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美国宇航局’s OSIRIS-REx rehearsing landing on asteroid Bennu

这位艺术家的概念展示了在Matchpoint演练期间NASA OSIRIS-REx航天器的轨迹和配置,这是任务最后一次练习降落小行星Bennu之前的样本采集序列的初始步骤。
Credit: 美国宇航局/Goddard/University of Arizona

8月11日,任务团将进行“匹配点”演练-“即按即走(TAG)”样本采集活动的第二次练习。演练类似于4月14日的“检查站”演习,该演习进行了下降的前两次演习,但是这次飞船将进行第三次演习,称为Matchpoint灼烧,并飞近样本地点夜莺–从小行星后退之前,到达约131英尺(40 m)的高度。

这是第二次演练,这是航天器第一次执行Matchpoint机动,然后与Bennu的旋转串联飞行。演习还使团队有机会熟悉所有航天飞机的下降过程,同时核实航天飞机的成像,导航和测距系统是否在活动期间按预期运行。

在下降过程中,航天器将向其推进器发射3次,直至到达小行星表面。在大约四小时的行程中,航天器将以约0.2 mph(0.3 kph)的平均速度行驶。 比赛点的演练始于OSIRIS-REx发射推进器,使其离开0.5英里(870米)的安全归位轨道。然后,航天器将其自动采样臂(即取即走样品采集机构(TAGSAM))从其折叠的停放位置延伸到样品采集配置。

紧接着,航天器旋转以开始为自然特征跟踪(NFT)制导系统收集导航图像。 NFT通过将机载图像目录与下降期间拍摄的实时导航图像进行比较,使OSIRIS-REx可以自主导航到Bennu的表面。当航天器接近地面时,NFT系统会根据OSIRIS-REx相对于Bennu地标的位置来更新航天器的预计接触点。

然后,飞船的两个太阳能电池板进入“ Y翼”状态,可以安全地将它们定位在远离小行星表面的位置。这种配置还将航天器的重心直接放在TAGSAM收集器头上,这是航天器中唯一在样本收集过程中会接触Bennu表面的部分。

当OSIRIS-REx到达约410英尺(125 m)的高度时,它将执行检查点燃烧,并向本努的表面倾斜更陡峭的地方,持续另外八分钟。在小行星上方约164英尺(50 m)处,该航天器第三次发射其推进器以燃烧Matchpoint。这一动作减慢了航天器的下降速度,并调整了其轨迹以适应Bennu的旋转,因为航天器进行了最终校正以瞄准着陆点。

OSIRIS-REx将继续为NFT系统捕获Bennu的地标图像,以在下降三分钟后更新航天器的轨迹。这使OSIRIS-REx到达距Bennu约131英尺(40 m)的目标目的地-距小行星最近。排练完成后,飞船进行一次后退烧伤,将其太阳能电池板恢复到其原始位置,并将TAGSAM臂重新配置回停放位置。

在排练期间,信号在地球与航天器之间传播的单向光时间约为16分钟,这阻止了从地面实时指挥飞行活动。因此,在排演开始之前,OSIRIS-REx小组将把所有事件的命令上传到航天器,从而使OSIRIS-REx在发出GO命令后可以自主执行排演序列。

在活动期间,航天器的低增益天线将是它唯一指向地球的天线,以每秒40位的非常慢的速率传输数据。因此,尽管OSIRIS-REx团队将能够监视航天器的生命体征,但在活动进行之前,活动期间收集的图像和科学数据将不会被下行传输。该团队将在10月的实际TAG活动中经历这些相同的情况。

进行Matchpoint演练后,OSIRIS-REx团队将验证飞行系统在下降过程中的性能,包括Matchpoint燃烧器能够准确地调整航天飞机的下降轨迹以使其在Bennu着陆。一旦任务小组确定OSIRIS-REx的运行符合预期,他们将命令飞船返回其在Bennu附近的安全归位轨道。

任务团队在过去的几个月中一直在为Matchpoint演练做准备,同时将远程工作最大化作为其COVID-19响应的一部分。彩排当天,有限的人员将采取适当的安全预防措施,从洛克希德·马丁航天公司的设施对航天器进行监控,而团队的其余成员则是远程执行任务。特派团在4月的检查站演练期间执行了类似的协议。

10月20日,该航天器将在首次采样过程中一直行进至小行星表面。在这次活动中,OSIRIS-REx的采样机制将接触Bennu的表面约五秒钟,发射一定量的加压氮气以干扰表面,并在航天器返回之前收集样品。该航天器计划于2023年9月24日将样品返回地球。

美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心为OSIRIS-REx提供总体任务管理,系统工程以及安全和任务保证。图森市亚利桑那大学的但丁·劳雷塔(Dante Lauretta)是首席研究员,亚利桑那大学还领导科学团队以及该特派团的科学观测计划和数据处理。

丹佛的洛克希德·马丁航天公司制造了该航天器,并正在提供飞行操作。 Goddard和KinetX Aerospace负责OSIRIS-REx航天器的导航。 OSIRIS-REx是NASA新边界计划的第三项任务,该计划由位于阿拉巴马州汉茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心管理,由该机构的华盛顿科学任务局负责。

有关任务的更多信息: //www.asteroidmission.org/objectives/

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