В NASA сообщили, что все собранные аппаратом OSIRIS-Rex образцы грунта с астероида Бенну извлечены из контейнера и взвешены. Общий вес материала составил 121,6 г. Научная программа миссии предполагала получить всего 60 г образцов, а результат более чем в два раза превзошёл ожидания. Поскольку NASA планирует сохранить 70 % образцов для изучения в будущем, излишки позволят познакомиться с образцами большему количеству учёных.

Источник изображения: NASA

Зонд NASA OSIRIS-REx был отправлен в космос в 2016 году. Он проделал долгий путь к астероиду Бенну, с которого должен был взять образцы поверхности. Забор образцов прошёл с угрозой аварии. Ударный рычаг взметнул с поверхности целое облако крупных фрагментов и пыли. Один из крупных фрагментов заклинил защитную заслонку на пробоотборнике, и это могло привести к потере образцов. Поэтому пробоотборник пришлось втянуть в зонд раньше расчётного времени.

Возвращение на Землю тоже прошло с приключениями. Тормозной парашют спускаемого контейнера с образцами не раскрылся на высоте 30 км, как планировалось. Он вышел на высоте 3 км и едва не сбил купол основного парашюта. Как позже выяснилось, при сборке спускаемого аппарата перепутали клеммы исполнительного механизма и сигнальные линии от тормозного и основного парашюта. Повезло, что стропы тормозного парашюта автоматика перерезала по программе, и когда он вышел уже после раскрытия основного купола, то сразу улетел прочь. Без тормозного парашюта спускаемая капсула разогналась сильнее, но основной парашют выдержал рывок.

После вскрытия капсулы в центре NASA там повсюду увидели чёрный порошок, который оказался образцами с Бенну. Ещё до вскрытия пробоотборника учёные агентства извлекли из внутренностей капсулы 70,3 г образцов. Вскрыть пробоотборник и добраться до остального грунта получилось не сразу. Два удерживающих защитную крышку винта открутить никак не могли. Это получилось только в январе — три месяца спустя после спуска капсулы на Землю. Внутри пробоотборника обнаружилось ещё 51,2 г образцов. Итого зонд вернул на Землю 121,6 г грунта с астероида Бенну, что стало самой крупной в истории космонавтики доставкой материал с астероида.

Для долговременного хранения NASA отложит 70 % полученных образцов. Для передачи учёным в США и другие страны будет выделено 30 % образцов. В NASA распределят их по контейнерам и каталогизируют, чтобы исследователи могли заказать порцию грунта для анализа. Каталог будет готов этой весной, после чего начнётся кропотливая работа в лабораториях.

Капсула с образцами грунта с астероида Бенну с приключениями приземлилась в штате Юта 24 сентября 2023 года. Добытый в ходе семилетней миссии OSIRIS-REx материал был доставлен в лабораторию NASA, но вскрыть контейнер с ним оказалось не так просто — этому мешали два заклинивших болта. Специалисты NASA почти четыре месяца решали проблему, и на днях им это удалось.

Источник изображения: Robert Markowitz/NASA

Задача по вскрытию контейнера была осложнена тем, что он был помещён в стерильный перчаточный бокс, чтобы образцы из космоса не были загрязнены земными микроорганизмами и веществами. Даже к обычным отвёрткам предъявлялись заоблачные требования лишь бы не допустить риск контаминации.

Под защищающей контейнер крышкой обнаружилось около 70 г астероидного вещества, что стало рекордом по возвращению на Землю образцов из космоса. Однако больше всего материала должно находиться непосредственно в контейнере заборного модуля TAGSAM. Крышка контейнера фиксировалась 35 винтами, два из которых оказалось невозможно открутить предназначенными для этого инструментами.

Для работы с заклинившими винтами специалисты NASA разработали и тщательно испытали на макете TAGSAM инструмент, который затем был помещён в перчаточный бокс.

