אוסיריס-רקס

אוסיריס־רקס (באנגלית: OSIRIS-REx) היא גשושית של נאס"א לחקר האסטרואיד קרוב הארץ 101955 בֶּנוּ, איסוף דגימה ממנו והחזרתה לכדור הארץ. זוהי המשימה השלישית שנבחרה במסגרת תוכנית הגבולות החדשים של נאס"א, לאחר המשימות ניו הורייזונס וג'ונו.

הגשושית נבנתה על ידי חברת לוקהיד מרטין, ושוגרה למשימתה ב־8 בספטמבר 2016. בדצמבר 2018 הגשושית הגיעה לקרבת האסטרואיד, והחלה להקיף ולחקור אותו. בדצמבר 2018 גילתה הגשושית כמויות ניכרות של מים על האסטרואיד. ב־21 באוקטובר 2020 שלחה הגשושית זרוע רובוטית לפני השטח של האסטרואיד ואספה בהצלחה דגימה ממנו. הדגימה חזרה לכדור הארץ באמצעות קפסולה (בדומה לגשושית סטארדאסט) בשנת 2023 בתאריך 24 לספטמבר . המשימה נועדה לחקור את השלבים הראשונים של היווצרות מערכת השמש וכוכבי הלכת, ואת המקור לתרכובות אורגניות שחיוניות לקיום חיים.

עלות המשימה היא כ־800 מיליון דולר, בנוסף לעלות השיגור בסך של כ־183.5 מיליון דולר.

שם המשימה

ראשי התיבות "OSIRIS-REx" הם ראשי תיבות בדיעבד של Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer (בתרגום חופשי: "חוקר מקורות, פרוש ספקטרלי, זיהוי משאבים, ביטחון ורגולית"). ראשי תיבות אלו נבחרו כדי לייצג את מרכיבי המשימה השונים, תוך כדי התייחסות לאל המוות המצרי אוסיריס, עם הסיומת "רקס" שמשמעותה בלטינית היא "מלך".

החוקר הראשי של המשימה, פרופ' דנטה לורטה מאוניברסיטת אריזונה, בחר את השם בשל מספר הקבלות שראה בין הסיפור המיתולוגי של אוסיריס ובין משימתה של הגשושית, וביניהן: לפי הסיפור המיתולוגי, האל אוסיריס לימד את בני האדם לעבד את האדמה, ועל פי לורטה, גם אוסיריס־רקס תביא דגימה מאסטרואידים פרימיטיביים שעשויים להכיל חומרים שהיוו את ה"זרעים" לחיים על כדור הארץ; האל אוסיריס פותה להיכנס לארון מתים על ידי סת, והגשושית תכניס את הדגימה לתוך קפסולת החזרה לכדור הארץ; לאחר שנהרג על ידי סת, אוסיריס הוחזר לחיים, הופקד מאז על ארץ השאול והפך מקושר, במותו ותחייתו, לגאות והשפל של הנילוס. באופן דומה, אסטרואידים נחשבים למי שהביאו לכדור הארץ מים וחומרים הנחוצים לחיים, ומצד שני כגורמים לאירועי התנגשות שגרמו להרס וחורבן (כדוגמת התאוריה שהכחדת הדינוזאורים נגרמה עקב פגיעת מטאוריט), וכך הם גם לקחו חלק בתהליכי האבולוציה ואפשרו את התפתחותם של מינים אחרים.

עם שחרור הדגימה מהאסטרואיד בֶּנוּ אל כדור הארץ בסוף ספטמבר 2023, המשיכה הגשושית למשימה חדשה לחקר האסטרואיד אפופיס (Apophis), אליו היא צפויה להגיע ב-2029, ושם המשימה שונה ל- ApEx, קיצור של Apophis Explorer.

המשימה

משימת הגשושית פותחה על ידי המעבדה הירחית והפלנטרית  של אוניברסיטת אריזונה, מרכז טיסות החלל גודרד של נאס"א וחטיבת מערכות החלל של לוקהיד מרטין. הצוות המדעי שלה מורכב מחוקרים מארצות הברית, קנדה, צרפת, גרמניה, בריטניה ואיטליה.

