Bennu ve OSIRIS-REx

Gizem Çoban - @astronomystery

Asteroidler ve asteroid kuşağı olarak bilinen Mars ve Jüpiter arasındaki bölgeden, bu bölgenin oluşum sürecinden eski yazılarımda söz etmiştim. Bu yazıda Bennu asteroidi ve OSIRIS-REx misyonunu anlatacağım. Öncelikle bu isimlere baktığımızda Arap Yarımadası karşımıza çıkıyor. Bennu ismi eskiden bu bölgede yaşayan gri balıkçıl bir kuşa ait. Zümrüdüanka Kuşu gibi yeniden doğabilme özelliğinden ve insan boyunda olmasından dolayı dönemin ilgisini çekmiş. Mısır mitolojisinde diriliş tanrısı Osiris ile ilgili hikayelerde de ‘yeniden doğma, yaratılış, oluşum’ özellikleri dikkat çekici.  “Rex” Latince “kral” anlamına geliyor.  Bu iki ismin ortak özelliği ise milyarlarca yıl gezegene çarpan asteroid sonucunda yaşamın oluşması, yeniden bir yıkım ve doğuma sebep olması ile birleştirilmiş. Sonuç olarak iki mit birbiri ile bağdaştırılarak asteroide ve misyona bu isimler tercih edilmiş. 

Misyonun isminin tam açılımı ise ‘Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, 

Security-Regolith Explorer’ şeklinde. Bu uzun isim bütün projeyi anlatıyor. Misyonun bütün görevlerini aktaran isimde öne çıkan amaçlar da şu şekilde; Minerallerin ve organik materyallerin doğasını, tarihini ve dağılımını incelemek için bozulmamış, karbon açısından zengin bir asteroit örneğini geri getirin ve analiz edin.Tüm asteroitler için mevcut yer bazlı teleskopik verilerle doğrudan karşılaştırmaya olanak sağlamak için ilkel, karbon açısından zengin bir asteroitin küresel özelliklerini tanımlayın. Jeolojik ve dinamik geçmişini tanımlamak ve geri gönderilen örnek için bağlam sağlamak için karbon açısından zengin ilkel bir asteroitin küresel özelliklerini, kimyasını ve mineralojisini haritalandırın.Potansiyel olarak tehlikeli bir asteroit üzerindeki Yarkovsky Etkisini ölçün ve hangi asteroit özelliklerinin bu etkiye katkıda bulunduğunu öğrenin.Örnekleme alanındaki regolitin (yüzey malzemesi) dokusunu, morfolojisini, jeokimyasını ve spektral özelliklerini belgeleyin. 

İlk olarak 1999 yılında Arecibo Gözlemevi tarafından keşfedilen Bennu asteroidi Dünya’ya çarpma ihtimali en yüksek orana sahip olan, bu anlamda 500 metrelik çapı ile tehlikeli görülebilecek ikinci asteroid. Teorik astrofiziğe göre 2175-2199 yılları arasında Dünya’ya çarpma ihtimali var. Bu ihtimalin oranı da göz önüne bulundurularak OSIRIS-REx misyonu bir ihtiyaç olarak ortaya çıkıyor. Bennu asteroidinin tek özelliği tabi ki tehlikeli olması değil. Yapısı güneş sistemimizin en eski tarihini kaydedebilen, Dünya'ya yakın bir asteroit olan Bennu, karbonlu (karbon açısından zengin) bir kondrit olarak sınıflandırılır. Bilim insanları bu durumun, bir bitkinin yaşamı için gerekli olan organik moleküller açısından zengin olduğuna inanıyor. 2018 ile 2020 yılları arasında yapılan, kapsamlı ve yakından incelemeler/alınan örnekler sırasında, asteroidin önemli miktarlarda hidratlı veya su açısından zengin mineraller içerdiği keşfedildi. Bu durum, Bennu'nun geçmişte gezegenimize temas eden ve yaşamın ve Dünya okyanuslarının kökenine yol açan diğer asteroitler gibi moleküler öncüleri içerebileceği anlamına geliyor. Her misyonda olduğu gibi bu misyon için de konu dönüp dolaşıp yeniden yaşam arayışına geliyor. 

OSIRIS-REx, Arizona Üniversitesi önderliğinde bir asteroitten örnek toplayarak getiren ilk ABD misyonu olarak tasarlandı. Uzay aracının özellikleri güneş panelleri yerleştirilmiş haldeyken 6,2 metre, genişliği 2,4 metre, yüksekliği 3,2 metredir, yakıtsız haldeki kütlesi 880 kg ve yakıt doldurulmuş halde 2110 kg kütleye sahiptir. 8,5 m2 büyüklüğündeki iki güneş paneli, uzay aracının Güneş’ten uzaklığına göre 1226 ile 3000 watt arasında güç üretir.  Misyon 8 Eylül 2016 yılında başlatıldı ve örnek dönüşü ise 24 Eylül 2023 tarihine denk geldi. 

