NASA:s OSIRIS-REx-uppdrag är bara några dagar från att välja platsen där rymdfarkosten ska fånga ett prov från asteroiden Bennu. Efter en lång och utmanande process, teamet är äntligen redo att välja ned från de fyra kandidatplatserna till en primär och reservplats.

OSIRIS-REx är NASA:s första återkomstuppdrag för asteroidprov, så det här beslutet om en provinsamlingsplats är nyckeln för asteroidoperationer och uppdragsframgång.

Efter att ha valt de fyra kandidatexempelplatserna – Sandpiper, Fiskgjuse, Kungsfiskare, och Nightingale - i juli, uppdraget avslutade sin Reconnaissance A-fas. Under Recon A, rymdfarkosten OSIRIS-REx utförde en månadslång serie med fyra flygningar – en över varje potentiell provtagningsplats. Denna uppdragsfas försåg teamet med högupplösta bilder för att noggrant undersöka samplingsbarheten (finkornigt material), topografi, albedo, och färg på varje sida. Data som samlas in från dessa överflygningar på hög höjd är centrala för att avgöra vilken plats som är bäst lämpad för provinsamling.

Även om uppdraget är ett steg närmare att samla in ett prov, Recon A-observationer har visat att även de bästa kandidatplatserna på Bennu utgör betydande utmaningar för provinsamlingen, och valet inför platsvalsnämnden är inte lätt.

"Val av provplats är verkligen en omfattande aktivitet. Det kräver att vi tittar på många olika typer av data på många olika sätt för att säkerställa att den valda platsen är det bästa valet när det gäller rymdfarkostssäkerhet, närvaro av provbart material, och vetenskapligt värde, sade Heather Enos, OSIRIS-REx biträdande huvudutredare vid University of Arizona, Tucson, och ordförande i urvalsnämnden för provplats. "Vårt team är otroligt innovativt och integrerat, vilket är det som gör att urvalsprocessen fungerar."

De senaste bilderna visar att även om det finns finkornigt material (mindre än 2,5 cm i diameter), mycket av det kanske inte är lättillgängligt. Uppdraget designades ursprungligen för en strandliknande yta, med "dammar" av sandigt material, inte för Bennus oländiga terräng. I verkligheten är de potentiella provplatserna inte stora, rensa områden, utan snarare små utrymmen omgivna av stora stenblock, så att navigera rymdfarkosten in och ut från platserna kommer att kräva lite mer finjustering än vad som ursprungligen planerats.

Med start på Bennus södra halvklot, platsen Sandpiper var den första övergången i Recon A-uppdragsfasen. Sandpiper är en av de "säkrare" platserna eftersom den ligger i ett relativt plant område, vilket gör det lättare för rymdfarkosten att navigera in och ut. De senaste bilderna visar att det finns finkornigt material, men den sandiga regoliten är instängd mellan större stenar, vilket gör det svårt för provtagningsmekanismen att fungera.

Platsen Osprey var den andra platsen som observerades under Recon A. Denna plats valdes ursprungligen baserat på dess starka spektrala signatur av kolrikt material och på grund av en mörk fläck i mitten av kratern, som ansågs möjligen vara finkornigt material. Dock, de senaste högupplösta bilderna av fiskgjuse tyder på att platsen är utspridda med material som kan vara för stort för att intas för provtagningsmekanismen.

Platsen Kingfisher valdes eftersom den ligger i en liten krater – vilket betyder att den kan vara ett relativt ungt inslag jämfört med Bennus större kratrar (som den där Sandpiper är belägen). Yngre kratrar håller sig generellt fräschare, minimalt förändrat material. Högupplösta bilder som tagits under Recon A-övergången avslöjade att även om den ursprungliga kratern kan vara för stenig, en angränsande krater verkar innehålla finkornigt material.

Recon A avslutades med en övergång av sajten Nightingale. Bilder visar att kratern rymmer en bra mängd obehindrat finkornigt material. Dock, medan samplingsbarheten för webbplatsen rankas högt, Nightingale ligger långt norrut där ljusförhållandena skapar ytterligare utmaningar för rymdfarkosternas navigering. Det finns också ett stenblock i byggnadsstorlek som ligger på kraterns östra kant, vilket kan utgöra en fara för rymdfarkosten när den backar efter att ha kontaktat platsen.

Bennu har också gjort det till en utmaning för uppdraget att identifiera en plats som inte kommer att utlösa rymdfarkostens säkerhetsmekanismer. Under Recon A, teamet började katalogisera Bennus ytfunktioner för att skapa kartor för det autonoma navigationssystemet Natural Feature Tracking (NFT). Under provinsamlingsevenemanget, rymdfarkosten kommer att använda NFT för att navigera till asteroidens yta genom att jämföra bildkatalogen ombord med navigeringsbilderna den kommer att ta under nedstigningen. Som svar på Bennus extremt steniga yta, NFT-systemet har utökats med en ny säkerhetsfunktion, som instruerar den att vifta av provtagningsförsöket och backa om den fastställer att kontaktpunkten är nära en potentiellt farlig ytfunktion. Med Bennus byggnadsstora stenblock och små målplatser, teamet inser att det finns en möjlighet att rymdfarkosten kommer att vinka av första gången den går ner för att ta ett prov.

"Bennus utmaningar är en inneboende del av detta uppdrag, och OSIRIS-REx-teamet har svarat med att utveckla kraftfulla åtgärder för att övervinna dem, sa Mike Moreau, OSIRIS-REx biträdande projektledare på Goddard. "Om rymdfarkosten utför en våg-off medan den försöker samla ett prov, det betyder helt enkelt att både teamet och rymdfarkosten har gjort sitt jobb för att se till att rymdfarkosten kan flyga en annan dag. Framgången för uppdraget är vår första prioritet."

Vilken sida än vinner loppet, OSIRIS-REx uppdragsteam är redo för alla nya utmaningar som Bennu kan komma med. Nästa vår, teamet kommer att genomföra ytterligare spaningsflygningar över de primära och reservexemplaren, och kommer sedan att starta rymdskeppsrepetitioner för landning. Provinsamling är planerad till sommaren 2020, och provet kommer att återvända till jorden i september 2023.