Asteroiden Bennu: lyckad landning – men uppdraget att återlämna prover har bara börjat

Lyckan var tydlig i ansiktet på NASA:s vetenskapsmän och ingenjörer när de fick veta: ”Touchdown är slutförd”. Några sekunder senare applåderade de för att ”back away burn complete”. Den farligaste delen av uppdraget var över – och till synes lyckad, även om vi får vänta några dagar till för att få veta hur stor framgång det var.

OSIRIS-REx (för Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer)) lanserades i september 2016 och anländer till sin målasteroid 101955 Bennu i december 2018. Syftet med uppdraget var att karakterisera asteroiden och sedan ta med sig en del av den tillbaka för att studera den på jorden.

Rymdfarkosten tillbringade två år med att cirkulera runt Bennu, göra detaljerade kartor av dess yta och lära sig så mycket som möjligt om asteroiden innan nästa fas i uppdraget: att leta efter en säker plats att landa på. Eller snarare inte att landa, utan att göra ett mycket snabbt ”touch-and-go”-besök på ytan – där den skulle samla in materialfragment för att skicka tillbaka dem till jorden. Det var slutförandet av touch-and-go-manövern som föranledde applåder och jubel i uppdragskontrollen.

Varför Bennu? Och varför lättnad? Detta är trots allt inte den första asteroiden som en rymdfarkost har besökt – och det är inte heller den första lilla kroppen som man har landat på. Det rekordet innehas av rymdfarkosten NEAR som gjorde en kontrollerad kraschlandning på asteroiden 433 Eros 2001. Och jag minns fortfarande känslan i kontrollrummet när Philae landade på komet 67P/Churyumov-Gerasimenko 2014.

Lättnaden berodde på att Bennu är liten – bara cirka 500 meter i diameter – ett faktum som var känt när den valdes ut som mål. Men den är märkligt formad och aktiv – två saker som inte var kända. Den ser lite ut som en gammaldags snurrtopp, eller en grov diamant, spetsig i toppen och botten och fetare i mitten. Eftersom den är så liten antogs det att Bennu skulle vara lugn – den skulle till exempel inte bete sig som en komet och kasta ut explosioner av gas och stenar.

Men eftersom ingenting i solsystemet är enkelt, upptäckte OSIRIS-Rex när den närmade sig Bennu att asteroiden kastade ut små mängder material från sin yta. Partiklarna var mindre än en centimeter i diameter och de flesta av dem landade tillbaka på asteroiden – i allmänhet närmare ekvatorn än polerna, som förändrade sin form med tiden.

En av konsekvenserna av aktiviteten – som förklaras av att temperaturförändringar bryter sönder större stenblock och bryter upp stenarna – är att Bennus yta är helt täckt av spillror, mycket mer än vad som hade förväntats. Detta gjorde det svårare att välja en plats för insamling av prover.

Solsystemets hemligheter

Bennu är en jordnära asteroid – den har en chans på en på 2700 att kollidera med jorden om cirka 170 år. Den tros också vara rik på den typ av organiska föreningar som kan ha sått jorden för att göra det möjligt för liv att uppstå.

Ett annat överraskande fynd som kom från kartläggningskampanjen var att Bennu inte bara var rik på lermineraler, utan att det fanns ådror av karbonat. Lera och karbonater kräver vatten – mycket vatten – så dessa mineraler måste ha bildats när Bennu var en del av en större asteroid. Det finns inget rinnande vatten där nu – men det kan finnas små fickor av is under ytan. Även om OSIRIS_Rex inte kommer att samla in denna is, bör effekterna av vatten kunna ses i det material som samlas in.

Studier av dessa material kommer att hjälpa oss att förstå det primitiva stoft som solsystemet växte ur, och det utbud av organiska föreningar som finns där. Det kommer också att berätta om de fysiska egenskaperna hos något som skulle kunna träffa jorden, vilket kan hjälpa oss att stoppa det.

Det har alltid varit svårt att samla in material från ytan – alla försök att landa skulle sannolikt inte lyckas, eftersom Bennus låga gravitationskraft inte skulle kunna gripa tag i en landare och hålla den på plats. En landare skulle studsa av, tillbaka ut i rymden. Detta är anledningen till att NASA använde sig av en ”touch-and-go”-metod – rymdfarkosten närmade sig asteroiden mycket långsamt och svävade bara någon meter från ytan, medan en arm sträcktes ut för att röra vid ytan och samla in ett prov.

Det gjorde den genom att blåsa en stråle kväve på ytan, som var tillräckligt kraftfull för att slänga in material i insamlingskannistern. Det långsamma närmandet till ytan tog flera nagelbitande timmar, medan insamlingsoperationen tog några sekunder. Insamlingen var över och rymdfarkosten backade undan – därav lättnaden vid uppdragskontrollen när meddelandet ”back away, burn complete” visade att OSIRIS-Rex höll på att avlägsna sig från ytan.

Vi vet ännu inte hur mycket material som blåstes in i behållaren – och vi kommer inte att få veta det förrän den anländer tillbaka till jorden i september 2023. Det kan vara 60 gram – vilket är målet – eller så kan det vara så mycket som ett kilo. Ett försök kommer att göras senare i veckan för att se hur rymdfarkostens tröghetsmoment – dess enhetliga rörelse i en rak linje – har förändrats, vilket bör ge en första uppskattning av den insamlade mängden.

När provet kommer tillbaka till jorden kommer det att analyseras av ett internationellt forskarlag som kommer att mäta alla aspekter av materialets sammansättning och struktur, särskilt jordens innehåll av organiska ämnen och vatten.

Det är då vi kommer att få några svar, som kommer att berätta om vårt eget ursprung lika mycket som om asteroiden Bennus ursprung.

Jag tillägnar detta stycke till minnet av professor Michael J. Drake, en vän och kollega. Han var den ursprungliga förslagsställaren till det uppdrag som så småningom blev OSIRIS-REx, men avled i september 2011, innan han kunde se uppdraget sjösättas.