ont concentré leurs efforts sur les cratères dans les rochers à la surface de l'astéroïde. Des recherches antérieures ont suggéré que Bennu faisait autrefois partie d'un corps plus grand et a été renversé par une collision avec un autre objet alors qu'il était en orbite dans le disque circumstellaire, une ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter.
Après la collision, les chercheurs pensent que Bennu est lentement sorti de la ceinture d'astéroïdes. Pendant ce temps, il a été heurté par d'autres objets, dont certains ont heurté des rochers à sa surface, provoquant de grands cratères. Après avoir quitté la ceinture d'astéroïdes, Bennu a continué à être touché par d'autres objets plus petits, dont certains ont également heurté des rochers à sa surface, mais les chercheurs avec ce nouvel effort pensent que ces nouvelles frappes ont entraîné des cratères d'impact plus petits. Et parce que Bennu s'est déplacé sur une orbite proche de la Terre, ces plus petits cratères représentent la chronologie de son déplacement vers la nouvelle orbite. En étudiant la taille et la profondeur de ces cratères à l'aide des données d'OSIRIS-Rex, les chercheurs ont pu estimer leur âge, environ 1,75 million d'années, ce qui montre également depuis combien de temps Bennu est en orbite proche de la Terre.
Les météorites Vesta découvertes sur l'astéroïde Bennu par le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA
Au printemps 2019, la sonde spatiale OSIRIS-REx de la NASA a capturé ces images, qui montrent des fragments de l'astéroïde Vesta présents à la surface de l'astéroïde Bennu. Les rochers brillants (entourés sur les images) sont des matériaux riches en pyroxène de Vesta. Certains matériaux brillants semblent être des roches individuelles (à gauche) tandis que d'autres semblent être des clastes dans de plus gros rochers (à droite). Crédit : NASA/Goddard/Université de l'Arizona
Dans un faux pas interplanétaire, il semble que certains morceaux de l'astéroïde Vesta se soient retrouvés sur l'astéroïde Bennu, selon les observations du vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA. Le nouveau résultat met en lumière la danse orbitale complexe des astéroïdes et l'origine violente de Bennu, qui est un astéroïde en « tas de décombres » qui s'est formé à partir des fragments d'une collision massive.
"Nous avons trouvé six rochers dont la taille varie de 5 à 14 pieds (environ 1,5 à 4,3 mètres) dispersés dans l'hémisphère sud de Bennu et près de l'équateur", a déclaré Daniella DellaGiustina du Lunar & Planetary Laboratory, Université d'Arizona, Tucson. "Ces rochers sont beaucoup plus brillants que le reste de Bennu et correspondent au matériau de Vesta."
"Notre hypothèse principale est que Bennu a hérité de ce matériau de son astéroïde parent après qu'un vestoïde (un fragment de Vesta) a heurté le parent", a déclaré Hannah Kaplan du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Ensuite, lorsque l'astéroïde parent a été perturbé de manière catastrophique, une partie de ses débris s'est accumulée sous sa propre gravité dans Bennu, y compris une partie du pyroxène de Vesta."
DellaGiustina et Kaplan sont les principaux auteurs d'un article sur cette recherche paru dans Astronomie de la nature qui a été publié le 21 septembre 2020.
Il semble que certains morceaux de l'astéroïde Vesta se soient retrouvés sur l'astéroïde Bennu, selon les observations du vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA. Le nouveau résultat met en lumière la danse orbitale complexe des astéroïdes et l'origine violente de Bennu. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA
Les rochers inhabituels sur Bennu ont d'abord attiré l'attention de l'équipe dans les images de la suite de caméras OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) (OCAMS). Ils semblaient extrêmement brillants, certains presque dix fois plus brillants que leur environnement. Ils ont analysé la lumière des rochers à l'aide de l'instrument OSIRIS-REx Visible and Infrared Spectrometer (OVIRS) pour obtenir des indices sur leur composition. Un spectromètre sépare la lumière en ses couleurs composantes. Étant donné que les éléments et les composés ont des motifs distinctifs de signature de clair et de sombre dans une gamme de couleurs, ils peuvent être identifiés à l'aide d'un spectromètre. La signature des rochers était caractéristique du pyroxène minéral, similaire à ce que l'on voit sur Vesta et les vestoïdes, des astéroïdes plus petits qui sont des fragments extraits de Vesta lorsqu'il a subi d'importants impacts d'astéroïdes.
Bien sûr, il est possible que les rochers se soient réellement formés sur l'astéroïde parent de Bennu, mais l'équipe pense que cela est peu probable en raison de la façon dont le pyroxène se forme généralement. Le minéral se forme généralement lorsque le matériau rocheux fond à haute température. Cependant, la majeure partie de Bennu est composée de roches contenant des minéraux aquifères, de sorte qu'elle (et son parent) n'a pas pu subir de températures très élevées. Ensuite, l'équipe a envisagé un chauffage localisé, peut-être dû à un impact. Un impact nécessaire pour faire fondre suffisamment de matériau pour créer de gros rochers de pyroxène serait si important qu'il aurait détruit le corps parent de Bennu. Ainsi, l'équipe a exclu ces scénarios et a plutôt envisagé d'autres astéroïdes riches en pyroxène qui auraient pu implanter ce matériau à Bennu ou à son parent.
Les observations révèlent qu'il n'est pas inhabituel pour un astéroïde d'avoir du matériel provenant d'un autre astéroïde éclaboussé sur sa surface. Les exemples incluent du matériel sombre sur les parois du cratère vu par le vaisseau spatial Dawn à Vesta, un rocher noir vu par le vaisseau spatial Hayabusa sur Itokawa, et très récemment, du matériel provenant d'astéroïdes de type S observés par Hayabusa2 à Ryugu. Cela indique que de nombreux astéroïdes participent à une danse orbitale complexe qui entraîne parfois des mashups cosmiques.
Au fur et à mesure que les astéroïdes se déplacent dans le système solaire, leurs orbites peuvent être modifiées de plusieurs manières, y compris l'attraction de la gravité des planètes et d'autres objets, les impacts de météorites et même la légère pression du soleil. Le nouveau résultat aide à cerner le voyage complexe que Bennu et d'autres astéroïdes ont tracé à travers le système solaire.
Sur la base de son orbite, plusieurs études indiquent que Bennu a été délivré de la région intérieure de la ceinture principale d'astéroïdes via une voie gravitationnelle bien connue qui peut transporter des objets de la ceinture principale intérieure vers des orbites proches de la Terre. Il existe deux familles d'astéroïdes de la ceinture principale interne (Polana et Eulalia) qui ressemblent à Bennu : sombres et riches en carbone, ce qui en fait des candidats probables pour le parent de Bennu. De même, la formation des vestoïdes est liée à la formation des bassins d'impact Veneneia et Rheasilvia sur Vesta, il y a environ deux milliards d'années et environ un milliard d'années, respectivement.
« Les futures études sur les familles d'astéroïdes, ainsi que sur l'origine de Bennu, doivent concilier la présence de matériel de type Vesta ainsi que l'absence apparente d'autres types d'astéroïdes. Nous attendons avec impatience l'échantillon renvoyé, qui, espérons-le, contient des morceaux de ces types de roches intrigants », a déclaré Dante Lauretta, chercheur principal d'OSIRIS-REx à l'Université de l'Arizona à Tucson. « Cette contrainte est encore plus impérieuse étant donné la découverte de matériel de type S sur l'astéroïde Ryugu. Cette différence montre la valeur de l'étude de plusieurs astéroïdes à travers le système solaire. »
Le vaisseau spatial va faire sa première tentative pour échantillonner Bennu en octobre et le ramener sur Terre en 2023 pour une analyse détaillée. L'équipe de la mission a examiné de près quatre sites d'échantillonnage potentiels sur Bennu pour déterminer leur sécurité et leur valeur scientifique avant de faire une sélection finale en décembre 2019. DellaGiustina et l'équipe de Kaplan pensent qu'ils pourraient trouver de plus petits morceaux de Vesta dans les images de ces études rapprochées.
Référence : “Exogenic basalt on assteroid (101955) Bennu” par D. N. DellaGiustina, H. H. Kaplan, A. A. Simon, W. F. Bottke, C. Avdellidou, M. Delbo, R.-L. Ballouz, DR Golish, KJ Walsh, M. Popescu, H. Campins, MA Barucci, G. Poggiali, RT Daly, L. Le Corre, VE Hamilton, N. Porter, ER Jawin, TJ McCoy, HC Connolly Jr, JL Rizos Garcia, E. Tatsumi, J. de Leon, J. Licandro, S. Fornasier, MG Daly, MM Al Asad, L. Philpott, J. Seabrook, OS Barnouin, BE Clark, MC Nolan, ES Howell, RP Binzel, B Rizk, DC Reuter et DS Lauretta, 21 septembre 2020, Astronomie de la nature.