Под защитным колпаком капсулы даже до вскрытия пробоотборника нашлось много грунта с астроида. Источник изображения: NASA

«Наконец-то открытие крышки TAGSAM и полный доступ к возвращённым образцам Бенну — это монументальное достижение, которое отражает непоколебимую преданность делу и изобретательность нашей команды», — выразил общую мысль команды астроном Данте Лоретта (Dante Lauretta) из Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны.

Учёные пока не подняли крышку, создавая для этого в боксе особые условия. Но вскоре это произойдёт, и материал будет передан во многие лаборатории мира.

На днях Палата представителей США решила в полном объёме оплатить миссию NASA MSR по доставке образцов грунта Марса на Землю. Необходимая на это сумма может втрое превысить заложенную в проекте. Но ради этого придётся принести в жертву помощь европейцам по доставке на Марс ровера «Розалинд Франклин», который ЕКА отказалось доверить «Роскосмосу».

Группа поддержки миссии по возврату марсианского грунта на Землю. Источник изображения: NASA

Заложенная в бюджет миссии NASA Mars Sample Return Mission (MSR) сумма составляла около $4 млрд. По данным последнего аудита, NASA не успевает со сроками и перерасходовало бюджет. Итоговая сумма по проекту может достичь $11 млрд и даже превысить её. Проблема в том, что для США это вопрос престижа. Китай уже собирается доставить грунт с Марса на два года раньше США — в 2031 году. Поэтому особенного выбора у властей США не было, тем более что марсоход Perseverance уже почти наполнил все свободные контейнеры кернами марсианской породы.

Власти пообещали NASA полное финансирование и выделили всю требуемую на 2024 год сумму — около $1 млрд. В ответ NASA должно пересмотреть графики работ и внимательнее работать с подрядчиками. Запуск платформы с возвращаемой ракетой и орбитального аппарата для возвращения образцов на Землю перенесён на 2030 год, что означает отсрочку исполнения планов на 2–3 года. Теперь миссия стала ближе к реальности, хотя технических трудностей осталось немало.

Что касается многострадального марсохода «Розалинд Франклин» (Rosalind Franklin) Европейского космического агентства, то разрыв отношений с «Роскосмосом» оставил европейцев без ракеты и посадочного модуля. Одно время NASA обещало помочь с первым и вторым, чтобы европейский марсоход был отправлен на Марс до 2028 года. Но теперь это обещание не будет исполнено. Проблема даже не в задержке миссии. Оборудование имеет свой срок годности и может просто не дожить до полёта.

Месяц назад на Землю приземлилась капсула NASA с образцами астероида Бенну, за которыми зонд OSIRIS-REx был отправлен в 2016 году. Образцы астероида были герметично упакованы для защиты от земного воздуха, а доступ к ним был организован в стерильном боксе. Как признались в NASA, они до сих пор не могут вскрыть главный пробоотборник капсулы, но даже случайно попавшего в капсулу материала Бенну достаточно, чтобы миссия оказалась успешной.

Под защитным колпаком капсулы даже до вскрытия пробоотборника нашлось множество вещества с астроида. Источник изображения: NASA

Учёные NASA сообщили, что внутри капсулы и частично в районе головки механизма отбора проб ещё до полного вскрытия пробоотборника нашлось 70,3 грамма вещества с поверхности астероида Бенну. Согласно целям миссии OSIRIS-REx, она считалась бы успешной, если бы на Землю было доставлено 60 граммов астероидного вещества.

После вскрытия капсулы оказалось, что её внутренняя поверхность усыпана чёрной пылью и мелкими гранулами, которые учёные выудили даже из-под защитной майларовой оболочки в капсуле. Поверхность астероида Бенну оказалась намного более рыхлой, чем рассчитывали инженеры NASA.

Пробоотборник в виде удлинённого манипулятора должен был ударить по его поверхности и выбить из неё немного пыли и камней, которые газом затянуло бы в капсулу, но в итоге он выбил из поверхности такой фонтан пыли и вещества Бенну, что это едва не привело к аварии — к заклиниванию механизма закрытия капсулы, а без этого образцы на Землю доставить было бы нельзя.

