Den 3 december efter att ha rest miljarder kilometer från jorden, NASA:s rymdfarkost OSIRIS-REx nådde sitt mål, Bennu, och startade ett nästan två år, närmare undersökning av asteroiden. Den kommer att inspektera nästan varje kvadratcentimeter av denna uråldriga grusklump som blivit över från bildandet av vårt solsystem. I sista hand, rymdfarkosten kommer att plocka upp ett prov av småsten och damm från Bennus yta och leverera det till jorden 2023.

Generationer av planetforskare kommer att få studera delar av de primitiva materialen som bildade vårt kosmiska grannskap och för att bättre förstå vilken roll asteroider kan ha spelat för att leverera livsbildande föreningar till planeter och månar.

Men det är inte bara historia som uppdraget till Bennu ska hjälpa till att avslöja. Forskare som studerar berget genom OSIRIS-RExs instrument i rymden kommer också att forma vår framtid. När de samlar in den mest detaljerade informationen hittills om krafterna som förflyttar asteroider, experter från NASA:s Planetary Defense Coordination Office, som är ansvariga för att upptäcka potentiellt farliga asteroider, kommer att förbättra sina förutsägelser om vilka som kan vara på en kraschkurs med vår planet.

Så här kommer OSIRIS-REx-uppdraget att stödja detta arbete:

Hur forskare förutspår var Bennu befinner sig

Ungefär en tredjedel av en mil, eller en halv kilometer, bred, Bennu är tillräckligt stor för att nå jordens yta; många mindre rymdföremål, i kontrast, brinna upp i vår atmosfär. Om det påverkade jorden, Bennu skulle orsaka omfattande skada. Asteroidexperter vid Center for Near-Earth Object Studies (CNEOS) vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, projekt att Bennu kommer att komma tillräckligt nära jorden under nästa århundrade för att utgöra en 1 på 2, 700 chans att påverka den mellan 2175 och 2196. Med andra ord, dessa odds betyder att det finns en 99,963 procents chans att asteroiden missar jorden. Ändå, astronomer vill alltid veta exakt var Bennu befinner sig.

Astronomer har uppskattat Bennus framtida bana efter att ha observerat den flera gånger sedan den upptäcktes 1999. De har vänt sin optiska, infraröda och radioteleskop mot asteroiden varje gång den kom tillräckligt nära jorden, ungefär vart sjätte år, att härleda egenskaper som dess form, rotationshastighet och bana.

"Vi vet inom några kilometer var Bennu är just nu, sa Steven Chesley, senior forskare vid CNEOS och en OSIRIS-REx-teammedlem vars jobb det är att förutsäga Bennus framtida bana.

Varför Bennus framtidsförutsägelser blir luddiga

Forskare har uppskattat Bennus bana runt solen långt in i framtiden. Deras förutsägelser är informerade av markobservationer och matematiska beräkningar som förklarar Bennus gravitationella knuffar av solen, månen, planeter och andra asteroider, plus icke-gravitationsfaktorer.

Med tanke på dessa parametrar, astronomer kan förutsäga de kommande fyra exakta datumen (i september 2054, 2060, 2080 och 2135) att Bennu kommer att komma inom 5 miljoner miles (7,5 miljoner kilometer eller 0,05 astronomiska enheter) från jorden. Det är tillräckligt nära för att jordens gravitation kommer att böja Bennus omloppsbana något när den passerar. Som ett resultat, osäkerheten om var asteroiden kommer att vara varje gång den går tillbaka runt solen kommer att växa, vilket gör att förutsägelser om Bennus framtida omloppsbana blir alltmer disigare efter 2060.

År 2060, Bennu kommer att passera jorden på ungefär två gånger avståndet härifrån till månen. Men det kan passera när som helst i ett 19-mil (30-kilometer) fönster av rymden. En mycket liten skillnad i position inom det fönstret kommer att förstoras enormt i framtida banor och göra det allt svårare att förutsäga Bennus bana.