DOI : 10.1038/s41550-020-1195-z
La recherche a été financée par le programme New Frontiers de la NASA. Les principaux auteurs reconnaissent une collaboration significative avec l'agence spatiale française CNES et le programme Core-to-core de la Société japonaise pour la promotion de la science sur cet article. Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, assure la gestion globale de la mission, l'ingénierie des systèmes et la sécurité et l'assurance de mission pour OSIRIS-REx. Dante Lauretta de l'Université d'Arizona, Tucson, est le chercheur principal, et l'Université d'Arizona dirige également l'équipe scientifique et la planification de l'observation scientifique et le traitement des données de la mission. Le regretté Michael Drake de l'Université de l'Arizona a été le pionnier de l'étude des météorites vestoïdes et a été le premier chercheur principal d'OSIRIS-REx. Lockheed Martin Space à Denver a construit le vaisseau spatial et assure les opérations de vol. Goddard et KinetX Aerospace sont responsables de la navigation du vaisseau spatial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx est la troisième mission du programme New Frontiers de la NASA, qui est géré par le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour la Direction des missions scientifiques de l'agence à Washington. La NASA explore notre système solaire et au-delà, découvrant des mondes, des étoiles et des mystères cosmiques proches et lointains avec notre puissante flotte de missions spatiales et terrestres.
Des particules aussi grosses que des balles molles éjectées de l'astéroïde Bennu semblent faire l'impossible - maintenant les astrophysiciens savent pourquoi
En janvier 2019, le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA était en orbite autour de l'astéroïde Bennu lorsque les caméras du vaisseau spatial ont capté quelque chose d'inattendu : des milliers de minuscules morceaux de matériau, certains de la taille de billes, ont commencé à rebondir sur la surface de l'astéroïde, comme un jeu de ping-pong dans l'espace. Depuis lors, de nombreux autres événements d'éjection de particules ont été observés à la surface de Bennu.
OSIRIS-REx est un effort sans précédent pour étudier ce qui compose les astéroïdes comme Bennu et comment ils se déplacent dans l'espace. Mais, comme le montrent ces particules bondissantes, la mission a déjà réservé quelques surprises.
"Nous étudions les astéroïdes depuis longtemps et personne n'avait jamais vu ce phénomène auparavant - ces petites particules se projetant hors de la surface", a déclaré Daniel Scheeres, professeur distingué au département Ann et H.J. Smead des sciences de l'ingénierie aérospatiale. Il dirige l'équipe scientifique radio pour OSIRIS-REx avec Jay McMahon de CU Boulder.
Maintenant, une série de nouvelles études cherche à recréer et à comprendre les événements d'éjection de particules observés, en reconstituant ce qui s'est passé et pourquoi. Scheeres et McMahon se concentrent sur une question en particulier : comment les particules bondissantes pourraient-elles changer le destin à long terme de Bennu et d'autres astéroïdes similaires ?
Dans une recherche publiée dans le Journal of Geophysical Research : Planètes, le duo et leurs collègues rapportent que de telles occurrences apparemment petites peuvent s'additionner au fil du temps, aidant peut-être même à donner à l'astéroïde sa forme révélatrice, qui est souvent comparée à une toupie.
Cette image mosaïque de l'astéroïde Bennu est composée de 12 images PolyCam collectées le 2 décembre 2018 par la sonde spatiale OSIRIS-REx à une distance de 15 miles (24 km). Crédits : NASA/Goddard/Université de l'Arizona
"Nous voulons savoir ce que cela signifie pour une vue d'ensemble de la façon dont les astéroïdes vivent leur vie", a déclaré McMahon, professeur adjoint d'ingénierie aérospatiale.
L'Université de l'Arizona dirige les opérations scientifiques pour OSIRIS-REx, qui a été construit par Lockheed Martin, basé au Colorado. Le Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland gère la mission globale.
Perte de masse
McMahon a ajouté que la vie de certains astéroïdes peut être assez chaotique. Une classe de ces corps, que les scientifiques appellent astéroïdes «actifs», perd une quantité importante de matière de manière continue.
"Ils sont presque un croisement entre une comète et un astéroïde", a déclaré McMahon. "Ils perdent de la masse, et c'est suffisamment important pour que nous puissions le voir depuis la Terre."
Jusqu'à récemment, personne ne savait que la même chose pouvait se produire à une échelle beaucoup plus petite. Mais c'est précisément le cas sur Bennu. Une hypothèse suggère que des changements rapides de température pourraient provoquer la déformation et la fissuration de la surface de l'astéroïde, faisant éclater de petits morceaux de matériau. Une autre étude a soutenu que les éjections pourraient être le résultat de petits météorites frappant Bennu.
Cette illustration montre le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA descendant vers l'astéroïde Bennu pour collecter un échantillon de la surface de l'astéroïde. Crédit : NASA/Goddard/Université de l'Arizona
Sur la base des observations d'OSIRIS-REx, les particules éjectées de Bennu peuvent être aussi grosses que des balles molles et atteindre des vitesses d'environ 7 milles à l'heure. Plus surprenant encore, a déclaré McMahon, un petit nombre de ces débris semblaient faire l'impossible : ils ont volé au-dessus de la surface de Bennu, puis ont mis en orbite l'astéroïde pendant plusieurs jours ou plus.
"Cela ne devrait pas arriver dans la mécanique orbitale typique", a déclaré McMahon.
En d'autres termes, les calculs orbitaux de base suggèrent que toutes ces particules devraient faire l'une des deux choses suivantes : sauter de la surface et retomber directement ou s'échapper de la gravité de Bennu et ne jamais revenir.
Fermer les ratés
Pour découvrir pourquoi certains ne respectent pas les règles, McMahon et ses collègues ont utilisé des modèles informatiques détaillés pour suivre les trajectoires de plus de 17 000 particules de test éjectées de Bennu. Ils ont découvert qu'un petit sous-ensemble d'entre eux semble bénéficier de l'aide d'une source improbable : le soleil.
McMahon a expliqué que lorsque ces objets sautent de l'astéroïde, ils sont exposés à la chaleur et aux radiations provenant du soleil et de Bennu lui-même, juste un peu, mais suffisamment pour leur donner occasionnellement une légère accélération. Avec la bonne poussée, ces particules peuvent, essentiellement, ne pas tomber.
"La particule se rapproche vraiment de la surface et manque de peu", a déclaré McMahon. "S'il peut le faire plusieurs fois, il peut se retrouver dans une situation où il peut vivre en orbite pendant un bon bout de temps."
Une représentation d'artiste d'OSIRIS-REx utilisant son bras extensible pour collecter un échantillon de matériau à la surface de Bennu. Crédit : NASA/Goddard/Université de l'Arizona
Dans une autre étude publiée dans la même série, une équipe dirigée par Scheeres et McMahon a tenté de déterminer si les événements d'éjection pourraient même influencer la propre orbite de Bennu autour du soleil - la réponse n'est probablement pas.
Le groupe a découvert quelque chose d'autre d'inhabituel : lorsque des particules finissent par atterrir sur la surface de Bennu, beaucoup semblent tomber de manière disproportionnée près de son équateur où l'astéroïde a un renflement distinct. En conséquence, ces événements pourraient remodeler l'astéroïde sur des milliers ou des millions d'années en déplaçant la masse de son nord et de son sud vers son milieu.
Les découvertes sont un prélude à un autre événement majeur dans la vie de Bennu. Le mois prochain, OSIRIS-REx se rapprochera plus que jamais de l'astéroïde. Une fois là-bas, le vaisseau spatial utilisera un bras rétractable pour prélever un échantillon de la surface et le ramener à la maison.
Scheeres et ses collègues s'attendent à des découvertes encore plus inattendues d'un astéroïde déjà surprenant.
Référence : « Évolution dynamique des particules simulées éjectées de l'astéroïde Bennu » par Jay W. McMahon, Daniel J. Scheeres, Steven R. Chesley, Andrew French, Daniel Brack, Davide Farnocchia, Yu Takahashi, Benjamin Rozitis, Pasquale Tricarico, Erwan Mazarico, Beau Bierhaus, Joshua P. Emery, Carl W. Hergenrother et Dante S. Lauretta, 18 mai 2020, Planètes JGR.
DOI : 10.1029/2019JE006229
Les coauteurs de la nouvelle étude comprennent des chercheurs du Jet Propulsion Laboratory, du Planetary Science Institute, du NASA Goddard Space Flight Center, de Lockheed Martin, de l'Université de l'Arizona, de l'Open University et de l'Université du Tennessee.
