2020 年 10 月、NASA の宇宙船である OSIRIS-REx は、小惑星 101955 ベンヌ (太陽系で最も古い天体の 1 つと考えられる小惑星) に接近することに成功し、その表面から岩石のサンプルを回収しました。
4 年以上前に開始された OSIRIS-REx ミッションは、小惑星から地質サンプルを収集する 3 番目の宇宙ミッションであり、この偉業を達成した最初のアメリカの宇宙船です。
まもなく、サンプルは地球に到達する予定です。ここに到達すると、初期の太陽系の水と、地球で最初に生命がどのように発達したかについての新しい情報が明らかになる可能性があります。
ミッションがどのように始まったか、科学者がどのようにプロジェクトを達成したか、そして OSIRIS-REx ミッションからのサンプルが戻ってきたときに何がわかるかを以下に示します
OSIRIS-REx はランデブーを完了し、地球への帰還を準備します
Origins Spectral Interpretation Resource Identification and Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) は、NASA のニュー フロンティア プロジェクトであり、これまでに約 5 年間の開発期間がありました。宇宙船が地球に戻ってプロジェクトが完了するまでには、少なくともあと 2 年はかかるでしょう。
ミッションは 2016 年に始まりました。フロリダ州ケープカナベラルから打ち上げられた Atlas V ロケットは、OSIRIS-REx 宇宙船を地球の大気圏外に運び出しました。
そこから、宇宙船は合計 26 か月と 25 日間宇宙を巡航し、2017 年に地球の周りをパチンコで回り、2018 年 12 月 3 日に最終的にベンヌに接近しました。
その後、OSIRIS-REx は小惑星の周りを何度も通過し、そのたびに近づいてきました。これにより、探査機を飛ばす科学者は、エクスプローラーの分光器を使用して小惑星の表面を見ることができました。可視赤外線スペクトログラフィーからの情報は、科学者が小惑星の表面の実際の鉱物組成を分析するのに役立ちました。
最も重要なことは、OSIRIS-REx が何度も近くを通過した後、ベンヌの表面の岩石の表面から「豊富なサンプル」を集めることができたことです。これは、小惑星の未固結のレゴリスで構成されていました。このレゴリスは、質感と構成の点で、重力によって結合された瓦礫の山のような物質です.
このサンプルは、ミッションの真の目標でした。 OSIRIS-REx が Bennu から集めた岩石は、科学者が小惑星について持っている数少ない地質サンプルの 1 つです。
ベンヌのサンプルは地球で研究されます
OSIRIS-REx は 2021 年 5 月に帰還を開始する予定です。
地球に帰還するには約 2 年半かかり、2023 年 9 月にユタ州の試験訓練場に着陸する予定です。
そこからサンプルが収集され、世界中の研究所に配布され、そこで科学者は小惑星物質の地質学的および化学的組成を分析する作業に取り掛かります。
全体的なミッションは、NASA のニュー フロンティア プログラムの一部です。 NASA のゴダード宇宙飛行センターが全体的なミッション管理を担当し、ロッキード マーチン スペース システムズが宇宙船の建設とその飛行運用の両方を担当しました。
OSIRIS-REx はどのようにしてベンヌに移動したのですか?
OSIRIS-REx には、1 組のソーラー アレイが電力を供給します。宇宙船に搭載された 2 つのリチウム イオン電池は、宇宙船が直射日光に当たらないときのために太陽エネルギーを蓄えます。
NASA の公式 Q&A によると、宇宙船の誘導システムには、「スター トラッカー、太陽センサー、レーザー距離計、搭載画像処理機能」が含まれています。
科学者たちは OSIRIS-REx にさまざまな分析デバイスを装備し、Explorer がサンプルを収集し、Bennu の表面組成に関する情報を収集するのに役立ちました。
さまざまなメーカーが、ミッション専用にこれらの各デバイスを設計および作成しました。
エクスプローラーの一連の機器には、3 つの分光計、3 つのカメラ、高度計が含まれており、OSIRIS-REx による小惑星の近距離通過中にベンヌの高品質のトポロジ データを収集しました。
科学者が 101955 Bennu を選んだ理由
ベンヌは炭素質コンドライト小惑星で、初期の太陽系で形成された原始隕石です。これらの小惑星には、太陽系の惑星が形成される前の物質が組み込まれています。
このため、科学者は、それらを原始惑星系円盤 (新しく形成された太陽の周りに集まった高密度の塵とガスの円盤) の状態の記録と考えることがあります。この円盤には、最終的に太陽系の惑星を構成する物質が含まれていました。
ベンヌのような特定の種類の炭素質コンドライト (または c 型) 小惑星には、水を含む鉱物が高い割合で含まれています。これらのミネラルには、アミノ酸や多環芳香族炭化水素 (PAH) などの有機分子が付随していることがよくあります。
これらの分子は、生命の最も単純なビルディング ブロックの一部であり、初期生命の基盤を形成した有機分子の最有力候補の 2 つです。
科学者たちは、彗星と小惑星が地球の歴史の初期に水を地球に届けたと信じています。これらの彗星と小惑星は、これらのアミノ酸とプレバイオティック化学物質も運んでいた可能性があり、それらは初期生命の前駆物質であった可能性があります.