Som ett resultat, när denna asteroid kommer tillbaka nära jorden 2080, enligt Chesleys beräkningar, det bästa fönstret vi kan få på var det finns är nästan 9, 000 miles (14, 000 kilometer) bred. Senast 2135, när Bennus förskjutna bana förväntas föra den närmare än månen, dess förbiflygningsfönster blir bredare, till nästan 100, 000 miles (160, 000 kilometer). Detta kommer att vara Bennus närmaste inställning till jorden under de fem århundraden som vi har tillförlitliga beräkningar för.

"Just nu, Bennu har den bästa omloppsbanan av någon asteroid i vår databas, " sa Chesley. "Och ändå, efter det mötet 2135, vi kan verkligen inte säga exakt vart det är på väg."

Det finns ett annat fenomen som knuffar Bennus omloppsbana och leriga framtida nedslagsprognoser. Det kallas för Yarkovsky-effekten. Har inget med gravitation att göra, Yarkovsky-effekten svajar Bennus bana på grund av värme från solen.

"Det finns många faktorer som kan påverka förutsägbarheten av Bennus bana i framtiden, men de flesta av dem är relativt små, säger William Bottke, en asteroidexpert vid Southwest Research Institute i Boulder, Colorado, och en deltagande forskare på OSIRIS-REx-uppdraget. "Den som är mest betydande är Yarkvovsky."

Denna värmeknuff fick sitt namn efter den polske civilingenjören som först beskrev den 1901:Ivan Osipovich Yarkovsky. Han föreslog att solljus värmer ena sidan av en liten, mörk asteroid och några timmar senare strålar den bort värmen när asteroiden roterar sin varma sida till kallt mörker. Detta trycker stenhögen lite, antingen mot solen eller bort från den, beroende på dess rotationsriktning.

I Bennus fall, astronomer har beräknat att Yarkovsky-effekten har förskjutit sin omloppsbana omkring 0,18 miles (284 meter) per år mot solen sedan 1999. Faktum är att, det hjälpte till att leverera Bennu till vår del av solsystemet, för det första, från asteroidbältet mellan Mars och Jupiter under miljarder år. Nu, Yarkovsky komplicerar våra ansträngningar att göra förutsägelser om Bennus väg i förhållande till jorden.

Att komma öga mot öga med asteroiden kommer att hjälpa

Rymdfarkosten OSIRIS-REx kommer att använda sin svit av instrument för att sända radiospårningssignaler och fånga optiska bilder av Bennu som kommer att hjälpa NASA-forskare att bestämma dess exakta position i solsystemet och dess exakta omloppsbana. I kombination med befintliga, markbaserade observationer, rymdmätningarna kommer att hjälpa till att klargöra hur Bennus bana förändras över tiden.

Dessutom, astronomer kommer att få testa sin förståelse av Yarkovksy-effekten på en verklig asteroid för första gången. De kommer att instruera rymdfarkosten att följa Bennu i dess bana om solen i cirka två år för att se om den rör sig längs en förväntad bana baserad på gravitation och Yarkovsky-teorier. Alla skillnader mellan förutsägelserna och verkligheten skulle kunna användas för att förfina modeller av Yarkovsky-effekten.

Men ännu viktigare för att förstå Yarkovsky bättre kommer att vara Bennus termiska mätningar. Under sitt uppdrag, OSIRIS-REx kommer att spåra hur mycket solvärme som strålar ut från asteroiden, och var på ytan det kommer från-data som kommer att hjälpa till att bekräfta och förfina beräkningar av Yarkovsky-effekten på asteroider.

Rymdfarkosten kommer också att ta upp några öppna frågor om Yarkovsky-teorin. En av dem, sa Chesley, är hur stenblock och kratrar på ytan av en asteroid förändrar hur fotoner sprids från den när den svalnar, bära bort fart från den hetare sidan och därigenom knuffa asteroiden i motsatt riktning? OSIRIS-REx kommer att hjälpa forskare att förstå genom att kartlägga stenigheten på Bennus yta.

"Vi vet att ytråhet kommer att påverka Yarkovsky-effekten; vi har modeller", sa Chesley. "Men modellerna är spekulativa. Ingen har kunnat testa dem."

Efter OSIRIS-REx-uppdraget, Chesley sa, NASA:s banprojektioner för Bennu kommer att vara cirka 60 gånger bättre än de är nu.