Contenu
Bennu a été découvert le 11 septembre 1999 lors d'un relevé d'astéroïdes géocroiseurs par le Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR). [3] L'astéroïde a reçu la désignation provisoire 1999 RQ36 et classé comme un astéroïde géocroiseur. Bennu a été largement observé par l'Observatoire d'Arecibo et le Goldstone Deep Space Network en utilisant l'imagerie radar alors que Bennu s'approchait de près de la Terre le 23 septembre 1999. [26] [13]
Nommer Modifier
Le nom Bennu a été sélectionné parmi plus de huit mille candidatures d'étudiants de dizaines de pays à travers le monde qui ont inscrit un "Nommez cet astéroïde !" concours organisé par l'Université de l'Arizona, The Planetary Society et le projet LINEAR en 2012. [1] [9] L'étudiant de troisième année Michael Puzio de Caroline du Nord a proposé le nom en référence à l'oiseau mythologique égyptien Bennu. Pour Puzio, le vaisseau spatial OSIRIS-REx avec son bras TAGSAM étendu ressemblait à la divinité égyptienne, qui est généralement représentée comme un héron. [1]
Ses caractéristiques porteront le nom d'oiseaux et de créatures ressemblant à des oiseaux dans la mythologie. [27]
Bennu a une forme à peu près sphéroïdale, ressemblant à une toupie. L'axe de rotation de Bennu est incliné de 178 degrés par rapport à son orbite, le sens de rotation autour de son axe est rétrograde par rapport à son orbite. [7] Alors que les premières observations radar au sol indiquaient que Bennu avait une forme assez lisse avec un rocher proéminent de 10 à 20 m à sa surface, [12] les données à haute résolution obtenues par OSIRIS-REx ont révélé que la surface est beaucoup plus rugueuse avec plus de plus de 200 blocs de plus de 10 m en surface, dont le plus gros mesure 58 m de diamètre. [7] Les rochers contiennent des veines de minéraux carbonatés à albédo élevé qui se seraient formés avant la formation de l'astéroïde en raison de canaux d'eau chaude sur le corps parent beaucoup plus grand. [28] [29] Les veines vont de 3 à 15 centimètres de large et peuvent mesurer plus d'un mètre de long, beaucoup plus grandes que les veines carbonatées observées dans les météorites. [29]
Il y a une crête bien définie le long de l'équateur de Bennu. La présence de cette crête suggère que des particules de régolithe à grain fin se sont accumulées dans cette zone, peut-être en raison de sa faible gravité et de sa rotation rapide. [12] Les observations du vaisseau spatial OSIRIS-REx ont montré que Bennu tourne plus vite avec le temps. [30] Ce changement dans la rotation de Bennu est causé par l'effet Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack, ou l'effet YORP. [30] En raison de l'émission inégale de rayonnement thermique de sa surface lorsque Bennu tourne à la lumière du soleil, la période de rotation de Bennu diminue d'environ une seconde tous les 100 ans. [30]
Les observations de cette planète mineure par le télescope spatial Spitzer en 2007 ont donné un diamètre effectif de 484 ± 10 m , ce qui est conforme à d'autres études. Il a un faible albédo géométrique visible de 0,046 ± 0,005 . L'inertie thermique a été mesurée et variait d'environ 19 % au cours de chaque période de rotation. C'est sur la base de cette observation que les scientifiques ont estimé (à tort) une taille de grain de régolithe modérée, allant de plusieurs millimètres à un centimètre, uniformément répartie. Aucune émission provenant d'un coma de poussière potentiel n'a été détectée autour de Bennu, ce qui met une limite de 10 6 g de poussière dans un rayon de 4750 km. [31]
Des observations astrométriques entre 1999 et 2013 ont démontré que 101955 Bennu est influencé par l'effet Yarkovsky, provoquant une dérive du demi-grand axe de son orbite de 284 ± 1,5 mètre/an en moyenne. L'analyse des effets gravitationnels et thermiques a donné une densité apparente de = 1190 ± 13 kg/m 3 , qui n'est que légèrement plus dense que l'eau. Par conséquent, la macroporosité prédite est de 40 ± 10 %, ce qui suggère que l'intérieur a une structure de tas de moellons ou même creux. [32] La masse estimée est (7,329 ± 0,009) × 10 10 kg . [7]
Photométrie et spectroscopie Modifier
Les observations photométriques de Bennu en 2005 ont donné une période de rotation synodique de 4,2905 ± 0,0065 h . Il a une classification de type B, qui est une sous-catégorie des astéroïdes carbonés. Les observations polarimétriques montrent que Bennu appartient à la rare sous-classe F des astéroïdes carbonés, qui est généralement associée à des caractéristiques cométaires. [8] Les mesures sur une gamme d'angles de phase ont montré une pente de fonction de phase de 0,040 magnitude par degré, ce qui est similaire à d'autres astéroïdes proches de la Terre avec un faible albédo. [33]
Avant OSIRIS-REx, la spectroscopie indiquait une correspondance avec les météorites à chondrite carbonée CI et/ou CM, [34] [35] [36] incluant la magnétite minérale à chondrite carbonée. [37] [38] [39] La magnétite, un produit d'eau spectralement proéminent [40] [41] [42] [43] [44] mais détruit par la chaleur, [44] est un proxy important des astronomes [45] [46 ] [47] y compris le personnel d'OSIRIS-REx. [48]
Eau Modifier
Prédit à l'avance, [49] Dante Lauretta (Université de l'Arizona) a alors déclaré que Bennu est riche en eau - déjà détectable alors que OSIRIS-REx était encore techniquement en approche. [50] [51]
Des relevés spectroscopiques préliminaires de la surface de l'astéroïde par OSIRIS-REx ont confirmé la magnétite et la liaison météorite-astéroïde, [52] [53] [54] dominée par les phyllosilicates. [55] [56] [57] Les phyllosilicates, entre autres, retiennent l'eau. [58] [59] [60] Les spectres d'eau de Bennu étaient détectables à l'approche, [53] [61] examinés par des scientifiques extérieurs, [62] [40] puis confirmés depuis l'orbite. [37] [63] [64] [65]
Les observations OSIRIS-REx ont abouti à une estimation conservatrice (autoproclamée) d'environ 7 x 10 8 kg d'eau sous une seule forme, en négligeant les formes supplémentaires. Il s'agit d'une teneur en eau de
1 % en poids, et potentiellement beaucoup plus. Cela suggère à son tour des poches d'eau transitoires sous le régolithe de Bennu. L'eau de surface peut être perdue à partir des échantillons collectés. Cependant, si la capsule de retour d'échantillon maintient des températures basses, les fragments les plus gros (à l'échelle centimétrique) peuvent contenir des quantités mesurables d'eau adsorbée et une certaine fraction des composés d'ammonium de Bennu. [65]
Activité Modifier
Bennu est un astéroïde actif, [66] [67] [68] [69] émettant sporadiquement des panaches de particules [70] [71] et des roches aussi grandes que 10 cm (3,9 in), [72] [73] (pas de poussière , défini comme des dizaines de micromètres). [74] [75] Les scientifiques émettent l'hypothèse que les rejets peuvent être causés par la fracturation thermique, le rejet volatil par déshydratation de phyllosilicates, les poches d'eau souterraine, [65] et/ou les impacts de météorites. [73]
Avant l'arrivée d'OSIRIS-REx, Bennu avait affiché une polarisation cohérente avec la comète Hale-Bopp et 3200 Phaethon, une comète rocheuse. [8] Bennu, Phaethon et les comètes Manx inactives [76] sont des exemples d'astéroïdes actifs. [77] [78] [68] Les astéroïdes de type B affichant une couleur bleue en particulier, peuvent être des comètes dormantes. [79] [80] [81] [82] [65] Si l'UAI déclare que Bennu est un objet à double statut, sa désignation de comète serait P/ 1999 RQ36 (LINÉAIRE). [83]
Fonctionnalités de surface Modifier
Toutes les caractéristiques géologiques de Bennu portent le nom de diverses espèces d'oiseaux et de figures ressemblant à des oiseaux dans la mythologie. [85] Les premières caractéristiques à être nommées étaient les quatre derniers sites d'échantillonnage candidats OSIRIS-REx, qui ont reçu des noms non officiels par l'équipe en août 2019. [86] Le 6 mars 2020, l'IAU a annoncé les premiers noms officiels de 12 surfaces Bennu. caractéristiques, y compris regiones (grandes régions géographiques), cratères, dorsa (crêtes), fossae (rainures ou tranchées) et saxa (rochers et rochers). [87]
