24 сентября 2023 года капсула миссии OSIRIS-REx вернулась на Землю и привезла первые образцы астероидов, когда-либо собранные НАСА. После семи лет путешествия и технических трудностей капсула с драгоценными фрагментами упала на парашюте в пустыню Юты, ознаменовав собой кульминацию еще одного крупного научного проекта.
Образцы, собранные в 2020 году, происходят из углеродистого астероида Бенну и представляют собой уникальное окно в происхождение Солнечной системы и процессов, которые привели к формированию планет и жизни на Земле. Считается, что Бенну — это оригинальный кусок породы из самого начала формирования нашей планетарной системы.
Сейчас, спустя год после возвращения, ученые все еще занимаются детальным анализом материалов. Но что нового мы открыли за это время?
Что мы знали о Бенну раньше?
Бенну был выбран в качестве цели миссии OSIRIS-REx из-за его околоземной орбиты и потенциального содержания органических и летучих материалов, которые относятся к первому миллиону лет существования Солнечной системы.
Углеродистые астероиды, такие как Бенну, представляют особый интерес, поскольку считается, что они сохранили относительно нетронутый первозданный материал со времен формирования нашей планетарной системы. Однако, несмотря на подсказки, полученные в ходе предыдущих полетов и спектроскопических исследований, у нас не было точной информации о фактическом химическом составе Бенну или процессах, сформировавших его.
Было известно, что эти объекты содержат углерод и могут быть богаты сложными органическими молекулами, но прямого подтверждения этому не было. Миссия OSIRIS-REx была создана с целью восполнить эти пробелы путем сбора образцов для анализа непосредственно в лаборатории.
Мозаичное изображение астероида Бенну, составленное из 12 снимков PolyCam, полученных 2 декабря аппаратом OSIRIS-REx с расстояния 24 км.
Краткая информация о миссии OSIRIS-REx
Миссия OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer) была запущена 9 сентября 2016 года с целью сбора и возвращения на Землю образцов Бенну. После двухлетнего путешествия зонд достиг Бенну в декабре 2018 года, начав этап углубленного изучения астероида.
Используя современные приборы для картографирования поверхности и изучения химического состава Бенну, OSIRIS-REx подготовил почву для самого важного события миссии — сбора образцов. В октябре 2020 года роботизированная рука зонда коснулась поверхности астероида и забрала около 60 граммов материала.
Это событие, известное как TAG (Touch-and-Go), прошло с исключительным успехом, несмотря на некоторые первоначальные осложнения, связанные с количеством собранного материала, которое превысило ожидания и привело к тому, что некоторые фрагменты высыпались из контейнера.
После этого зонд начал свое долгое путешествие обратно на Землю, которое завершилось 24 сентября 2023 года безопасным возвращением капсулы с образцами. Сегодня миссия OSIRIS-REx готовится к новой главе, поскольку зонд был переподчинен миссии OSIRIS-APEX для изучения другого астероида — Апофиса.
Возвращение образцов
Возвращение капсулы OSIRIS-REx в пустыню Юты ознаменовало начало долгого и деликатного процесса извлечения и вскрытия образцов. Научный интерес был высок, поскольку фрагменты Бенну представляли собой беспрецедентную возможность понять эволюцию Солнечной системы и, возможно, происхождение жизни.
Однако первые несколько недель не обошлись без неудач. НАСА столкнулось с трудностями при открытии основного контейнера, в котором хранились образцы. Наконец, после нескольких месяцев попыток, в январе 2024 года агентству удалось получить полный доступ к собранным фрагментам, официально открыв этап детального анализа.
«Бонусный образец» OSIRIS-REx, дополнительный материал, собранный вне основного контейнера. Среди них есть частицы размером меньше пыли, а есть и размером в несколько миллиметров.
Этот этап имеет решающее значение для понимания химического и минералогического состава Бенну и сравнения полученных результатов с данными, собранными на орбите. Ученые используют самые современные методы анализа материалов, включая масс-спектрометрию и электронную микроскопию, чтобы выявить элементы и химические соединения, которые могут раскрыть новые подробности о первобытной истории Солнечной системы.
Что мы теперь знаем о Бенну благодаря OSIRIS-REx?
Первые анализы образцов Бенну уже дали несколько удивительных результатов. Среди наиболее важных — подтверждение присутствия фосфатов, химических соединений, необходимых для развития жизни в том виде, в котором мы ее знаем.
Эти фосфаты обнаружены в очень высоких концентрациях в собранных образцах, что позволяет предположить, что Бенну мог играть ключевую роль в распределении жизненно важных ингредиентов в Солнечной системе. Кроме того, были обнаружены сложные органические соединения, которые, хотя и не указывают напрямую на наличие жизни, представляют собой необходимые строительные блоки для ее формирования.
Ученые также обнаружили присутствие гидратированных минералов, что указывает на взаимодействие Бенну с водой в прошлом. Это говорит о том, что, несмотря на очень маленький размер тела, под поверхностью Бенну могли происходить сложные химические реакции, способствовавшие накоплению пребиотических молекул. Эти результаты — только начало: анализ образцов будет продолжаться в течение многих лет с целью более глубокого понимания эволюции астероидов и их роли в формировании Земли и жизни.
Микроскопическое изображение темного фрагмента астероида Бенну длиной около одного миллиметра с яркой фосфатной коркой. Справа — отколовшийся фрагмент меньшего размера.
Бенну против Рюгу
Еще один углеродистый астероид, который недавно был изучен и взят на пробу, — Рюгу, исследованный японской миссией «Хаябуса-2», которая собрала образцы с его поверхности и доставила их на Землю в 2020 году. Как и Бенну, Рюгу также предоставляет важнейшую информацию о примитивных материалах Солнечной системы.
В образцах Рюгу обнаружено присутствие органических соединений, включая аминокислоты, и гидратированных минералов — признаки того, что в прошлом на астероиде могла присутствовать вода. Его поверхность темная, пористая и не подвергалась значительным преобразованиям под воздействием тепла, сохраняя, таким образом, очень примитивное состояние.
Бенну, как уже упоминалось, предоставил схожие данные по составу и последствиям. Однако на его поверхности неравномерно расположены камни разных размеров, а радарный анализ показывает, что его внутренности могут быть более полыми и хрупкими, чем у Рюгу.
Эти два астероида имеют общие черты, такие как наличие воды и органических молекул, но отличаются по своей геологии и динамике. Конечно, продолжающиеся анализы расскажут нам больше. Пока же эти открытия дают нам важнейшие сведения об условиях ранней Солнечной системы и процессах, которые привели к формированию планет и распространению компонентов жизни.