Капсула после приземления

Специалисты спешно дали команду на отвод зонда от астероида и это предотвратило заклинивание механизма. Всё, что учёные сегодня извлекли из капсулы — это излишки, на которые они даже не рассчитывали. Основное сокровище должно скрываться в пробоотборнике, но с его вскрытием пока возникла загвоздка: 2 из 35 крепёжных винтов, которыми удерживается крышка пробоотборника, открутить всё ещё не получается. Предусмотренные для этого инструменты, заранее помещённые в стерильный перчаточный бокс, не помогли справиться с этой работой. В NASA ищут возможность открутить оставшиеся винты, а пока капсула упрятана в герметичный тефлоновый пакет, чтобы вещество с астероида не контактировало с азотной атмосферой внутри бокса.

Предварительное изучение образцов показало, что они богаты водой и углеродом. Это означает, что пространство на заре образования Солнечной системы было богато этими важнейшими для зарождения биологической жизни веществами. И чем больше образцов привёз зонд NASA, тем более тщательно будет изучена история нашей системы.

Агентство NASA сообщило о «проблеме» с образцами грунта с астероида Бенну, добытыми космическим аппаратом OSIRIS-REx и недавно доставленными на Землю. «Проблема» оказалась приятной неожиданностью — исследователи NASA обнаружили, что на механизме сбора образцов (TAGSAM) осталось гораздо больше астероидного материала, чем рассчитывали учёные. В результате процесс извлечения основного объёма образцов грунта пришлось отложить.

Источник изображения: Robert Markowitz / NASA

OSIRIS-REx стал первым автоматическим американским космическим аппаратом, созданным для сбора образцов грунта с астероидов. 24 сентября 2023 года он доставил на Землю капсулу с камнями и пылью с астероида Бенну. Материал, собранный аппаратом с поверхности астероида ещё в 2020 году, позволит учёным заглянуть на 4,5 млрд лет в прошлое, когда формировалась наша Солнечная система. После доставки образцов OSIRIS-REx продолжил полёт к астероиду Апофис и был переименован в OSIRIS-APEX (OSIRIS-Apophis Explorer).

Капсула с образцами астероида Бенну, обгоревшая в атмосфере Земли и приземлившаяся в штате Юта. Источник изображения: NASA

Сообщение NASA о «проблеме», возникшей с образцами грунта с астероида Бенну, возвращёнными аппаратом OSIRIS-REx, быстро привлекло внимание мировых СМИ. Открытие капсулы произошло в Центре космических полётов NASA им. Джонсона в Хьюстоне, где учёные впервые взглянули на драгоценный груз, доставленный с астероида. Как оказалось, после открытия капсулы, количество собранного астероидного грунта значительно превзошло ожидания.

Три года назад, когда аппарат OSIRIS-REx впервые коснулся поверхности астероида Бенну, учёные были удивлены плотностью его поверхности, которая оказалась намного ниже ожидаемой. Это обстоятельство оказало значительное влияние в момент посадки: контакт с астероидом вызвал выброс большого количества материала с его поверхности, часть которого удачно осела на механизме сбора образцов (TAGSAM), что помогло собрать гораздо больше астероидного грунта.

Капсула с образцами грунта на зонде OSIRIS-REx менее чем за сутки до спуска на Землю. Источник изображения: NASA

«Лучшая "проблема", с которой можно столкнуться, — это когда у вас так много материала, что его сбор занимает больше времени, чем ожидалось. За пределами головной части TAGSAM есть обильное количество материала, который интересен сам по себе. Это действительно впечатляет, когда весь этот материал находится там», — сообщил специалист по микроскопическим астроматериалам и заместитель куратора OSIRIS-REx Кристофер Снид (Christopher Snead).

Первый образец, взятый с внешней стороны головной части TAGSAM, уже находится в руках учёных, которые проводят его первичный анализ. Сначала, при помощи сканирующего электронного микроскопа исследователи изучат морфологию и химический состав частиц, что поможет лучше понять их природу. Далее, применяя метод инфракрасных измерений, учёные попытаются определить наличие гидратированных минералов, которые могут рассказать о водных процессах на астероиде в прошлом.