Exemples de sites candidats Modifier
Nom | Emplacement | La description |
---|---|---|
Rossignol | 56°N 43°E | Matériau abondant à grain fin avec une grande variation de couleur. Site primaire de prélèvement d'échantillons. [89] |
Martin-pêcheur | 11°N 56°E | Un cratère relativement nouveau avec la signature d'eau la plus élevée des quatre sites. |
Balbuzard | 11°N 80°E | Situé sur une parcelle à faible albédo avec une grande variété de roches. Site de collecte d'échantillons de sauvegarde. [89] |
Bécasseau | 47°S 322°E | Situé entre deux jeunes cratères, situés en terrain accidenté. Les minéraux varient en luminosité avec des notes de minéraux hydratés. |
Le 12 décembre 2019, après un an de cartographie de la surface de Bennu, un site cible a été annoncé. Nommée Nightingale, la zone est proche du pôle nord de Bennu et se trouve à l'intérieur d'un petit cratère dans un plus grand cratère. Osprey a été sélectionné comme site d'échantillonnage de sauvegarde. [89]
Fonctionnalités nommées par l'IAU Modifier
Nom | Nommé après | Emplacement |
---|---|---|
Aellopus Saxum | Aello, l'une des sœurs harpie mi-oiseau mi-femme de la mythologie grecque | 25,44°N 335,67°E |
Aetos Saxum | Aetos, compagnon de jeu d'enfance du dieu Zeus qui a été transformé en aigle de la mythologie grecque | 3.46°N 150.36°E |
Amihan Saxoum | Amihan, divinité oiseau de la mythologie philippine | 17,96°S 256,51°E |
Benben Saxoum | Benben, monticule primordial égyptien antique qui a surgi des eaux primordiales Nu | 45,86°S 127,59°E |
Boobrie Saxum | Boobrie, entité métamorphe de la mythologie écossaise qui prend souvent la forme d'un oiseau d'eau géant | 48.08°N 214.28°E |
Camulatz Saxum | Camulatz, l'un des quatre oiseaux du mythe de la création K'iche dans la mythologie maya | 10,26°S 259,65°E |
Celaeno Saxum | Celaeno, l'une des sœurs harpie mi-oiseau mi-femme de la mythologie grecque | 18.42°N 335.23°E |
Ciinkwia Saxum | Ciinkwia, des êtres du tonnerre de la mythologie algonquienne qui ressemblent à des aigles géants | 4.97°S 249.47°E |
Dodo Saxoum | Dodo, un personnage d'oiseau dodo de Les aventures d'Alice au Pays des Merveilles | 32.68°S 64.42°E |
Gamayun Saxoum | Gamajun, oiseau prophétique de la mythologie slave | 9,86°N 105,45°E |
Gargouille Saxum | Gargouille, monstre ressemblant à un dragon avec des ailes | 4.59°N 92.48°E |
Gullinkambi Saxum | Gullinkambi, coq de la mythologie nordique qui vit à Valhalla | 18,53°N 17,96°E |
Huginn Saxum | Huginn, l'un des deux corbeaux qui accompagnent le dieu Odin dans la mythologie nordique | 29.77°S 43.25°E |
Kongamato Saxum | Kongamato, créature volante géante de la mythologie Kaonde | 5,03°N 66,31°E |
Muninn Saxum | Muninn, l'un des deux corbeaux qui accompagnent le dieu Odin dans la mythologie nordique | 29.34°S 48.68°E |
Ocypète Saxum | Ocypete, l'une des sœurs harpie mi-oiseau mi-femme de la mythologie grecque | 25.09°N 328.25°E |
Odette Saxum | Odette, princesse qui se transforme en cygne blanc au lac des cygnes | 44,86°S 291,08°E |
Odile Saxoum | Odile, le cygne noir du lac des cygnes | 42,74°S 294,08°E |
Pouakai Saxum | Poukai, oiseau monstrueux de la mythologie maorie | 40,45°S 166,75°E |
Roc Saxum | Roc, oiseau de proie géant de la mythologie arabe | 23.46°S 25.36°E |
Simurgh Saxum | Simurgh, oiseau bienveillant qui possède toutes les connaissances de la mythologie iranienne | 25.32°S 4.05°E |
Strix Saxum | Strix, oiseau de mauvais augure de la mythologie romaine | 13,4°N 88,26°E |
Thorondor Saxum | Thorondor, le roi des aigles de la Terre du Milieu de Tolkien | 47,94°S 45,1°E |
Région de Tlanuwa | Tlanuwa, oiseaux géants de la mythologie Cherokee | 37,86°S 261,7°E |
Le matériau carboné qui compose Bennu provient à l'origine de l'éclatement d'un corps parent beaucoup plus grand - un planétoïde ou une proto-planète. Mais comme presque toutes les autres matières du système solaire, les origines de ses minéraux et de ses atomes se trouvent dans des étoiles mourantes telles que les géantes rouges et les supernovae. [91] Selon la théorie de l'accrétion, ce matériau s'est réuni il y a 4,5 milliards d'années lors de la formation du système solaire.
La minéralogie de base et la nature chimique de Bennu auraient été établies au cours des 10 premiers millions d'années de la formation du système solaire, où la matière carbonée a subi un réchauffement géologique et une transformation chimique à l'intérieur d'un planétoïde beaucoup plus grand ou d'une proto-planète capable de produire la pression requise, chaleur et hydratation (si nécessaire) en minéraux plus complexes. [12] Bennu a probablement commencé dans la ceinture d'astéroïdes intérieure en tant que fragment d'un corps plus grand d'un diamètre de 100 km. Les simulations suggèrent qu'il y a 70 % de chances qu'il provienne de la famille Polana et 30 % de chances qu'il provienne de la famille Eulalia. [92] Les impacteurs sur les rochers de Bennu indiquent que Bennu est en orbite proche de la Terre (séparée de la ceinture d'astéroïdes principale) depuis 1 à 2,5 millions d'années. [93]
Par la suite, l'orbite a dérivé en raison de l'effet Yarkovsky et des résonances de mouvement moyen avec les planètes géantes, telles que Jupiter et Saturne. Diverses interactions avec les planètes combinées à l'effet Yarkovsky ont modifié l'astéroïde, modifiant éventuellement sa rotation, sa forme et ses caractéristiques de surface. [94]
Cellino et al. ont suggéré une origine cométaire possible pour Bennu, basée sur des similitudes de ses propriétés spectroscopiques avec des comètes connues. La fraction estimée de comètes dans la population d'objets proches de la Terre est de 8 % ± 5 %. [8] Cela inclut la comète rocheuse 3200 Phaethon, découverte à l'origine comme, et toujours numérotée comme un astéroïde. [95] [96]
Bennu orbite actuellement autour du Soleil avec une période de 1,1955 ans. La Terre se rapproche à environ 480 000 km (0,0032 au) de son orbite entre le 23 et le 25 septembre. Le 22 septembre 1999, Bennu a dépassé 0,0147 au de la Terre, et six ans plus tard, le 20 septembre 2005, il a dépassé 0,033 au de la Terre. Les prochaines approches rapprochées de moins de 0,09 au seront le 30 septembre 2054 puis le 23 septembre 2060, ce qui perturbera légèrement l'orbite. Entre l'approche rapprochée de 1999 et celle de 2060, la Terre complète 61 orbites et Bennu 51. Une approche encore plus rapprochée aura lieu le 23 septembre 2135 entre 0,0008 et 0,0036 au (voir ci-dessous). [1] Au cours des 75 années entre les approches 2060 et 2135, Bennu effectue 64 orbites, ce qui signifie que sa période sera passée à environ 1,17 an.
Date | JPL SBDB nominal géocentrique distance (AU) | incertitude Région (3-sigma) |
---|---|---|
2054-09-30 | 0,0392991 UA (5,87906 millions de km) | ±46 km |
2060-09-23 | 0,005008 UA (749,2 mille km) | ±42 km |
2080-09-22 | 0,0155615 UA (2,32797 millions de km) | ±21 mille km |
2135-09-25 | 0,0019912 AU (297,88 mille km) | ±210 mille km |
2196-09-24 | 0,03 UA (4,5 millions de km) (Horizons) [97] 2,2 UA (330 millions de km) (NEODyS) [98] | ±370 millions de km [97] |
Impact possible de la Terre Modifier
En moyenne, on peut s'attendre à ce qu'un astéroïde d'un diamètre de 500 m (1 600 pi 0,31 mi) ait un impact sur la Terre tous les 130 000 ans environ. [99] Une étude dynamique réalisée en 2010 par Andrea Milani et ses collaborateurs a prédit une série de huit impacts potentiels de la Terre par Bennu entre 2169 et 2199. La probabilité cumulative d'impact dépend des propriétés physiques de Bennu qui étaient mal connues à l'époque, mais a été trouvée ne pas dépasser 0,071% pour les huit rencontres. [100] Les auteurs ont reconnu qu'une évaluation précise de la probabilité d'impact de la Terre de 101955 Bennu nécessiterait un modèle de forme détaillé et des observations supplémentaires (soit depuis le sol, soit depuis un vaisseau spatial visitant l'objet) pour déterminer l'ampleur et la direction de l'effet Yarkovsky. .