ベンヌは初期の太陽系に関する秘密を保持している可能性があります
ベンヌは非常に古いため、地球外の考古学的発掘現場のような役割を果たしています。そこからのサンプルは、科学者が太陽系の最も初期の天体の地質学的組成と化学の種類についてより良いアイデアを提供する可能性があります.
ベンヌに水を含む鉱物が存在することで、科学者は、ベンヌのような小惑星が最初に形成され始めた初期の太陽系にどれだけの水と氷が存在していたかをよりよく理解することができます。これは、水がどのようにして地球に到達したかについての理論に大きな影響を与える可能性があります.
科学者たちは、ベンヌに含水鉱物が存在することをすでに確認しています。彼らは、OSIRIS-REx が小惑星とのランデブー中に収集したスペクトル データを使用しました。
これは、有機分子の存在など、収集されたサンプルに他の興味深い特性がある可能性があることを示す良い兆候です。
小惑星を選択する実際的な理由もありました。ベンヌは地球に近い小惑星であり、太陽の周りを公転しているため、時折地球に接近します。
その結果、太陽系の他の多くの小惑星よりもアクセスしやすくなっています。これは、科学者が現在の宇宙飛行技術を使用して、宇宙船をオブジェクトに向けて操縦し、サンプルを収集して帰還させる可能性が高いことを意味します。
ベンヌのサンプルが教えてくれること
サンプルは、今後長い間興味深い結果を生み出す可能性があります。科学者たちは、2018 年に収集された Bennu からのスペクトル分析からまだ学んでいます。
しかし、別の小惑星から最近収集された同様のサンプルは、科学者がベンヌのサンプルから何を学ぶかについてのヒントを提供するかもしれません.
2020 年 12 月、日本の探査機はやぶさ 2 は、ミッションから 162173 リュウグウへの帰還に成功しました。リュウグウは、ベンヌに似た組成を持つ小惑星ですが、完全に同じではありません。
それ以来、研究者はサンプルの分析に取り組んできましたが、リモート環境ではありますが、すぐに直接材料の研究を開始する可能性があります.
Nature Astronomy に掲載された新しい研究で、科学者たちは、リュウグウのサンプルが予想していたほど水を含んでいないことを発見しました。これは、小惑星の親天体が「一次熱変化」、またはある種の極度の熱イベントによって乾燥したことを示唆しています。
これらの調査結果を確認するには、さらに作業が必要です。しかし、これらの結果は、初期の太陽系全体の水の分布に関する私たちの理解を再形成する可能性があります.
サンプルが宇宙から到着してからしばらくすると、ベンヌの組成についてさらに知ることになるでしょう。また、ミッションの正式な終了日が過ぎてもサンプルから学習を続ける可能性があります。これは、2020 年代に入ってもベンヌがニュースに登場する可能性があることを意味します。
OSIRIS-REx ミッションからのさらなる結果が間もなく到着します
5 月に、OSIRIS-REx はベンヌを出発し、地球への帰還旅行を開始します。それが運ぶ岩石物質のサンプルは、太陽系の初期の歴史に関する貴重な新しい洞察を提供してくれる可能性があります。また、生命がどのようにして地球上に最初に出現したかについても可能性があります。
サンプルはすぐには届きません。 NASA は、Explorer が着陸するのは 2023 年後半、おそらくその年の 9 月頃になると推定しています。
サンプルの分析にも時間がかかります。今後、はやぶさ 2 のような同様のミッションの結果が、科学者に Bennu のサンプルから何を学べるかについてのアイデアを提供するかもしれません。
