يصف ريتشارد بينزيل كيف كشفت الأوساخ والغبار التي جلبتها المركبة OSIRIS-Rex، بمساعدة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، عن أدلة حول أصل النظام الشمسي. في صباح يوم 24 سبتمبر، سقطت كبسولة فضائية بحجم ثلاجة صغيرة من السماء فوق غرب ولاية يوتا، تحتوي على حزمة غير مسبوقة: حوالي 250 جرامًا من التربة والغبار المجمعة من سطح الكويكب. ومع انتشار المظلة المخططة لإبطاء سقوطها الحر، هبطت الكبسولة على الرمال، قبل الموعد المحدد بقليل.
تهبط كبسولة عودة العينة من مهمة OSIRIS-REx التابعة لناسا في الصحراء في منطقة الاختبار والتدريب في يوتا التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية يوم الأحد 24 سبتمبر 2023. وتم جمع العينة من الكويكب بينو في أكتوبر 2020 بواسطة مركبة الفضاء OSIRIS-REx التابعة لناسا. حقوق الصورة: ناسا/كيجان باربر
هذه هي مهمة ناسا الأولى إلى كويكب وإرجاع عينات من الكويكب إلى الأرض. وتستهدف المهمة، التي تم إطلاقها في عام 2016، بينو، وهو كويكب "قريب من الأرض" يعتقد أنه تشكل في أول 10 ملايين سنة من النظام الشمسي. ويتكون الكويكب بشكل رئيسي من الكربون والمعادن ولم يخضع لتغييرات كبيرة منذ تكوينه. ولذلك، فإن العينات التي تم جمعها من سطحه يمكن أن توفر أدلة قيمة حول أنواع المعادن والمواد التي شكلت في الأصل النظام الشمسي المبكر.
تهبط كبسولة عودة العينة من مهمة OSIRIS-REx التابعة لناسا في الصحراء في منطقة الاختبار والتدريب في يوتا التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية يوم الأحد 24 سبتمبر 2023. وتم جمع العينة من الكويكب بينو في أكتوبر 2020 بواسطة مركبة الفضاء OSIRIS-REx التابعة لناسا. حقوق الصورة: ناسا/كيجان باربر
استغرقت المركبة OSIRIS-REx أكثر من عامين للوصول إلى بينو، ثم أمضت عامين آخرين في الدوران حول سطحه وقياس سطحه، بحثًا عن مواقع يمكن جمع العينات منها. من بين سلسلة الأدوات التي تحملها المركبة الفضائية تجربة صممها طلاب معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا - REXIS (مطياف التصوير بالأشعة السينية Regolith). هذه الأداة التي بحجم علبة الأحذية هي من عمل أكثر من 100 طالب من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الذين صمموها لاستخدام الأشعة السينية لرسم خريطة للمواد السطحية للكويكب للمساعدة في تحديد المكان الذي يجب أن تأخذ فيه المركبة الفضائية العينات. REXIS هو مشروع مشترك بين قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (EAPS)، وقسم الطيران والملاحة الفضائية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (AeroAstro)، ومرصد كلية هارفارد، ومعهد كافلي للفيزياء الفلكية ودراسات الفضاء بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ومختبر لينكولن بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
في 24 سبتمبر، أطلقت أوزيريس ريكس الكبسولة عبر الغلاف الجوي للأرض، وبدأت المركبة الفضائية نفسها في مسار جديد نحو الكويكب أبوفيس. تم نقل الكبسولة إلى مركز جونسون الفضائي في هيوستن، حيث سيتم فحص غبار بينو وتوزيعه على الباحثين في جميع أنحاء العالم لمزيد من الدراسة. تعد العودة الناجحة للعينة علامة فارقة كبيرة لأعضاء المهمة، بما في ذلك ريتشارد بينزيل من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وهو خبير بارز في أبحاث الكويكبات وأستاذ دائم في EAPS وAeroAstro.