La publication du modèle de forme et de l'astrométrie basée sur les observations radar obtenues en 1999, 2005 et 2011 [26] a permis une meilleure estimation de l'accélération Yarkovsky et une évaluation révisée de la probabilité d'impact. La meilleure estimation actuelle (à partir de 2014) [mise à jour] de la probabilité d'impact est une probabilité cumulée de 0,037% dans l'intervalle de 2175 à 2196. [101] Cela correspond à un score cumulé sur l'échelle de Palerme de −1,71. Si un impact devait se produire, l'énergie cinétique attendue associée à la collision serait de 1 200 mégatonnes en équivalent TNT (à titre de comparaison, l'équivalent TNT de Little Boy était d'environ 0,015 mégatonne). [11]
2060 approche rapprochée Modifier
Bennu passera à 0,005 au (750 000 km 460 000 mi) de la Terre le 23 septembre 2060, [1] tandis que la distance orbitale moyenne de la Lune (Distance lunaire, LD) est de 384 402 km (238 856 mi) aujourd'hui et sera de 384 404 km dans 50 ans. Il sera trop sombre pour être vu avec des jumelles ordinaires. [102] L'approche rapprochée de 2060 provoque une divergence dans l'approche rapprochée de 2135. Le 25 septembre 2135, la distance d'approche nominale est de 0,002 au (300 000 km à 190 000 mi) de la Terre, mais Bennu pourrait passer aussi près que 0,0007 au (100 000 km 65 000 km). [1] Il n'y a aucune chance d'un impact sur la Terre en 2135. [103] [11] L'approche 2135 créera de nombreuses lignes de variations et Bennu pourrait passer à travers un trou de serrure gravitationnel pendant le passage de 2135, ce qui pourrait créer un scénario d'impact à l'avenir rencontrer. Les trous de serrure font tous moins de 55 km de large. [101]
Le 25 septembre 2175, il y a 1 chance sur 24 000 d'un impact terrestre, [11] mais la trajectoire nominale a l'astéroïde à plus de 1 UA de la Terre à cette date. [104] L'impacteur virtuel le plus menaçant est le 24 septembre 2196 lorsqu'il y a 1 chance sur 11 000 d'un impact sur la Terre, [11] mais l'astéroïde devrait toujours se trouver à plusieurs millions de kilomètres de la Terre. [97] Il y a une chance cumulée de 1 sur 2 700 d'un impact sur la Terre entre 2175 et 2199. [11]
À long terme Modifier
Lauretta et al. ont rapporté en 2015 leurs résultats d'une simulation informatique, concluant qu'il est plus probable que 101955 Bennu soit détruit par une autre cause :
L'orbite de Bennu est intrinsèquement dynamiquement instable, comme le sont celles de tous les objets géocroiseurs. Afin de glaner des informations probabilistes sur l'évolution future et le destin probable de Bennu au-delà de quelques centaines d'années, nous avons suivi 1 000 "Bennus" virtuels pendant un intervalle de 300 Myr avec les perturbations gravitationnelles des planètes Mercure-Neptune incluses. Nos résultats. indiquent que Bennu a 48% de chance de tomber dans le Soleil. Il y a une probabilité de 10% que Bennu soit éjecté du système solaire interne, très probablement après une rencontre rapprochée avec Jupiter. La probabilité d'impact la plus élevée pour une planète est avec Vénus (26 %), suivie de la Terre (10 %) et de Mercure (3 %). Les chances que Bennu heurte Mars ne sont que de 0,8% et il y a 0,2% de chances que Bennu finisse par entrer en collision avec Jupiter. [94]
Astéroïde | Date | Distance d'approche nominale (LD) | Min. distance (LD) | Max. distance (LD) | Magnitude absolue (H) | Taille (mètres) |
---|---|---|---|---|---|---|
(152680) 1998 KJ 9 | 1914-12-31 | 0.606 | 0.604 | 0.608 | 19.4 | 279–900 |
(458732) 2011 DM 5 | 1918-09-17 | 0.911 | 0.909 | 0.913 | 17.9 | 556–1795 |
(163132) 2002 UC 11 | 1925-08-30 | 0.903 | 0.901 | 0.905 | 18.5 | 443–477 |
2017 VW 13 | 2001-11-08 | 0.454 | 0.318 | 3.436 | 20.7 | 153–494 |
(153814) 2001 WN 5 | 2028-06-26 | 0.647 | 0.647 | 0.647 | 18.2 | 921–943 |
99942 Apophis | 2029-04-13 | 0.0981 (GEO est 0,109) | 0.0963 | 0.1000 | 19.7 | 310–340 |
2005 WY 55 | 2065-05-28 | 0.865 | 0.856 | 0.874 | 20.7 | 153–494 |
101955 Bennu | 2135-09-25 | 0.780 | 0.308 | 1.406 | 20.19 | 472–512 |
(153201) 2000 WO 107 | 2140-12-01 | 0.634 | 0.631 | 0.637 | 19.3 | 427–593 |
Pluie de météores Modifier
En tant qu'astéroïde actif avec une petite distance minimale d'intersection de l'orbite de la Terre, Bennu peut être le corps parent d'une faible pluie de météores. Les particules de Bennu irradieraient vers le 25 septembre depuis la constellation australe du Sculpteur. [105] Les météores devraient être proches de la limite à l'œil nu et ne produire qu'un taux horaire Zenith inférieur à 1. [105]
La mission OSIRIS-REx du programme New Frontiers de la NASA a été lancée vers 101955 Bennu le 8 septembre 2016. Le 3 décembre 2018, la sonde est arrivée sur l'astéroïde Bennu après un voyage de deux ans.[18] Une semaine plus tard, lors de la réunion d'automne de l'American Geophysical Union, les enquêteurs ont annoncé qu'OSIRIS-REx avait découvert des preuves spectroscopiques de minéraux hydratés à la surface de l'astéroïde, impliquant que de l'eau liquide était présente dans le corps parent de Bennu avant qu'il ne se sépare. [106] [7]
Le 20 octobre 2020, OSIRIS-REx est descendu sur l'astéroïde et l'a "collé" [21] tout en collectant avec succès un échantillon. [107] OSIRIS-REx devrait renvoyer des échantillons sur Terre en 2023 [108] via une capsule parachutée, finalement, du vaisseau spatial à la surface de la Terre dans l'Utah le 24 septembre. [21] Le 7 avril 2021, OSIRIS-REx a terminé son dernier survol de l'astéroïde et a commencé à s'en éloigner lentement. [109] Le 10 mai 2021, le départ s'est achevé avec OSIRIS-REx tout en parvenant à contenir l'échantillon d'astéroïde. [25]
Sélection Modifier
L'astéroïde Bennu a été sélectionné parmi plus d'un demi-million d'astéroïdes connus par le comité de sélection OSIRIS-REx. La principale contrainte de sélection était la proximité de la Terre, car la proximité implique une faible impulsion (Δv) requise pour atteindre un objet depuis l'orbite terrestre. [110] Les critères stipulaient un astéroïde sur une orbite avec une faible excentricité, une faible inclinaison et un rayon orbital de 0,8 à 1,6 au. [111] De plus, l'astéroïde candidat à une mission de retour d'échantillon doit avoir un régolithe lâche à sa surface, ce qui implique un diamètre supérieur à 200 mètres. Les astéroïdes plus petits que cela tournent généralement trop vite pour retenir la poussière ou les petites particules. Enfin, le désir de trouver un astéroïde avec du carbone vierge du système solaire primitif, comprenant peut-être des molécules volatiles et des composés organiques, a encore réduit la liste.
Avec les critères ci-dessus appliqués, cinq astéroïdes sont restés candidats pour la mission OSIRIS-REx, et Bennu a été choisi, en partie pour son orbite potentiellement dangereuse. [111]
Une compilation d'images radar de l'astéroïde Bennu (à gauche) et un modèle de forme 3D correspondant. (droite)
Cette photo, prise par la sonde spatiale OSIRIS-REx le 2 novembre 2018, faisait partie d'une séquence d'images collectées pour montrer l'astéroïde 101955 Bennu en rotation. Bennu mesure environ 200 pixels de large dans cette photo.
Animation d'OSIRIS-REx prélevant un échantillon de la surface de Bennu.
Modèle de forme 3D de Bennu réalisé à partir d'images OSIRIS-REx.
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La première tentative de la NASA d'échantillonner un astéroïde dans l'espace a fait un gâchis. C'est le meilleur gâchis de tous les temps, disent les scientifiques.
La rencontre de la sonde OSIRIS-REx avec l'astéroïde Bennu est apparue sans faille.
Un vaisseau spatial de la NASA a vraiment gâché les choses sur l'astéroïde Bennu, et les scientifiques sont ravis.
