Comment la NASA s’est brouillée pour sauver OSIRIS-REx d’une catastrophe causée par la fuite

Comment la NASA s'est brouillée pour sauver OSIRIS-REx d'une catastrophe causée par la fuite

La source de la fuite était facile à repérer. Des morceaux de régolithe de la taille d’une roche gonflaient l’anneau de volet en Mylar de la tête partiellement ouvert à plusieurs endroits. Le volet était destiné à permettre au matériel d’entrer – mais pas de sortir. Rien de tel ne s’était produit pendant les tests, qui avaient inclus des simulations de conditions proches de zéro G utilisant des matériaux de type régolithe, explique Beau Bierhaus, scientifique principal de Lockheed Martin’s Tagsam. Les particules semblant maintenir le rabat ouvert étaient de la bonne taille et de la bonne forme pour la collecte. «Je ne peux penser à rien qui aurait empêché la collecte des particules [inside the Tagsam head], à part qu’il n’y avait plus de place à l’auberge », dit Bierhaus. «Parce qu’il n’y avait plus de place à l’intérieur, il est resté coincé.»

Comment la tête de Tagsam est-elle devenue si pleine? Parce que la surface de Bennu était un mystère pour les scientifiques avant qu’OSIRIS-REx n’arrive pour l’étudier de près, Bierhaus et d’autres ingénieurs de Lockheed ont dû concevoir leur tête de collecteur pour rebondir et aspirer une gamme de types de surface, de celles similaires à celles des allée de gravier à ceux plus doux qu’une plage de sable fin. Avant que l’équipe ne voie Bennu de près, ils ont modélisé sa surface sur la base de l’astéroïde 25103 Itokawa, échantillonné en 2005 par la première mission japonaise Hayabusa. «Nous espérions, en substance, ramasser un grand seau de sable mou», explique Ed Beshore, l’ancien chercheur principal adjoint de la mission, maintenant à la retraite de l’Université de l’Arizona. Au lieu de cela, les photos de la surface de Bennu prises par les caméras d’OSIRIS-REx avant le toucher et aller semblent montrer un champ de mines de rochers et de rochers pointus.

Mais Bennu avait d’autres surprises en réserve. En fait, sur la base du rebond profond du Tagsam, il semble que le matériau de surface n’était pas dur. Dans l’environnement de microgravité de l’astéroïde, il se comportait plutôt comme un fluide visqueux – des milliers de billes rebondissant et se dispersant en basse gravité. «Si vous vous y enfoncez, cela se déplace et se déplace d’une manière que nous n’aurions pas pu prévoir», dit Bierhaus.

La tête a pénétré les premiers centimètres de surface sans trop de résistance. Cela, dit Moreau, «a préchargé le centre de la tête de Tagsam avec du matériau, puis lorsque le gaz a soufflé, tout ce truc est entré immédiatement dans la tête.» Au fur et à mesure que le bras continuait de descendre d’un demi-mètre à travers la surface élastique, plus de régolithe aurait pu être coincé. «Au moment où nous avons reculé, la tête aurait été pleine», poursuit-il. Une autre possibilité, étant donné le matériau de surface étonnamment visqueux, est que les roches molles et malléables du régolithe se sont coincées dans l’ouverture du volet en Mylar et n’ont pas été en mesure de pénétrer complètement dans la tête, dit Moreau.

Pourtant, au siège, il y avait de bonnes nouvelles. Vingt à 30 minutes après que le vaisseau spatial a cessé de déplacer son bras Tagsam, la fuite de matériau semblait s’être calmée. «Chaque fois que nous bougions le bras, nous secouions des choses», dit Moreau. Maintenant, l’équipe a ordonné au navire de se calmer, de pointer vers la Terre pour faciliter la communication et de «garer» son bras en place. L’équipe a également annulé la prochaine manœuvre de mesure de la masse de l’échantillon, qui nécessitait d’étendre le bras de Tagsam et de faire tourner le vaisseau spatial – une action qui était susceptible de projeter des débris hors de la tête à 360 degrés.

Confiant que le Tagsam n’avait bâillonné qu’une partie de son énorme morsure, l’équipe est passée à la question suivante: en supposant que la tête était remplie de matière lorsqu’elle a rebondi sur Bennu, et que la fuite avait été causée en grande partie par le mouvement du bras, quelle partie de l’échantillon a été perdue? Restait-il au moins 60 grammes à ranger?

Pour répondre à ces questions sans la manœuvre de mesure, cinq équipes se sont mises à faire des estimations en utilisant des techniques alternatives. Un groupe a analysé des images haute résolution de la zone d’atterrissage, jusqu’aux roches individuelles, pour modéliser le nombre de grammes qui auraient dû être collectés; ils ont estimé que c’était probablement des centaines. Un autre groupe a examiné les photos du Tagsam après le toucher et aller, scrutant sa zone visible (environ 40% du conteneur) pour estimer le volume des débris à l’intérieur. L’obstruction de la lumière vue dans un écran sonnant à l’extérieur du récipient a offert un autre indice que la capsule pourrait être presque pleine. Une équipe a estimé que le matériau rocheux coincé dans le volet en Mylar pesait quelques dizaines de grammes – pas assez pour constituer l’échantillon nécessaire à lui seul, mais un prix considérable. Une autre équipe a utilisé de nouvelles techniques d’imagerie 3D pour estimer la taille et la masse de centaines de particules qui s’échappaient au cours de la session d’imagerie de 10 minutes juste après le mouvement du bras Tagsam, et a constaté une perte de l’ordre de dizaines de grammes – une «quantité décente». dit Coralie Adam, l’ingénieur principal en navigation optique de la mission, mais «nous avons probablement perdu le plus petit matériel qui pouvait s’échapper par ces lacunes.»

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Written by SasukE

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