September 26, 2022

Dante Lauretta tidak menyangka permukaan asteroid itu, seperti yang dia katakan, “berbulu.”

Saat pesawat ruang angkasa OSIRIS-REx NASA turun menuju asteroid Bennu untuk mengambil sampel material permukaannya, peneliti utama misi Lauretta dan timnya tahu bahwa proses tersebut akan meninggalkan jejak—baik pada ilmu planet maupun pada permukaan batu yang dipenuhi batu itu sendiri. Untuk misi pertama kalinya untuk mengambil sampel dari asteroid, badan antariksa memilih target yang menyimpan bahan yang tersisa dan tidak berubah sejak tata surya terbentuk.

“Kami mengira kami akan menggali, paling banyak, lubang kecil sepanjang 30 sentimeter,” kata Lauretta, yang juga profesor wali di Laboratorium Lunar dan Planet Universitas Arizona. Sebaliknya, katanya, material di permukaan Bennu sangat longgar, “kami membuat lubang selebar delapan meter di permukaan.” (Itu adalah kawah yang membentang lebih dari 20 kaki.)

Setelah memeriksa pendaratan Oktober 2020 secara rinci, para ilmuwan planet menentukan bahwa materi di permukaan Bennu harus dikemas cukup longgar, seperti kelinci debu, kata Lauretta. Rinciannya dijelaskan dalam sepasang makalah yang diterbitkan minggu ini di jurnal Sains dan Kemajuan Ilmu Pengetahuan.

[Related on PopSci+: In its visit to Psyche, NASA hopes to glimpse the center of the Earth]

Informasi ini akan menjadi sangat penting tahun depan, ketika OSIRIS-REx mengirimkan sampel Bennu kembali ke Bumi untuk dipelajari lebih dekat oleh para ilmuwan di seluruh dunia. Tujuan dari misi pengembalian sampel adalah untuk menjelaskan asal usul sudut tata surya kita, bahkan mungkin mengungkap kimia yang mengarah pada evolusi kehidupan di Bumi. Isi asteroid sangat unik karena mereka tidak pernah mengalami proses perubahan sifat yang sama seperti batuan dari planet seperti Mars.

See also  Undang-undang baru mengembalikan astronomi Hawaii ke penduduk setempat

“Setiap ahli geologi yang sepadan dengan garam mereka akan berkata, ‘Anda tidak dapat benar-benar memahami sebuah batu sampai Anda tahu dari mana asalnya.’ Di mana rock tuan rumah? Bagaimana lingkungan sekitar?” Laurent menjelaskan. “Itulah tepatnya yang telah dilakukan OSIRIS-REx dengan situs sampel kami.”

Dan itu berarti mencari tahu seberapa “halus” permukaan Bennu. Tim di balik misi tersebut menentukan kepadatan massal material permukaan Bennu (lapisan pada badan orbit berbatu yang disebut “regolith”) menggunakan dua pendekatan berbeda. Lauretta dan rekan-rekannya menganalisis gambar yang diambil dari lokasi pengambilan sampel sebelum dan sesudah pesawat ruang angkasa mendarat, yang hasilnya dijelaskan dalam Sains kertas. Sementara itu, Kevin Walsh, peneliti utama untuk Regolith Development Working Group dalam misi tersebut dan seorang ilmuwan di Southwest Research Institute, menganalisis kekuatan yang diberikan asteroid terhadap pesawat ruang angkasa seukuran mobil—dengan kata lain, betapa lembutnya pendaratan. melakukan pengalaman OSIRIS-REx. Hasil tersebut dijelaskan dalam Kemajuan Ilmu Pengetahuan kertas.

[Related: NASA is winding up to punch an asteroid]

Jawabannya, mereka berdua temukan secara terpisah, adalah bahwa itu adalah pendaratan yang sangat lembut. Sementara batu rata-rata memiliki kerapatan sekitar 3.000 kilogram per meter kubik, kata Lauretta, material permukaan di Bennu memiliki kerapatan curah sekitar 500 hingga 700 kilogram per meter kubik.

Metrik lain yang dilihat para ilmuwan adalah kohesi regolit Bennu—seberapa kuat partikel yang berbeda saling menempel, seperti gumpalan tepung atau bubuk kakao, Walsh menjelaskan. Analisisnya mengungkapkan “pada dasarnya tidak ada ikatan kohesif permukaan [material].”

Gambar-gambar ini direkam selama 10 menit selama latihan OSIRIS-REx di atas permukaan Bennu pada April 2020. Lengan pengambilan sampel pesawat ruang angkasa, yang disebut Mekanisme Akuisisi Sampel Touch-And-Go (TAGSAM), terlihat di bagian tengah bingkai, dan petak gelap yang relatif jelas dari situs sampel Bennu Nightingale terlihat pada gambar selanjutnya, di bagian atas. Untuk konteks, gambar diorientasikan dengan barat Bennu di bagian atas. NASA/Goddard/Universitas Arizona

Ketika OSIRIS-REx mendarat di Bennu, pesawat ruang angkasa itu melakukan manuver baru bagi NASA: Ia secara singkat mencium asteroid dengan lengan robot, yang disebut “Mekanisme Akuisisi Sampel Sentuh-dan-Go” (TAGSAM), meledakkan sejumlah kecil nitrogen gas di permukaan material untuk mengaduknya, dan kemudian menyedot beberapa debu, biji-bijian, dan kerikil ke dalam wadah pengumpulan sampel untuk dikembalikan ke Bumi.