Le vaisseau spatial, la sonde OSIRIS-REx de la NASA, a brièvement touché Bennu mardi après-midi (21 octobre) lors de la toute première tentative de l'agence spatiale de collecter des échantillons d'un astéroïde. Il faudra du temps pour confirmer si OSIRIS-REx a effectivement collecté des morceaux de Bennu, mais jusqu'à présent, tout semble s'être déroulé comme prévu.
"Nous avons vraiment fait un gâchis à la surface de cet astéroïde. Mais c'est un bon gâchis", a déclaré le chercheur principal d'OSIRIS-REx, Dante Lauretta, de l'Université de l'Arizona, aux journalistes du centre de contrôle de la mission Lockheed Martin à Littleton, Colorado. . "C'est le genre de gâchis que nous espérions."
OSIRIS-REx a touché une région rocheuse de Bennu appelée Nightingale avec un bras grêle muni d'une plaque de collecte en forme d'enjoliveur. Au moment du contact, qui n'a duré que 6 secondes, le vaisseau spatial a tiré une bouffée d'azote gazeux pour souffler essentiellement de minuscules morceaux du Bennu de 1 640 pieds de large (500 mètres) dans son dispositif de collecte.
C'était une manœuvre à gros enjeux pour OSIRIS-REx. Le vaisseau spatial ne dispose que de trois cartouches d'azote gazeux, et donc de trois essais, pour collecter des échantillons d'astéroïdes.
Au cours de la rencontre de mardi, OSIRIS-REx aurait pu s'écraser sur Bennu, détecter un problème et s'éloigner ou toucher la surface, mais a heurté un gros rocher qui rendait impossible la capture de particules plus petites. N'importe lequel de ces scénarios aurait pu signifier l'échec de la mission de retour d'échantillons de 800 millions de dollars.
Mais lorsque les premières images ont atteint la Terre aux petites heures de ce matin, les scientifiques jubilaient.
"Les performances du vaisseau spatial étaient phénoménales", a déclaré Sandy Freund, responsable des opérations de la mission OSIRIS-REx pour Lockheed Martin, qui a construit le vaisseau spatial.
Les vues d'OSIRIS-REx ont montré un atterrissage réussi, une bouffée de particules rocheuses et un départ en douceur de l'astéroïde Bennu. Les scientifiques ont assemblé les images dans un clip vidéo ultra-court capturant le moment de l'échantillonnage, célébrant en ligne dans une discussion d'équipe de mission depuis leur domicile ou leur bureau respectif.
"Et comme vous pouvez l'imaginer, le chat était rempli d'émojis, de sensations fortes et de toutes sortes de remarques festives", a déclaré Lauretta. "Dans l'ensemble, l'ambiance était à la jubilation parce que tout a l'air mieux que ce à quoi nous nous attendions."
OSIRIS-REx a touché le sol à une vitesse douce de 0,2 mph (0,3 km/h), poussant un tout petit peu dans la surface avant de reculer à une distance de sécurité à une vitesse fraîche de 0,9 mph (1,4 km/h).
"J'ai dû le regarder une centaine de fois hier soir avant d'avoir enfin un peu de sommeil", a déclaré Lauretta. "Et puis j'ai rêvé d'un monde merveilleux de particules de Bennu flottant tout autour de moi."
Tous les soucis de heurter un gros rocher dur ont été apaisés car OSIRIS-REx semblait juste écraser de gros morceaux d'environ 20 centimètres de diamètre.
"Littéralement, nous l'avons écrasé", a déclaré Lauretta. Certaines roches sur Bennu semblent être beaucoup plus souples ou cassantes que celles sur Terre, a-t-il ajouté.
L'exaltation de Lauretta est compréhensible. OSIRIS-REx a été lancé dans l'espace en 2016 et a atteint l'astéroïde Bennu deux ans plus tard. Depuis lors, le vaisseau spatial a établi des records pour orbiter le plus petit objet à ce jour pour un vaisseau spatial, et sur l'orbite la plus étroite pour démarrer.
Et tandis qu'OSIRIS-REx (le nom du vaisseau spatial est l'abréviation de Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) a révélé de nouveaux détails alléchants sur Bennu (comme la découverte de morceaux d'un autre astéroïde, Vesta, à la surface), de retour des échantillons de roches spatiales vers la Terre reste la mission principale.
Les scientifiques espèrent qu'en étudiant des morceaux de Bennu, qui est constitué des restes immaculés de la naissance du système solaire, ils glaneront de nouvelles informations sur la formation de notre voisinage cosmique et la manière dont la vie est apparue sur Terre. Ils veulent également mieux comprendre les astéroïdes comme Bennu, qui peuvent représenter une menace potentielle d'impact sur la Terre, pour aider les efforts de défense planétaire.
La prochaine étape pour OSIRIS-REx est de confirmer que le vaisseau spatial a effectivement capturé des échantillons de l'astéroïde Bennu. Pour ce faire, la sonde utilisera une caméra pour prendre des photos de la plaque de prélèvement d'échantillons (appelée mécanisme d'acquisition d'échantillons Touch-And-Go, ou TAGSAM).
Le vaisseau spatial tournera également sur place avec son bras de collecte d'échantillons tendu pour mesurer toute différence de masse dans le TAGSAM, ce qui révélera la quantité d'échantillon, le cas échéant, qui a été collectée. Les scientifiques de la mission espèrent collecter 2,1 onces (60 grammes) d'astéroïde Bennu pour son retour sur Terre.
En cas de succès, OSIRIS-REx rejoindra un club d'élite de vaisseaux spatiaux pour collecter des échantillons d'un astéroïde. En 2010, le vaisseau spatial Hayabusa de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale a renvoyé des morceaux de l'astéroïde Itokawa. Une mission de suivi, Hayabusa2, renverra des échantillons d'un autre astéroïde appelé Ryugu en décembre de cette année.
Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la NASA pour les missions scientifiques, a comparé la tentative de collecte d'échantillons d'astéroïdes de mardi à une expédition de pêche. OSIRIS-REx, a-t-il dit, a fait quelque chose d'extraordinaire, mais ce n'est que la première étape.
"Oui, la ligne est serrée et le plomb est tombé et nous sommes excités", a déclaré Zurbuchen. "Mais maintenant, nous devons le ramener, voir où nous avons attrapé le poisson, puis, bien sûr, le ramener à la maison."
Si tout se passe bien, les échantillons seront placés dans une capsule spéciale pour un éventuel retour sur Terre en 2023, lorsque OSIRIS-REx reviendra sur notre planète. S'il s'avère qu'aucun échantillon n'a été collecté, ou peut-être pas assez, l'équipe de mission pourrait réessayer à la mi-janvier sur un site d'atterrissage de secours appelé Osprey.
"OSIRIS-REx, à mon avis, est le point culminant de l'activité humaine en tant qu'espèce. Nous avons construit cette mission à des fins pacifiques, par curiosité et par désir de connaissance", a déclaré Lauretta.
Les membres de l'équipe de la mission viennent d'horizons et de points de vue divers, a-t-il ajouté, "mais rien de tout cela n'a d'importance parce que nous travaillons ensemble unis dans une vision commune et un objectif commun. Et quand nous faisons cela, nous réalisons des choses incroyables."
Comment la NASA trouve la masse de la saleté récupérée sur un astéroïde
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Lorsque vous pensez aux missions spatiales, vous pensez peut-être à des humains marchant sur la lune ou à des rovers roulant sur Mars. Mais il y a aussi tout un tas d'autres missions spatiales impressionnantes. L'un de ces événements était le vaisseau spatial NASA OSIRIS-REx touchant un astéroïde. Il n'a pas seulement touché l'astéroïde nommé Bennu, il a également ramassé du matériel à la surface. Il renverra ensuite ce matériau sur Terre afin que les humains puissent l'étudier.
Maintenant pour la physique cool. Comment OSIRIS-REx détermine-t-il la quantité de matériel collecté ? Après avoir utilisé un bras robotique pour « pousser » l'astéroïde, il recule puis tourne. Ouais. En regardant le changement de taux de rotation pour le vaisseau spatial, vous pouvez déterminer la quantité de masse supplémentaire dans le bras collecteur. Permettez-moi de passer en revue toutes les pièces importantes de ce puzzle de physique.
La clé de tout cela est le moment d'inertie. Mais pour vraiment comprendre le moment d'inertie, il faut regarder la masse. Vous pouvez considérer la masse comme la quantité de « truc » dans un objet, mais cela a également à voir avec le changement de mouvement (masse inertielle). Essayons une expérience simple. Prenez une bouteille d'eau pleine dans une main et une bouteille d'eau vide dans l'autre. Maintenant, secouez-les d'avant en arrière.