Misyonun ön araştırma aşamasında uzay aracının 3 Aralık 2018'de Bennu'ya varmasıyla başladı ve OSIRIS-REx uzay aracının asteroit çevresinde ilk kez çalıştığı zaman oldu. Uzay aracı, kuzey kutbu, ekvator ve güney kutbu üzerinden 4,3 mil (7 km) mesafeden toplam beş geçiş yaptı. Ön Araştırmanın temel bilimsel hedefleri, Bennu'nun kütlesini tahmin etmek, asteroitin dönüş durumu modelini geliştirmek ve 75 cm çözünürlükte küresel bir şekil modeli oluşturmaktı.Orbital A Aşamasında, uzay aracı ilk kez 31 Aralık 2018'de Bennu çevresinde yerçekimsel olarak bağlı bir yörüngeye yerleştirildi. Uzay aracı Bennu'nun etrafında 0,99 ila 1,3 mil (1,6 ila 2,1 km) arasında bir mesafede daire çizdi ve her bir yörünge yaklaşık 61,4 saat sürerek yaklaşık 0,11 mil/saat (5 cm/sn) hızla seyahat etti. OSIRIS-REx, asteroidi tam olarak gözlemlemek için gereken geniş görüş açıları aralığını üretmek için Bennu'nun etrafında birden fazla geçiş yaptı. Uzay aracı ayrıca Bennu'nun tüm yüzeyinin kimyasal bileşimini haritalamak için OTES spektrometresini kullandı.Bennu'nun arazisi toplu olarak araştırıldı ve bölümler "güvenli" veya "güvensiz" olarak sınıflandırıldı ve sonuçlar bir tehlike haritasında görselleştirildi. Bu çalışmaların birleşiminde dört aday numune toplama bölgesini seçmek için gereken bilgilere sahip oldu. Ek olarak ekip, asteroitin küresel özelliklerinin haritasını çıkararak görevin önemli bir bilimsel hedefini gerçekleştirdi. 

Numune toplama kritik bir olay olduğundan, misyon, nihai uygulamadan önce iki prova planladı. Nisan 2020'de OSIRIS-REx ilk provasını gerçekleştirdi. Uzay aracı yörüngesinden ayrılma, örnek alanın 125 m yukarısında bulunan önceden tanımlanmış bir Kontrol Noktasına manevra yapma alıştırması yaptı ve ardından yörüngeye geri döndü. Ağustos 2020'deki ikinci prova, uzay aracını yörüngeden Kontrol Noktası yanığından Matchpoint bölgesine götürdü; burada yörüngeye dönmeden önce örnekleme konumuna yaklaştı- ancak dokunmadı. Her prova sırasında uzay aracı, izleme verilerini ve OCAMS ve TAGCAMS görüntülerini toplayıp analiz etti; böylece ekip, gerçek örnek toplama manevrasından önce uçuş sisteminin performansını doğrulayabildi.Örnek toplama etkinliği sırasında OSIRIS-REx, Bennu'dan bir regolit örneği toplamak için TAGSAM (Dokun ve Git Örnek Alma Mekanizması) cihazını kullandı. Dokun ve Git manevrası (TAG) sırasında, örnekleyici kafası Bennu'ya doğru uzandı ve uzay aracının yavaş, aşağı doğru yörüngesinin momentumu, onu yaklaşık on saniye boyunca asteroit yüzeyine doğru itti; bu, yalnızca bir örnek elde etmeye yetecek kadar bir süreydi. Temas anında, toz ve küçük çakıl taşlarını toplamak için yüzeye nitrojen gazı üflendi ve bu daha sonra TAGSAM kafasında yakalandı. 22 Ekim’de misyon ekibi ihtiyaçları olan 60 gramlık örneğin çok daha fazlasını yüzeyden aldıklarını kaydetti. 

NASA Yöneticisi Bill Nelson, "OSIRIS-REx örneği, şimdiye kadar Dünya'ya gönderilen en büyük karbon açısından zengin asteroit örneğidir ve bilim adamlarının kendi gezegenimizdeki yaşamın kökenlerini gelecek nesiller için araştırmasına yardımcı olacaktır" dedi. "NASA'da yaptığımız neredeyse her şey, kim olduğumuz ve nereden geldiğimizle ilgili soruları yanıtlamayı amaçlıyor. OSIRIS-REx gibi NASA misyonları, Dünya'yı tehdit edebilecek asteroitler hakkındaki anlayışımızı geliştirecek ve bize ötesinde ne olduğuna dair bir fikir verecektir. Örnek Dünya'ya geri döndü, ancak hala yapılacak çok fazla bilim var; daha önce hiç görmediğimiz bir bilim."   

Bennu asteroidinden getirilen numunenin %70’i gelecek nesil bilim insanların araştırmaları için saklanırken, NASA, ortakları JAXA, CSA gibi ajanslar ve her bölgeden bilim insanlarının çalışmaları için bir ortam oluşturdu.