See also  Pasien kelima sembuh dari HIV setelah transplantasi sel induk

“Begitu gas dilepaskan, ada barang-barang di mana-mana,” kata Walsh, menggambarkan menonton video yang diambil dari touchdown. “Itu seperti badai,” kenangnya, dengan butiran lepas dan pecahan batu mengepul di sekitar lengan TAGSAM.

Turunnya itu sendiri terbukti menantang, mengingat regolith itu tidak cukup padat untuk mendorong kembali pesawat ruang angkasa yang mendarat. “Jika kita tidak menembakkan pendorong untuk mulai mundur dari asteroid, saya pikir kita akan masuk jauh-jauh dan menghilang, seperti pasir hisap,” kata Lauretta.

OSIRIS-REx menemukan air terkunci di tanah liat di Bennu, jadi Lauretta berpikir mungkin saja batu-batu asteroid itu sendiri keropos dan tidak menyatu. Anggap saja seperti kastil tua yang terbuat dari pasir kering di pantai. Jika terganggu oleh kekuatan kecil (kaki manusia atau angin), ia dapat dengan mudah runtuh menjadi tumpukan sedimen yang lepas.

[Related: Local asteroid Bennu used to be filled with tiny rivers]

Begitu sampel kembali ke Bumi pada September 2023, para ilmuwan akan mendapatkan kesempatan untuk menguji mengapa regolith Bennu begitu longgar—dan kemudian beberapa. Materi akan melalui “seluruh baterai tes,” kata Lauretta; itu akan dipelajari di laboratorium di empat benua yang berbeda untuk mineralogi dan kimia, isotop yang berbeda untuk menentukan usia asteroid, dan molekul organik dan volatil seperti air yang dapat menumpahkan kehidupan tentang bagaimana Bumi menjadi layak huni. Mungkin asteroid seperti Bennu mengirimkan air ke planet kita pada saat kritis dalam perkembangannya.

Sampel dari Bennu tidak akan menjadi batuan luar angkasa pertama yang dipelajari dengan sangat detail. Meteorit yang telah pecah dari benda-benda planet lain dan meluncur ke permukaan bumi telah menjadi subjek penelitian ilmiah selama beberapa dekade. Tapi bebatuan itu terkontaminasi dan bahkan mungkin diubah oleh atmosfer planet kita, yang membuatnya sulit untuk menentukan dari mana asalnya. “Mereka adalah sampel acak dari luar angkasa tanpa konteks,” kata Lauretta.

See also  Eropa membiru di malam hari dari LED

Sampel murni harus diperoleh langsung dari sumbernya dan dilindungi dengan hati-hati dalam perjalanannya melalui atmosfer bumi. Sementara misi OSIRIS-REx akan menjadi pertama kalinya NASA membawa batu dari asteroid, Badan Eksplorasi Dirgantara Jepang (JAXA) baru-baru ini melakukan misi serupa, Hayabusa2, di asteroid Ryugu. Penyelidikan JAXA sebelumnya, Hayabusa, menargetkan Itokawa, asteroid yang lebih berbatu. Ketika sampel kembali pada 2010, tim mengira telah gagal mengembalikan materi apa pun. Tetapi setelah membuka kolektor, mereka menemukan beberapa partikel berbatu. Pada akhirnya, ketiga misi tersebut akan memberikan data penting untuk model seperti apa tata surya awal.

Probe OSIRIS-REx menyimpan sampel dari asteroid Bennu
Diambil pada 27 Oktober 2020, urutan pencitraan ini menunjukkan pesawat ruang angkasa OSIRIS-REx NASA berhasil menempatkan kepala pengumpul sampelnya ke dalam Sample Return Capsule. Beberapa partikel juga terlihat keluar dari kapsul. NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin

OSIRIS-REx juga memiliki tujuan kedua setelah Bennu. Ketika pesawat ruang angkasa kembali ke Bumi, ia akan menjatuhkan kapsul pengembalian sampel ke sebuah situs di gurun Utah melalui parasut. Sisa penyelidikan akan melanjutkan misi diperpanjang yang disebut OSIRIS-APEX untuk mengorbit asteroid dekat Bumi lainnya, Apophis.

OSIRIS-APEX tidak akan mengumpulkan sampel dari batuan luar angkasa, tetapi akan mempelajari asteroid selama 18 bulan dari orbit. Ini juga akan melakukan manuver yang mirip dengan pengembalian sampel, di mana ia akan mendekati permukaan Apophis dan menembakkan pendorongnya untuk mengekspos apa yang ada di bawahnya. Proses itu dapat mengungkapkan bahwa permukaan “halus” seperti Bennu lebih merupakan aturan daripada pengecualian.