Vous pouvez sûrement sentir une différence. Il ne s'agit pas de mouvement, mais de CHANGEMENT en mouvement. Considérez le moment où une bouteille d'eau pleine se déplace vers la gauche. Pour le faire reculer vers la droite, il doit d'abord ralentir et s'arrêter, puis accélérer dans la direction opposée. Ce changement de vitesse est une accélération, où l'accélération (dans une dimension) est définie comme :
Les deux bouteilles d'eau accélèrent, mais il y a clairement une différence. La bouteille d'eau pleine (avec une masse plus importante) nécessite une force plus importante pour accélérer. Ici, vous pouvez voir le lien entre la force, la masse et l'accélération (souvent appelée deuxième loi de Newton). C'est cette équation en une seule dimension (mais c'est vraiment une équation vectorielle).
Ainsi, dans un sens, la masse est la résistance d'un objet aux changements de mouvement. Plus la masse est grande, plus il est difficile de changer son mouvement. Mais que se passe-t-il si nous faisons pivoter un objet au lieu de le secouer d'avant en arrière ? Il est temps pour une autre expérience. Celui-ci est légèrement plus compliqué à mettre en place, car vous aurez besoin de quatre bouteilles d'eau pleines et de deux bâtons de longueur égale (je vais utiliser des tuyaux en PVC). Pour l'un des bâtons, prenez deux bouteilles d'eau et collez-les aux extrémités du bâton. Pour l'autre bâton, attachez les bouteilles près du milieu du bâton. Vous avez maintenant deux bâtons, chacun avec deux bouteilles d'eau. La masse des deux combos eau-bouteille-bâton est la même.
Maintenant, tenez chaque bâton au milieu et faites-les pivoter d'avant en arrière.
Vous pouvez sentir une différence, non? Lequel est le plus facile à agiter d'avant en arrière ? Si vous essayez ceci, vous constaterez que le bâton avec les bouteilles près du centre est BEAUCOUP plus facile à faire pivoter. C'est parce qu'il a un moment d'inertie plus faible. Tout comme la masse d'un objet vous indique à quel point il serait difficile d'accélérer, le moment d'inertie vous indique à quel point il est difficile de modifier son mouvement de rotation (techniquement l'accélération angulaire). Honnêtement, je pense que le nom "moment d'inertie" n'aide pas vraiment les gens à comprendre ce concept. Peut-être qu'un meilleur nom serait "masse de rotation", car c'est comme la masse normale, à l'exception du mouvement de rotation.
Il est important de réaliser que les deux bâtons ont la même masse, mais des moments d'inertie différents. Le moment d'inertie ne dépend pas seulement de la masse totale, mais de l'emplacement de cette masse par rapport à l'axe de rotation.Imaginez que vous ayez un tas de masses individuelles (plutôt qu'une distribution continue comme un bâton). Si chaque masse a une distance r à partir de l'axe de rotation, le moment d'inertie peut être calculé comme la somme des produits de la masse multipliée par la distance au carré. Cela semble terrible, alors je vais plutôt l'écrire sous la forme de l'équation suivante. Oui, nous utilisons le symbole je pour le moment d'inertie.
Je sais que ça a l'air mauvais, mais ce n'est pas si terrible. Le Σ signifie simplement additionner toutes les parties (étiquetées avec un index changeant je), en plus ça a l'air sympa. Donc, avec cette définition, vous pouvez voir pourquoi les deux bâtons ont des moments d'inertie différents (lorsqu'ils tournent autour du centre). Pour le bâton avec les bouteilles à la fin, les valeurs de distance (r) sont plus grandes, et quand vous les équarrissez elles deviennent encore plus grandes. Cela signifie que le bâton de la bouteille externe a un moment d'inertie plus important, ce qui rend plus difficile le changement de son mouvement de rotation d'une direction à l'autre.
OK, juste un petit commentaire. L'expression ci-dessus pour le moment d'inertie suppose qu'il existe un axe de rotation fixe. Il est possible qu'un objet puisse pivoter de manière très compliquée et que cette expression ne fonctionne tout simplement pas, mais cela reste correct dans ce cas. Mais maintenant que nous savons quelque chose sur le moment d'inertie, comment l'utilisons-nous pour mesurer la masse de la saleté d'un astéroïde ?
Il y a encore deux choses à considérer : le couple et l'accélération angulaire. Commençons par le couple. En bref, c'est l'équivalent en rotation d'une force. Tout comme une force provoque des changements dans le mouvement linéaire, un couple provoque un changement dans le mouvement de rotation. Si vous poussez sur un objet (excentré), vous exercerez un couple. Ce couple dépend de l'amplitude de la force et du bras de couple. Le bras de torsion est la distance perpendiculaire du point de rotation à l'endroit où la force est appliquée.
Supposons que vous ayez un vaisseau spatial (peut-être comme OSIRIS-REx) et que vous ayez un propulseur de fusée qui exerce une force. Peut-être que ça ressemble à ça.
Oui, nous utilisons la lettre grecque τ pour le couple, car c'est amusant. Maintenant, nous pouvons assembler cela pour obtenir la version rotationnelle de la deuxième loi de Newton. Au lieu d'une force nette égale au produit de la masse et de l'accélération, on obtient un couple (force de rotation) égal au moment d'inertie (masse de rotation) multiplié par l'accélération angulaire.
Dans cette expression, est le taux de variation de la vitesse angulaire (ω).
C'est exactement comme l'accélération linéaire sauf qu'elle traite des quantités angulaires. OK, mais comment tout cela fonctionnerait-il ensemble pour trouver la masse de la matière de l'astéroïde ? Pour cela, je vais mettre en place une expérience simple. Ce sera exactement comme OSIRIS-REx, mais avec des outils plus simples.
Voici l'idée de base. Je vais commencer par mon vaisseau spatial - ce sera cette plate-forme rotative à faible frottement (un peu comme une chaise de bureau sans siège). La plate-forme aura un bras qui dépasse comme celui d'OSIRIS-REx. Sur cette plateforme, je vais monter un ventilateur. Le ventilateur exercera une force de force constante, et comme il se trouve à une certaine distance définie du point de rotation, il exercera également un couple constant. Ce couple constant va provoquer une accélération angulaire pour que je puisse trouver le moment d'inertie de la plateforme. Ensuite, je vais répéter le tout avec une (petite) masse supplémentaire à l'extrémité du bras collecteur et déterminer la masse en fonction de la nouvelle accélération angulaire.
OK, la première chose que je dois faire est de déterminer le couple exercé par le ventilateur. Je pouvais simplement mesurer la force du ventilateur et la distance du point de rotation, puis calculer le couple. Cependant, étant donné que le ventilateur a une taille finie, il n'est pas tout à fait évident qu'il dispose d'un emplacement unique pour la force appliquée. Au lieu de cela, je vais allumer le ventilateur et connecter une sonde de force au bord de la plate-forme afin qu'elle ne puisse pas tourner. Dans ce cas, le couple de la sonde de force doit être égal au couple du ventilateur - mais il y a une grande différence, la sonde de force a un contact à un seul endroit sur la plate-forme afin que je puisse mesurer son bras de couple.
Voici une photo de l'installation.
De là, j'obtiens une force de 0,099 newtons avec un bras de torsion de 22,2 cm. Cela signifie que le couple du ventilateur serait égal à 0,022 N*m. Maintenant, je peux laisser le ventilateur pousser la plate-forme pour changer son mouvement de rotation. Mais attendez! Vous pourriez penser que ce serait bien de simplement allumer le ventilateur et de le laisser partir. Non, il y a un meilleur moyen. Je vais allumer le ventilateur (qui pousse dans le sens des aiguilles d'une montre), puis utiliser ma main pour faire tourner la plate-forme dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Cela signifie que le ventilateur ralentira d'abord la rotation et l'arrêtera avant de tourner dans le sens opposé. La bonne chose à ce sujet est que puisque la plate-forme tourne dans les deux sens, nous pouvons facilement voir s'il y a un couple important dû au frottement, car cela rendrait les deux accélérations angulaires légèrement différentes.
Oh, comment trouvez-vous l'accélération angulaire? Je vais utiliser mon téléphone pour obtenir une vidéo descendante. Avec cela, je peux utiliser un endroit marqué sur la plate-forme pour mesurer la position angulaire dans chaque image (je vais utiliser Tracker Video Analysis - c'est gratuit et génial). Avec un tracé de la position angulaire en fonction du temps, nous pouvons utiliser l'équation cinématique angulaire pour un objet avec une accélération angulaire constante.
Roches et rochers
Au contraire, il était parsemé de gros rochers et de petits rochers, ce qui a créé un problème. Parce que Bennu est maintenant si loin de la Terre, il y a un délai de 18,5 minutes entre ici et là-bas. Cela signifie que le vaisseau spatial volera seul, avec une navigation automatisée. À l'origine, les planificateurs de la mission espéraient déposer le véhicule dans un carré lisse d'environ 25 mètres sur 25 mètres. Mais à cause de la surface rugueuse de l'astéroïde, de telles zones n'existaient pas.
