NASA:s rymdfarkostuppdrag OSIRIS-REx, lanserades den 8 september, 2016, är det första amerikanska uppdraget utformat för att hämta ett orördt prov av en asteroid och återföra det till jorden för vidare studier. Uppdragets mål är Bennu, en kolrik jordnära asteroid som är potentiellt farlig, representerar ungefär 1 på 2, 700 chans att påverka jorden sent på 2200-talet.

Forskare tror att Bennu kan innehålla de molekylära prekursorerna till livets ursprung och jordens hav, så ett av uppdragets huvudmål är att fastställa Bennus fysikaliska och kemiska egenskaper.

"Rymdfarkosten har observerat asteroiden i nästan två år nu, " sa Joshua Emery, docent vid NAU:s institution för astronomi och planetvetenskap och medlem av OSIRIS-REx vetenskapsteam. "Bennu har visat sig vara en fascinerande liten asteroid och har gett oss många överraskningar."

Uppdragets första försök att plocka upp provet är planerat till den 20 oktober, 2020, och rymdfarkosten är planerad att returnera provet tillbaka till jorden den 24 september, 2023. Inför provinsamlingen, vetenskapsteamet publicerade en uppsättning av sex artiklar i Vetenskap och Vetenskapens framsteg , fyra varav Emery var medförfattare, att dela med sig av sina vetenskapliga rön hittills och samtidigt bygga intresset för det kommande evenemanget.

"Vi har arbetat i över ett decennium mot det kommande provtagningsförsöket, " sa han. "Det är en så spännande tid. Rymdfarkosten kommer att skicka tillbaka data ganska snabbt för att låta oss veta om själva manövern lyckades, och det ska bli spännande att se bilder från provtagningsevenemanget, som ska skickas tillbaka inom en dag."

Papperna beskriver detaljerad karaktärisering av ytan med hjälp av bilder, spektroskopi (sammansättning) och termiska mätningar. Emery sammanfattar var och en av de fyra artiklar han var medförfattare:

• "Utbredda kolhaltiga material på jordnära asteroid (101955) Bennu, " publicerad i Vetenskap :"OSIRIS-REx spektrometerdata visar absorptioner ("fingeravtryck") av komplexa organiska molekyler och karbonatmineraler på Bennus yta. Dessa material verkar inte vara rumsligt korrelerade till några specifika geologiska egenskaper eller andra sammansättningar, men de är utbredda över ytan. Dessa data ger den första konkreta upptäckten av kolhaltiga material på en jordnära asteroid. Närvaron av organiska ämnen på Bennu tyder på att asteroider som Bennu kan ha fört organiska molekyler till jorden."
• "Ljusa karbonatvener på asteroid (101955) Bennu:Implikationer för vattenförändringshistorik, " publicerad i Vetenskap :"Detaljerad analys av absorptionsegenskaper i OSIRIS-REx spektrometerdata indikerar att det finns karbonater på Bennu och att dessa karbonater liknar de som finns i vissa meteoriter. Bilder på Bennu visar att några av stenarna innehåller ljusa ådror som kan vara karbonat. karbonater, och deras förekomst i stort överflöd, innebär att vätskeflöde och hydrotermisk avsättning på Bennus moderkropp skulle ha inträffat över avstånd på kilometer i tusentals till miljoner år – förhållanden som tyder på storskalig, hydrotermisk förändring i öppet system av kolhaltiga asteroider i det tidiga solsystemet."
• "Asteroid (101955) Bennus svaga stenblock och termiskt anomala ekvator, " publicerad i Vetenskapens framsteg :"Genom att mäta och kartlägga temperaturen på Bennus yta vid olika tider på dygnet, vi kan se hur olika stenar värms upp och kyls ner, vilket gör det möjligt för oss att bestämma fysikaliska egenskaper hos ytbergarterna. Denna analys särskiljer två stenpopulationer på Bennu som skiljer sig i termisk tröghet (motstånd mot temperaturförändringar) och styrka. Båda har lägre termisk tröghet och härledd styrka än förväntat för stenblock och meteoriter. Den svagare stenblockstypen skulle troligen inte överleva atmosfäriskt inträde och kanske inte representeras i meteoritsamlingen. Våra resultat tyder på att andra NEA:er sannolikt har stenblock som liknar dem på Bennu, snarare än regoliter med finare partiklar."
• "Heterogen massfördelning av stenhögasteroiden (101955) Bennu, " publicerad i Vetenskapens framsteg :"Vi mätte Bennus gravitationsfält i stor detalj med hjälp av rymdfarkosten OSIRIS-REx och genom att kartlägga banorna för små partiklar som kastas ut från Bennus yta. Gravitationsfältet ger insikt i Bennus inre struktur. Dessa data visar att Bennu gör det. inte ha ett enhetligt inre. Bennus centrum verkar ha en lägre densitet än dess genomsnitt. Ekvatorialbukten har också en relativt låg densitet. Ekvatorn med lägre densitet överensstämmer med den senaste tidens rörelse av material till ekvatorn. Centrum med lägre densitet tyder på att Bennu brukade snurra mycket snabbare än sin nuvarande 4,29 period 'dag'."

"Det har varit en sådan spänning och ära att vara en del av OSIRIS-REx-teamet, "Som ledare för arbetsgruppen för termisk analys, sa Emery. det har varit väldigt spännande för mig att vara väldigt involverad i att planera de observationer som rymdfarkosten har gjort som förberedelse för provtagning och sedan räkna ut utifrån data hur ytorna ser ut. Stenarna på Bennu ser konstiga ut, och vi fann från termiska data att de är så svaga att vi lätt kunde krossa dem i våra händer. Fortfarande, de har funnits på denna asteroid i över en miljard år! Dessa stenar innehåller också komplexa organiska molekyler som bildas naturligt i rymden, och asteroider som Bennu kunde ha fört dessa organiska molekyler till jorden för miljarder år sedan för att skapa livets början. När provet återförs till jorden, forskare kommer att kunna studera dessa molekyler i utsökt detalj."

Emery, who joined NAU in 2019, applies the techniques of astronomical reflection and emission spectroscopy and spectrophotometry of primitive and icy bodies in the near- (0.8 to 5.0 microns) and mid-infrared (5 to 50 microns) to investigate the formation and evolution of the Solar System and the distribution of organic material.

The Jupiter Trojan asteroids have been a strong focus of his research, and he also regularly observes Kuiper Belt objects, icy satellites and other asteroid groups to understand the state of their surfaces as related to these topics. In addition to contributing to Solar System exploration as a science team member on the OSIRIS-REx asteroid sample return mission, he also collaborated on the upcoming Lucy Trojan asteroid flyby mission and the NEO Surveyor Mission infrared telescope mission.