På fredag, 11 oktober, OSIRIS-REx-teamet borde ha förberett att rikta sina rymdfarkostkameror exakt över asteroiden Bennu för att ta högupplösta bilder av en region som kallas fiskgjuse. Det är en av fyra platser som forskare överväger varifrån rymdfarkosten säkert kan samla ett prov i slutet av 2020.

Men tidigt på morgonen, teamet fick veta att en telekommunikationsanläggning nära Madrid hade drabbats av ett oväntat nätverksavbrott. En del av NASA:s Deep Space Network (DSN) av globala kommunikationsanläggningar för rymdfarkoster, det spanska komplexet är hem för gigantiska radioantenner. En av dessa var planerad att pinga OSIRIS-REx för en nedladdning av kritisk data.

Datanedladdningen skulle ha startat en 24-timmars maratonprocess känd som en "sen uppdatering" för att förutsäga rymdfarkostens bana i tid för en överflygning av fiskgjuse. Bland de komplicerade uppgifterna som navigeringsteamet behövde göra den dagen var att ladda ner bilder av Bennu. Teamet använder dessa bilder för att identifiera landmärken på asteroiden för att uppdatera rymdfarkostens position och hastighet.

Men DSN-avbrottet hotade att kasta uppdraget av spåret.

OSIRIS-REx-teamet identifierade Osprey som en av de mest lovande platserna på Bennus robusta yta, baserat på dess relativt jämna terräng och brist på stora, potentiellt farliga stenblock. Fiskgjuse ligger inuti en cirka 66 fot (20 meter) bred krater nära Bennus ekvator.

Den 12 oktober ingenjörer planerade att samla in kritiska bilder av ytan för att bedöma Ospreys population av stenar som kan vara tillräckligt små för att intas i OSIRIS-REx provsamlingshuvud när rymdfarkosten slutligen berör Bennu nästa år. Denna bedömning var den viktigaste informationen som laget behövde för att välja den bästa provinsamlingsplatsen från de fyra sista.

Osprey-överfarten var den andra av de fyra platserna som undersöktes under spaningskampanjen. Det skulle ge rymdfarkosten lite mer än en halv mil, eller 1 kilometer, från Bennus yta. Det missade tillfället att ladda ner bilderna av Bennu den 11 oktober innebar att det inte skulle finnas tillräckligt med tid för att följa den vanliga 24-timmarsprocessen för att uppdatera rymdfarkostens position vid tidpunkten för de kritiska observationerna. Denna uppdatering krävs för att rymdfarkostens kameror ska riktas korrekt mot Osprey den 12 oktober.

Att missa Osprey-observationerna skulle ha utlöst en dominoeffekt av förseningar, sa Kenneth Getzandanner, OSIRIS-REx flygdynamikhanterare baserad på NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Vi visste att om vi inte fick Osprey-data, vi skulle inte kunna fatta beslut om våra bästa webbplatser för provinsamling."

Att inte välja en exempelwebbplats skulle ha inneburit att skjuta upp uppdragets huvudhändelse nästa år:de få timmars nagelbitande action som teamet kallar TAG, som står för "Touch-And-Go". Under TAG, rymdfarkosten kommer att placera ut sin robotarm, dopp till Bennus yta, och samla ett prov av smuts och stenar, eller regolit i vetenskapliga termer, från Bennu. I sista hand, rymdfarkosten kommer att leverera en kapsel med provet till jorden, släppte den i Utahs öken i september 2023.

Till forskare runt om i världen, det primitiva gruset från Bennu är en hyttventil till det tidiga solsystemet, när asteroider kan ha spelat en roll för att leverera livsbildande föreningar till jorden. Att fördröja detta monumentala uppdrag – ett av de mest ambitiösa som någonsin försökts – skulle vara kostsamt och demoraliserande för forskare.

Så OSIRIS-REx ingenjörer kläckte snabbt en vågad plan.

"Vanligtvis, ett tappat DSN-pass skulle inte orsaka en sådan förvrängning, men bildernas kritiska karaktär fick oss att inse att vi behövde vidta åtgärder omedelbart, sa Brennen Miller, en systemingenjör från Lockheed Martin Space Systems i Littleton, Colorado.

Den 24-timmars uppdateringsprocessen är redan ambitiös jämfört med andra uppdrag. Men teamet bestämde sig för att pressa hela denna procedur på mindre än fyra timmar för att hålla sin tidslinje för uppdrag intakt. Det förfarandet skulle behöva ske den 12 oktober, nästa tillfälle skulle de behöva länka ner nyckelbilderna från rymdfarkosten.

Den 11 oktober ingenjörer tränade sin nya, ultrasnabb rutin som de kallade "super sen uppdatering." Det hängde på varje gruppmedlem, som en stafettförare, står vid sidan av sin tur att hjälpa till att genomföra planen med hänsynslös effektivitet.

"Folk var ganska nervösa över att komprimera 24-timmars tidslinjen, sa Richard Burns, den Goddard-baserade OSIRIS-REx projektledaren, "men laget var väl tränat på att utföra sena uppdateringar, så vi visste att vi hade rätt personer och rätt verktyg för att få det att hända."

Flying a spacecraft within a kilometer of a small body like Bennu requires ultimate precision. Since engineers can't see their spacecraft in space, they often rely on DSN antennas to collect signals that allow them to determine its speed and location. But tracking through the DSN is not precise enough for a spacecraft that's both far from Earth (more than 155 million miles, 250 million kilometers) and needs to get very close to a planetary body, as was the case with OSIRIS-REx and Osprey.

For such close encounters—the closest that any spacecraft has orbited its celestial object of study—OSIRIS-REx engineers relied on images of Bennu's surface taken by the spacecraft's cameras in a technique known as optical navigation. Unique landmarks in the images, such as boulders and craters, help reveal where the spacecraft is located in relation to the asteroid. Together with sophisticated mathematical models that take into account forces such as the slight pull of Bennu's gravity or the slight push of radiation from the Sun, these images allow engineers to predict where the spacecraft is headed, and ultimately where it'll have to point its cameras when a region of interest is being observed. But the predictions aren't perfect. With each burn of the engine, till exempel, the spacecraft can boost itself farther or closer than anticipated.

"Most missions aren't that sensitive to small changes in position, but this one is because we're so close to the asteroid that small changes in position result in big changes in where you want to be pointed, particularly when you want to be pointed at a really small patch of the asteroid such as Osprey, " said Burns.

Having pulled off dozens of detailed observations under these constraints earlier in the mission, the OSIRIS-REx engineers, like highly trained athletes with fine-tuned motor skills, were able to complete the compressed procedure. On Oct. 12, they sent the updated positions to the spacecraft and waited for the resulting images of Osprey. As the images materialized, crisp and clear and perfectly centered on Osprey, it was evident that the race had paid off.

"It's a testament to the preparation and skill of the team that we were able to accomplish this in less than four hours. It speaks to the fact that we have a stellar team as we head into the most critical and challenging phase of this mission:the sample collection campaign, " Burns said.

NASA will announce the primary sample site, as well as a backup, on Dec. 12. Two final reconnaissance flyovers at even lower altitudes beginning in January will allow the OSIRIS-REx team to collect final, detailed images of these sites.