לאחר השיגור על גבי משגר אטלס 5, אוסיריס־רקס החלה מסע של כשנתיים עד להגעה לאסטרואיד 101955 בנו, אסטרואיד קרוב ארץ מסוג אסטרואידי אפולו, בעל קוטר ממוצע של כ־492 מטר אשר נמצא במסלול הליוצנטרי ומשלים הקפה אחת סביב השמש כל 436.6 ימים, במסלול שמביא אותו לקרבה לכדור הארץ כל 6 שנים. על מנת להתאים את מסלולה לזה של האסטרואיד, אוסיריס־רקס ביצעה ב־22 בספטמבר 2017 יעף מוצלח בקרבת כדור הארץ, בו השתמשה בשיטת המקלעת הכבידתית כדי לשנות את מסלולה.

עם ההתקרבות אל האסטרואיד בסוף 2018, הגשושית החלה תקופה של כמעט שנתיים בה חקרה ומיפתה את האסטרואיד. באמצעות התוצאות של מיפוי וסקירה זו יכלו מפעילי הגשושית לחקור את האסטרואיד וכן לבחור את האתר המדויק שממנו תאסף הדגימה ולקבוע את התהליך ההדרגתי לביצוע תמרונים שונים כדי להתקרב אליו.

הגשושית לא נחתה על האסטרואיד, אלא הושיטה זרוע רובוטית שאספה מפני השטח דגימה שתוכננה להיות במשקל של בין 60 גרם ל־2 קילוגרם. לפני ביצוע איסוף הדגימה, שתוכנן להיערך ביולי 2020, בוצעו חזרות מקדימות. הלוחות הסולאריים של הגשושית הורמו לכדי צורה המזכירה את האות Y על מנת לצמצם את הסיכוי שיצטבר עליהן אבק וכן כדי לספק מרווח גחון גדול יותר במקרה שהגשושית תיטה על צידה במהלך המגע עם האסטרואיד. החללית הנמיכה רום עד לגובה של כ־5 מטר מעל פני השטח, ולזרוע הרובוטית שלה היו כ-5 שניות לאסוף דגימות מהרגולית שעל פני השטח, לפני שתמרון ההתרחקות מהאסטרואיד הופעל כדי להבטיח היפרדות בטוחה מהאסטרואיד. לגשושית יש יכולת לבצע עד שלושה ניסיונות לאיסוף הדגימה. לאחר שהגשושית ווידאה שהדגימה מספקת ושאין צורך בניסיון נוסף, הדגימה תאוכסן בקפסולה למסע חזרה לכדור הארץ.

בזמן איסוף הדגימה, אחד החלקיקים שנאסף - חתיכה בגודל של כמה ס"מ - תקע את פתח מיכל איסוף הדגימה, מה שהשאיר אותו פתוח ומאפשר לדגימה לזלוג החוצה באופן איטי יחסית. בהתחשב בעובדה שכמות החומר שנאספה גדולה בהרבה מאשר היה מצופה, מקווים בקרי המשימה כי כמות חומר מספקת תגיע חזרה לכדור הארץ.

הגשושית תעזוב את האסטרואיד רק בשנת 2021, כאשר יפתח עבורה חלון שיגור למסלול לעבר כדור הארץ. הקפסולה, הדומה במאפייניה לקפסולה אשר שימשה את החזרת דגימת השביט שאספה הגשושית סטארדאסט, נועדה לשרוד את החדירה לאטמוספירה של כדור הארץ. אתר הנחיתה המיועד של הקפסולה הוא אזור מדברי ביוטה, ארצות הברית. הנחיתה מתוכננת להתרחש בספטמבר 2023, ולאחריה הקפסולה תועבר לניתוח הדגימה במרכז החלל ג'ונסון.

יעדי המשימה

חקר אסטרואידים יכול ללמד רבות על היווצרות מערכת השמש, שכן הם מהווים מעין "קפסולת זמן" מאותה תקופה מאחר שהם לא עברו שינויים גאולוגיים. האסטרואיד 101955 בנו נבחר גם מכיוון שהוא עשיר בפחמן, אלמנט מרכזי בתרכובות אורגניות החיוניות לקיום חיים. מולקולות אורגניות, כגון חומצת אמינו נמצאו בעבר במטאוריטים ודגימות משביטים, דבר המצביע על כך שחומרים מסוימים הנחוצים לחיים יכולים להיווצר בחלל החיצון.