Новая комната для образцов с астероида Бенну в Центре космических полётов NASA им. Джонсона в Хьюстоне. Источник изображения: NASA

В ходе следующего этапа, используя рентгеновскую дифракцию, специалисты получат данные о кристаллической структуре минералов и возможном наличии органических частиц. Эти методы анализа дадут первичное понимание химического и минералогического состава образцов грунта, открывая путь для более глубокого изучения материала астероида Бенну, что, возможно, расширит наше понимание начальных этапов формирования Солнечной системы и возможного происхождения в ней органических веществ.

«У нас есть вся микроаналитическая техника, которую мы можем использовать для тщательного анализа этого материала почти до атомного уровня», — сообщила Линдсей Келлер (Lindsay Keller), член команды по анализу образцов, добытых OSIRIS-REx, из Центра космических полётов NASA им. Джонсона в Хьюстоне.

В ближайшие недели учёные NASA планируют перенести головную часть устройства TAGSAM, содержащую капсулу с образцами, в другой специализированный ящик. Он является важным элементом в процессе первичной обработки и анализа собранных образцов, так как обеспечивает необходимые условия для тщательного изучения материалов. В нём учёные смогут аккуратно разобрать TAGSAM, чтобы в конечном итоге получить доступ к основному объёму образцов грунта астероида Бенну.

В стерильном перчаточном боксе в центре NASA учёные вскрыли капсулу с образцами грунта с астероида Бенну, полученными аппаратом OSIRIS-REx почти три года назад. Капсула приземлилась в минувшее воскресенье и спецрейсом была доставлена в центр NASA им. Джонсона в Хьюстоне. «Там виден какой-то чёрный материал, похожий на пыль. Мы надеемся, что это материал с Бенну», — сообщили исследователи, как только подняли крышку капсулы.

Забор образцов с астероида Бенну в представлении художника. Источник изображения: NASA

Сегодня образцы «пыли» с внутренней поверхности капсулы будут отправлены на анализ в одну из лабораторий NASA. Ожидается, что уже в эту пятницу можно будет точно узнать о том, собрана эта «пыль» с астероида или это что-то другое. Но настоящее сокровище находится в пробоотборнике TAGSAM, который ещё предстоит извлечь из капсулы. Специалисты рассчитывают, что на это уйдёт около двух недель.

Вскрытая капсула с образцами. На внутренней поверхности виден чёрный порошок, который может быть пылью с Бенну

Станция OSIRIS-REx собрала образцы с Бенну в момент касания пробоотборником поверхности астероида. Удар от касания должен был взметнуть вверх образцы поверхности в виде пыли и осколков, которые затянуло бы в пробоотборник. Так и произошло, но пробоотборник пришлось втянуть в аппарат раньше времени, поскольку один из осколков заклинил дверцу камеры, и это грозило потерей уже собранных образцов. Но в этом есть и положительный момент. Полученный таким образом объём захваченного грунта может в четыре раза превысить заложенные в программу по возвращению 250 граммов породы. Ниже показана съёмка со станции момента забора грунта.

Около 70 % образцов с астероида Бенну будут отложены для будущих исследований на оборудовании, которое ещё предстоит разработать и создать. Остальные 30 % распределят между рядом мировых лабораторий, что позволит достаточно быстро составить впечатление о материале с астероида и его химическом составе. Данное исследование станет своего рода независимым подтверждением анализа материала с другого астероида — Рюгу, образцы которого на Землю доставил японский аппарат. В материалах с Рюгу обнаружены органика и витамины. Если то же самое учёные найдут в веществе с Бенну, то это значительно укрепит теорию о космических истоках зарождения жизни на Земле.

В NASA готовятся встречать образцы с астероида Бенну (Bennu), которые на Землю доставит спускаемая капсула космического аппарата OSIRIS-REx. Вход капсулы в атмосферу планеты ожидается 24 сентября в 08:42 по местному времени (17:42 мск). Для встречи капсулы и её транспортировки в нужное место организованы команды специалистов и специальные помещения. На днях NASA провело генеральную репетицию финального этапа возвращения капсулы на полигоне.