Alors maintenant, OSIRIS-REx ciblera une zone plus petite, à peine sept mètres de côté, ce qui ajoute au défi d'aujourd'hui. Le vaisseau spatial quittera son orbite, à un peu plus de 1 km de Bennu, à 13h50 HE mardi (17h50 UTC). Il s'approchera lentement de l'astéroïde et aura la capacité d'interrompre la manœuvre de "toucher-décoller" jusqu'à une distance de cinq mètres de l'astéroïde.
En tenant compte du délai, le bras du vaisseau spatial touchera Bennu à 18h12 HE (22h12 UTC), et les scientifiques devraient savoir assez rapidement si la manœuvre a eu lieu. (La NASA fournira une couverture en direct.) Cependant, ils ne sauront pas si l'effort pour prélever un échantillon a réussi jusqu'à ce qu'ils commencent à obtenir des données haute résolution mardi soir. Les chercheurs effectueront des tests samedi pour tenter de mesurer précisément la quantité de matériel astéroïde OSIRIS-REx recueilli avant de déterminer si une deuxième tentative est nécessaire.
Pour déclarer la mission réussie, les scientifiques disent qu'ils doivent récupérer 60 g de poussière d'astéroïde. Mais Heather Enos, une scientifique de l'Université de l'Arizona, à Tucson, et chercheuse principale adjointe d'OSIRIS-REx, a déclaré que l'équipe espérait plus. "Nous avons la capacité de collecter jusqu'à deux kilogrammes, et j'aimerais que cette capsule soit complètement pleine", a-t-elle déclaré. "Et je peux vous dire que j'ai fait des rêves fous."
Après que les scientifiques auront déterminé qu'OSIRIS-REx a récupéré suffisamment de cailloux et de grains de poussière de Bennu, il sera temps pour le vaisseau spatial de revenir sur Terre. Une capsule transportant le matériel doit atterrir dans un désert de l'Utah le 24 septembre 2023. Il pourrait y avoir quelques autres jointures blanches à ce moment-là.
Une sonde américaine se posera sur l'astéroïde Bennu le 20 octobre
L'astéroïde Bennu, photographié par OSIRIS-REx, le 2 décembre 2018Après un voyage de quatre ans, le vaisseau spatial robotique de la NASA OSIRIS-REx descendra sur la surface parsemée de rochers de l'astéroïde Bennu le 20 octobre, atterrissant pendant quelques secondes pour collecter des échantillons de roche et de poussière, a annoncé jeudi l'agence.
Les scientifiques espèrent que la mission aidera à approfondir notre compréhension de la formation des planètes et du début de la vie et fournira des informations sur les astéroïdes qui pourraient avoir un impact sur la Terre.
"Des années de planification et de travail acharné par cette équipe se résument essentiellement à mettre le TAGSAM (mécanisme d'acquisition d'échantillons Touch-And-Go) en contact avec la surface pendant seulement cinq à 10 secondes", a déclaré Mike Moreau, projet adjoint OSIRIS-REx. directeur.
La NASA a choisi un site appelé Nightingale, une zone rocheuse de 52 pieds (16 mètres) de diamètre, pour que le bras robotique du vaisseau spatial tente de prélever un échantillon, car il contient la plus grande quantité de matériau à grain fin non obstrué.
Le vaisseau spatial, de la taille d'une grande camionnette, devra atterrir dans une zone de la taille de quelques places de stationnement, en prenant soin d'éviter les rochers environnants.
Parce que le vaisseau spatial et Bennu seront à environ 207 millions de miles (334 millions de kilomètres) de la Terre, il faudra environ 18,5 minutes pour que les signaux voyagent entre eux.
Cela empêche le commandement en direct des activités de vol, de sorte que le vaisseau spatial devra effectuer la séquence de manière autonome.
OSIRIS-REx est censé collecter au moins 2 onces (57 grammes) de matériau rocheux de Bennu pour le ramener sur Terre – le plus grand échantillon de retour de l'espace depuis le programme Apollo.
Les nouvelles découvertes de l'astéroïde Bennu soutiennent la théorie de la façon dont la vie a pu voyager sur Terre
Ces objets rocheux ont peut-être transporté les éléments constitutifs de la vie sur notre planète.
Le 8 septembre 2016, la NASA a lancé un petit vaisseau spatial vers l'un des objets les plus anciens de l'univers, Bennu.
OSIRIS-REx est en orbite autour de l'astéroïde Bennu depuis décembre 2018 et devrait récupérer un échantillon de la roche volante plus tard ce mois-ci avant de le ramener sur Terre. Et alors que le vaisseau spatial se prépare pour la mission de retour d'échantillons, chaque survol rapproché de l'astéroïde fournit de nouveaux indices passionnants sur la formation du système solaire.
La mission peut également informer notre propre histoire d'origine. Dans une série de six articles publiés jeudi dans les revues La science et Avancées scientifiques, les chercheurs fournissent de nouvelles informations sur Bennu et détaillent la découverte de matière organique sur l'astéroïde.
On pense que les astéroïdes contiennent des indices sur certains des mystères cosmiques persistants, car ils sont constitués des restes de matériaux de la naissance du système solaire.
Amy Simon est planétologue au Goddard Space Flight Center de la NASA et auteur principal de l'une des études récentes sur Bennu.
"La raison pour laquelle il y a tant d'intérêt pour les astéroïdes est que beaucoup d'entre eux sont très primitifs, depuis la formation du système solaire, et ils n'ont pas changé avec le vent et l'eau, ou les conditions météorologiques comme sur Terre", raconte Simon. Inverse. "Ils sont toujours plus vierges que tout ce que vous pourriez trouver dans l'univers.
Bennu est classé comme objet géocroiseur (parfois appelé objet géocroiseur) et orbite autour du Soleil tous les 436,6 jours. Bennu est un astéroïde rare de type B. Les astéroïdes sont divisés en différents types en fonction de leur composition chimique, et le type B désigne le type d'astéroïde le plus primitif - en d'autres termes, Bennu n'a pas changé de manière significative depuis sa formation il y a 4 milliards d'années. Cela signifie également qu'il contient beaucoup de carbone, de molécules organiques et d'acides aminés, considérés comme les éléments constitutifs de la vie.
Simon se souvient que lorsque OSIRIS-REx a approché Bennu pour la première fois, les scientifiques ont rapidement vu des preuves de minéraux hydratés incrustés dans les roches de l'astéroïde. Ceux-ci se produisent généralement lorsque de l'eau est ajoutée à la structure cristalline d'un minéral. L'équipe de scientifiques a également trouvé des signatures de matériaux carbonés sur toute la surface de Bennu.
Dans cette étude, Simon et son équipe ont utilisé une méthode connue sous le nom de spectroscopie infrarouge pour étudier ces signatures, qui analyse l'interaction de la lumière infrarouge avec des molécules afin d'identifier la composition chimique d'un matériau donné. Ils ont découvert que le matériau carboné, y compris les molécules organiques et les minéraux carbonatés, était répandu à travers l'astéroïde, avec des veines concentrées de matériau sur quelques-uns des rochers de Bennu.
« Quand nous avons commencé à le cartographier, nous avons trouvé la signature d'un matériau carboné sur toute la surface », explique Simon. "Peu importe d'où nous prélevons un échantillon."
Une vie bien parcourue — Certains scientifiques pensent que l'eau et d'autres matières organiques ont voyagé jusqu'à la Terre par le biais de météorites qui sont tombées sur la planète il y a des milliards d'années au milieu du chaos d'un jeune système solaire. Les astéroïdes offrent une fenêtre cruciale sur le matériau qui existait au début du système solaire – et fournissent des indices sur la façon dont certains d'entre eux ont pu se rendre sur Terre.
Les preuves de minéraux hydratés sur un astéroïde sec rassemblent une partie de l'histoire de la façon dont l'eau a pu trouver son chemin vers la Terre, tandis que la matière organique également vue sur Bennu est un bon indicateur que l'astéroïde abrite les éléments constitutifs de la vie.
"Chaque jour, il pleut des choses que nous ne voyons pas", dit Simon. "Mais au début du système solaire, il y aurait eu beaucoup plus de ces collisions."
Simon et son équipe attendent avec impatience la mission de retour des échantillons, qui est prévue pour septembre 2023. Une fois l'échantillon récupéré, cela permettra aux scientifiques de vérifier leurs résultats.
"Ce qui est bien avec cette mission, c'est que nous avons des observations au sol, des observations depuis l'espace et un échantillon", dit Simon. "Nous pourrons lier toutes ces choses ensemble d'une manière que nous n'avons pas pu faire pour d'autres objets."