האסטרואיד בנו נחשב לאסטרואיד מסוכן יחסית מבחינת סיכויי ההתנגשות שלו בכדור הארץ. בשנת 2014 חושבה ההסתברות המצטברת להתנגשות של האסטרואיד עם כדור הארץ בתקופה שבין השנים 2175 ו־2196 ל־0.037%. עקב מסוכנותו האפשרית של האסטרואיד, המשימה נועדה לחקור את מאפייניו הפיזיקליים והכימיים של האסטרואיד, מידע מהותי עבור משימה עתידית אופציונלית למניעת התנגשות. הגשושית תחקור גם את השפעת אפקט ירקובסקי על מסלול האסטרואיד, אפקט הנובע מקרינה תרמית שפולט האסטרואיד.

המשימה תאפשר גם לבחון את המשאבים שקיימים על אסטרואידים כגון בנו, משאבים כמו מים וחומרים אורגניים, אשר יכולים לשמש לאספקה עבור משימות מחקר עתידיות, מאוישות ולא־מאוישות. המשימה תאפשר גם השוואה של מאפייניו האמיתיים של האסטרואיד, עם תוצאות התצפיות שנעשו מכדור הארץ.

מבנה וציוד מדעי

מפרט
 גודל: גוף החללית בצורת קובייה בגודל של 2 מטר.
 כוח: לוחות סולאריים עם משטח פעיל של 8.5 מ"ר אשר טוענים סוללות ליתיום־יון.
 הנעה: מנוע רקטי המשתמש בדלק מסוג הידרזין.

ציוד מדעי

 TAGSAM (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism) – זרוע רובוטית שבקצהּ מחובר מכשיר דמוי צלחת, שעם המגע בקרקע משחרר גז חנקן אשר דוחף את הרגולית שבקרקע לתוך מיכלי איסוף הדגימה שנמצאים ב"צלחת". לגשושית שלושה בלוני גז חנקן שמאפשרים לה שלושה ניסיונות לאיסוף הדגימה.
 OCAMS (OSIRIS-REx Camera Suite) – מערכת הצילום של הגשושית, הכוללת שלוש מצלמות: PolyCam, טלסקופ בגודל של 20 ס"מ שיוכל לצלם את האסטרואיד ממרחק של כ־2 מיליון ק"מ ובהמשך לבצע צילומים ברזולוציה גבוהה; MapCam, אשר תמפה ותצלם את האסטרואיד, וכן תחפש אחר לוויינים סביב האסטרואיד וגז שנפלט ממנו; ו־SamCam אשר תבחן ותצלם את הדגימה שנאספה.
OLA (OSIRIS-REx Laser Altimeterׂׂ) – מד גובה וליידר אשר ישמש למיפוי וסקירה טופוגרפית של האסטרואיד בנו ויסייע בבחירת אתר איסוף הדגימה. ממומן על ידי סוכנות החלל הקנדית.
 OVIRS (OSIRIS-REx Visible and IR Spectrometer) – ספקטרומטר אופטי בטווח האור הנראה והתת־אדום, אשר ימדוד ויבחן חומרים אורגניים ומינרלים על גבי האסטרואריד ויספק מידע על אתרי איסוף דגימה פוטנציאליים.
 OTES (OSIRIS-REx Thermal Emission Spectrometer) – ספקטרומטר של קרינת חום שיספק גם הוא מידע על ההרכב המינרלי של האסטרואיד ועל הטמפרטורה של האסטרואיד, מידע שישמש עבור מיפוי האסטרואיד ובחירת אתר איסוף דגימה.
 REXIS (Regolith X-ray Imaging Spectrometer) – ספקטורמר בקרינת רנטגן שיספק מידע על ההרכב והתפוצה של היסודות על פני השטח של בנו. המכשיר נבנה במסגרת פרויקט סטודנטיאלי משותף של סטודנטים מהאוניברסיטאות MIT והרווארד.

ראו גם
היאבוסה
היאבוסה 2
סטארדסט

קישורים חיצוניים

 

 אתר המשימה 
 אתר המשימה, באתר נאס"א 
  
 פירוט הרכיבים והמכשירים המדעיים על אוסיריס־רקס, אתר המשימה 
 הרברט קרמר, OSIRIS-REx, באתר eoPortal 
 ריאיון עם דנטה לורטה, החוקר הראשי של המשימה, אתר JAXA, 4 בספטמבר 2015 
 אבי בליזובסקי, טריליוני דולרים מרחפים בחלל: למי שייכים האסטרואידים, אתר סוכנות החלל הישראלית, 10 בספטמבר 2015

הערות שוליים

גשושיות אמריקאיות
משימות לחקר מערכת השמש
תוכנית הגבולות החדשים
משימות איסוף והחזרת דגימה