Перчаточный бокс в чистой комнате NASA для разбора образцов с астероида Бенну. Источник изображения: NASA Johnson/Bill

До завершения миссии по доставке образцов астероида на Землю осталось менее четырёх недель. Миссия длиной в семь лет близка к своему финалу. Космический аппарат OSIRIS-REx собрал образцы с астероида Бенну в 2020 году и сейчас находится на последнем отрезке пути к Земле.

Ранее образцы астероида доставлял на Землю только японский аппарат. Произошло это в 2020 году. В руки учёных попали частички астероида Рюгу. После исследований учёные с удивлением выяснили, что они старше Солнца и содержат важные для зарождения биологической жизни аминокислоты. Доставка образцов астероида Бенну на Землю станет триумфом американской космонавтики и дополнительным и независимым источником наших знаний об эпохах до появления Земли и зарождения жизни на ней. Это своего рода космическая археология, которая скрыта в астероидах.

Согласно программе миссии, капсула с образцами приземлится на военном полигоне в штате Юта. Специальная команда заберёт её и доставит в чистую комнату полигона, где образцы пройдут первичную обработку и разборку для подготовки к перелёту на самолете в Космический центр имени Джонсона в Хьюстоне. Там образцы будут задокументированы, обработаны и подготовлены для передачи в лаборатории по всему миру. В NASA обещают вести трансляцию входа капсулы в атмосферу в режиме реального времени.

В мае 2024 года с китайского космодрома Вэньчан (Wenchang) будет запущена ракета «Чанчжэн-5» (Long March 5) с четырьмя космическими аппаратами на борту. Данная миссия под названием «Чанъэ-6» (Chang'e 6) направлена на сбор и доставку на Землю проб грунта с обратной стороны Луны. Об этом на космической конференции в г. Хэфэе заявил У Яньхуа (Wu Yanhua), главный конструктор Большого проекта по исследованию дальнего космоса.

Источник изображения: wikipedia.org

Продолжительность миссии «Чанъэ-6» составит 53 дня — она направлена на совершение посадки на обратной стороне Луны и сбор проб грунта массой 2 кг. Место посадки аппарата находится примерно на 43 ° южной широты и 154 ° западной долготы в регионе, известном как бассейн Аполлона. Бассейн Аполлона расположен в области бассейна Южный полюс — Эйткен, крупнейшем древнем ударном кратере диаметром почти 2500 км — он покрывает без малого четверть обратной стороны Луны. Есть мнение, что при образовании этого бассейна произошёл подъём вещества из-под лунной коры, а значит, здесь могут находиться подсказки, важные для понимания истории Луны и развития Солнечной системы.

Первую миссию по сбору и возврату проб с Луны Китай осуществил в 2020 году в рамках миссии «Чанъэ-5» — первой в своём роде за последние 40 лет. Тогда посадку произвели в Океане Бурь на видимой стороне Луны. Обратную сторону невозможно увидеть напрямую, поэтому перед запуском «Чанъэ-6» Китай запустит лунный орбитальный спутник «Цуэцяо-2» (Queqiao 2), который обеспечит связь с Землёй.

В NASA запускают серию подготовительных мероприятий к получению образцов с астероида Бенну (Bennu). Образцы будут сброшены с автоматической станции NASA OSIRIS-REx 24 сентября этого года, что станет завершением основного этапа миссии. Капсула войдёт в атмосферу в 17:41 мск (10:41 утра по местному времени) и коснётся земли 13 минут спустя. Слаженная работа специальных групп NASA обеспечит подбор и доставку образцов к месту промежуточного хранения.

Перчаточный бокс в чистой комнате NASA для разбора образцов с астероида Бенну. Источник изображения: NASA Johnson/Bill Stafford

Группы NASA начали проходить подготовку и тренировку подбора капсулы с образцами, что выглядит как обеспечение целого ряда строгих процедур. Одни будут обеспечивать охрану места падения капсулы на полигоне Министерства обороны США в пустыне Юта (траектория спуска уже определена, но погода может внести свои коррективы). Другие специалисты возьмут образцы воздуха и почвы в месте приземления капсулы, что поможет в случае её случайной или аварийной разгерметизации — специалисты будут знать, чем стерильные космические образцы могут быть загрязнены.