بصفته باحثًا مشاركًا في OSIRIS-REX، ساعد بينزيل في قيادة تطوير REXIS وتكامله مع المركبة الفضائية. تحدثت أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مع بينزيل حول رد فعله الأول بعد هبوط الكبسولة وتعافيها، وما يأمل أن نتعلمه من غبار الكويكبات.
س: أولاً: يا له من هبوط! باعتبارك شخصًا درس الكويكبات بعمق عن بعد، ما هو شعورك عندما ترى عينة من هذا الكويكب تُعاد إلى الأرض؟
ج: كنت أحبس أنفاسي مثل أي شخص آخر! إن فتح المظلة يجلب نفسًا عميقًا، كما أن الهبوط الناعم يمثل إطلاقًا ممتعًا للفريق بأكمله. أنت تعمل مع هؤلاء الأشخاص لفترة طويلة، وتصبح مثل العائلة، لذلك تشعر بكل شيء معًا. إن الأمر يشبه مشاهدة طفلك وهو يكمل عارضة التوازن ثم يهبط بثبات على الأرض. بينما لم أكن في موقع الهبوط، كان الكثير منا "معًا" على الإنترنت يشاهدون الجدول الزمني وجميع الإجراءات. يا لها من رحلة استغرقت أكثر من عقدين من الزمن، منذ أن اكتشفنا باستخدام تلسكوباتنا أن بينو كان هدفًا غنيًا علميًا ويمكن الوصول إليه لأخذ العينات، وحتى تصميم المهمة المتغير باستمرار. بدأت مشاركة طلاب معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في استخدام أداة REXIS في عام 2010. واستغرق الأمر ست سنوات للوصول إلى منصة الإطلاق، والآن نرى المهمة مكتملة أخيرًا، حيث نعيد العينة إلى الأرض.
س: أجرت أجهزة OSIRIS-REX قياسات للكويكبات الموجودة في المدار. ماذا تكشف هذه القياسات الفضائية عن الكويكبات؟ والآن بعد أن تم إرجاع العينات إلى الأرض، ما الذي تأمل أن يكتشفه العلماء أيضًا؟
الجواب: مهما كانت الأجهزة الموجودة على متن المركبة الفضائية متقدمة تكنولوجياً، فإنها لا تستطيع أن تصل إلى قدرات المختبرات الموجودة على الأرض. تخبرنا أجهزتنا الموجودة على متن OSIRIS-REX أن بينو غني بالكربون ومن المحتمل أن يحتوي على بعض السجلات الكيميائية الأقدم للمكونات التي تشكل الأرض وحتى الحياة نفسها. ولكن كيف نعرف أن ما تكشفه القياسات التي التقطتها أجهزة المركبة الفضائية أثناء تحليقها فوق السطح دقيق تمامًا وكيف نفسر البيانات؟ لا يمكننا ضمان "الحقيقة الأرضية" إلا من خلال إحضار عينات فعلية إلى مختبرات الأرض. إن التحليل المختبري لهذه العينات، الذي يؤكد النتائج الأولية التي توصلنا إليها، سيؤكد صحة قدرتنا على تفسير بيانات الكويكب من التلسكوبات والمركبات الفضائية التي تدور حولها. سيقودنا التحليل المختبري بعد ذلك إلى فهم أعمق للكيمياء والظروف والعمليات المتعلقة بكيفية تشكل نظامنا الكوكبي.
سؤال: دعونا نحيي جميع الطلاب الذين ساعدوا في جلب الآلات للمهمة. بالنظر إلى المستقبل، ما علاقة عينة الكويكب هذه - ومسار المركبة الفضائية المستمر - بعمل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا؟
ج: إنه تذكير بأن عملنا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لا حدود له. تمثل أداة REXIS شعار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا "mensetmanus" ("العقل والأيدي")، حيث تصل إلى مئات الملايين من الأميال في الفضاء، باستخدام أجهزة فعلية صممها وصنعها الطلاب، للطيران أبعد من أي مشروع طلابي آخر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من قبل. إنه لشرف كبير أن يشارك هذا العدد الكبير من الطلاب ويتعلمون ويختبرون العمل الجاد والعمل الجماعي والتفاني المطلوب للنجاح في استكشاف الفضاء.