После этого капсула с образцами будет доставлена к месту временного хранения с чистой комнатой и перчаточным боксом. В капсуле должно быть 250 г образцов с астероида плюс/минус 101 г. Образцы будут разделены на части. Примерно четверть объёма через шесть месяцев после сортировки будет передана для исследований в несколько лабораторий мира, а остальное будет сохранено для изучений в будущем усовершенствованными методами. Образцов немного и такого бардака, как с лунными образцами, когда до сих пор NASA случайно находит сотни килограмм лунного реголита на хранении, не будет.

Как считается, астероиды являются ископаемыми Солнечной системы, которые возникли до появления планет и Земли в частности. В породе астероида Рюгу уже обнаружено достаточно органических соединений, чтобы делать осторожные выводы о подтверждении теории панспермии — о занесении жизни на Землю из космоса. Эта теория только укрепится, если подобную органику в изобилии обнаружат также в образцах астероида Бенну.

Космическая станция OSIRIS-REx продолжит свою работу после того, как сбросит капсулу с образцами астероида на Землю. Следующей целью для неё выбран астероид Апофис, который одно время называли «убийцей планет». Зонд NASA поравняется с астероидом в 2029 году и проведёт рядом с ним 18 месяцев. На этом, по-видимому, его миссия завершится. В его баках банально не останется горючего для совершения манёвров.

На днях вышла очередная научная работа с обзором проб грунта с подповерхностного слоя астероида Рюгу. Образцы доставила японская автоматическая станция «Хаябуса-2» (Hayabusa2). Пробы с Рюгу уже подвергались анализу, и новые исследования снова подтвердили наличие в них ключевых для возникновения жизни органических соединений, включая обнаружение витаминов.

Источник изображения: NASA/JAXA/Dan Gallagher

Рюгу — это околоземный астероид, возраст которого оказался старше нашего Солнца. Наличие в его структуре базовых кирпичиков ДНК и РНК — азотистых оснований — намекает на то, что органические соединения, необходимые для зарождения биологической жизни, как мы её знаем, образовались задолго до появления планет в Солнечной системе и Земли в частности. Выжить в космических условиях они смогли глубоко в недрах астероидов, куда радиация не смогла добраться и, в таком виде, вероятно, попали на нашу планету. По крайней мере, такой сценарий допустимо рассматривать как один из вероятных.

«Когда исследователи проанализировали образцы, собранные из двух разных мест на астероиде, они обнаружили урацил, один из строительных блоков РНК, а также витамин B3, или ниацин (ключевое соединение для метаболизма в живых организмах)», — сообщает интернет-ресурс CNN со ссылкой на вчерашнюю статью в Nature Communications.

Интересно отметить, что традиционно органику в метеоритах искали с помощью помещения образцов в сильно нагретую муравьиную кислоту. Она служила растворителем и вытягивала из образцов достаточно органики для последующего анализа. В то же время кислота уничтожала ряд соединений, что не позволяло выявлять много интересного.

С недавних пор в качестве растворителя стали использовать обычную холодную дистиллированную воду. В заново проведённых таким способом экспериментах в образцах метеоритов были обнаружены все четыре базовых азотистых основания. Оставалось опасения, что образцы обычных метеоритов загрязнены при падению на Землю. Образцы с Рюгу в этом плане были стерильны, а новое исследование проведено с использованием в качестве растворителя горячей воды.

«В образце были обнаружены и другие биологические молекулы, включая ряд аминокислот, аминов и карбоновых кислот, которые содержатся в белках и [участвуют в] метаболизме соответственно», — заметил один из авторов новой работы.

Подтвердить или опровергнуть широкое распространение «базовой» органики в космосе смогут образцы с другого астероида — Бену, который автоматическая межпланетная станция OSIRIS-REx доставит на Землю в сентябре этого года.