OSIRIS-REx / OSIRIS-APEX auf Atlas V 411

Bis März 2021 ist gar nicht so viel Zeit, um ein neues Manöver zu planen, zu simulieren und dann durchzuführen. Machbar sicher ... aber so viel Zeit haben sie nicht mehr.

März ist der geplante Rückflugtermin.
Der nächste Versuch würde mitte Januar durchgeführt. Ist allerdings schon in gewissen Einzelheiten vorgeplant, so würde er z.B. in einer Region genannt Osprey stattfinden.
Insgesamt können sie maximal 3 Versuche durchführen, da sie drei Gasbehälter dabei haben.
So wie ich das verstanden habe, wird der Auffangbehälter am ende des Armes vorläufig noch nicht in den Transportbehälter entleert bzw. dauerhaft verstaut. Erst wird eine Kamera darauf gerichtet, dann erfolgt das Wiegen der Probe durch ein 'in Rotation versetzen' des Satelliten mit ausgestrecktem Arm, um eine künstliche Schwerkraft am ende des Armes in dem Auffangbehälter zu erzeugen.

https://space.com/nasa-osiris-rex-asteroid-bennu-sampling-results

März ist der geplante Rückflugtermin.
Der nächste Versuch würde mitte Januar durchgeführt. Ist allerdings schon in gewissen Einzelheiten vorgeplant, so würde er z.B. in einer Region genannt Osprey stattfinden.
Insgesamt können sie maximal 3 Versuche durchführen, da sie drei Gasbehälter dabei haben.
So wie ich das verstanden habe, wird der Auffangbehälter am ende des Armes vorläufig noch nicht in den Transportbehälter entleert bzw. dauerhaft verstaut. Erst wird eine Kamera darauf gerichtet, dann erfolgt das Wiegen der Probe durch ein 'in Rotation versetzen' des Satelliten mit ausgestrecktem Arm, um eine künstliche Schwerkraft am ende des Armes in dem Auffangbehälter zu erzeugen.

https://space.com/nasa-osiris-rex-asteroid-bennu-sampling-results

Für einen zweiten Versuch an einer der anderen potenziellen Landezonen wird die Zeit aber knapp, wenn der Rückflug für März geplant ist. Man hat ja für die Testanflüge bisher auch schon einiges an Zeit benötigt. Das würde es zeitlich eher passen es noch einmal bei Nightingale zu probieren. Da könnte man sich die Testanflüge dann sparen.

Es wird heute noch eine last-minute NASA Pressekonferenz abgehalten. Einige munkeln schon über schlechte Nachrichten.
Hoffen wir mal auf das Beste

Fr, 23:00.

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-invites-media-to-briefing-on-osiris-rex-asteroid-sample-collection/

Die NASA verzichtet auf die geplante "Massenmessung" /"Gewichtung" der Probe und ist dabei, sie so schnell wie möglich zu sichern. Das *Raumschiff* ist nach wie vor in gutem zustand und sie sind sicher, daß sie mehr als 60g eingesammelt haben.

https://nasa.gov/osiris-rex

Anscheinend hat sich der Deckel des Sammelbehälters nicht wieder vollständig geschlossen und sie verlieren ständig kleinere Mengen des Materials.
Wahrscheinlich hatte der Sammelbehälter auch einen etwas harten Kontakt mit dem Asteroiden.

Es könnte sein dass man so viel Material im Sammelbehälter hat dass sich die abdichtende Lamelle nicht schließen konnte. Oder es gibt größere Brochen die das Verschließen der Lamelle verhindern.

PS: Scott Manley:

So, OSIRIS REx hit the sampling site within one meter.... but overshot into the surface by half a meter.

Die bisher gezeigten Bilder zeigen ja auch eher einen kurzen heftigeren Kontakt, als einen sanften mit genügend Zeit zum Probenehmen. Trotz allem ist das rein technisch ein Erfolg, das dürfen wir bei dem Trouble nicht vergessen!

NASA:

All data so far suggest that the collector head is holding much more than 2 ounces of regolith.

  Wäre mal Zeit auf metrische Angaben umzustellen.

2 Unzen sind 56,699 Gramm.
Ziel war also 56,699 g Oberflächenmaterial aufzunehmen. 

Die Probenentnahme verlief sehr gut.
Es gab guten Kontakt mit der Oberfläche - der Probenkopf drang sogar einige Zentimeter in die Oberfläche ein.
Die Gaspatrone wirbelte reichlich Material auf und füllte den Probenbehälter.
Jetzt scheint der Behälter übervoll zu sein, oder größere Steinchen verhindern das Schließen der Lamellen (Mylar Flaps).
Deshalb geht Proben-Material wieder verloren:

Credit: NASA

Die Bilder zeigen, dass jede Bewegung des Raumfahrzeugs oder des TAGSAM-Instruments zu einem weiteren Probenverlust führen kann.
Um das verbleibende Material zu erhalten, entschied sich das Missionsteam, auf die ursprünglich für Samstag, den 24. Oktober geplante Aktivität zur Messung der Probenmasse zu verzichten, und stornierte einen für Freitag geplanten Bremsbrand, um die Beschleunigung des Raumfahrzeugs zu minimieren.

Das OSIRIS-Rex-Team will sich jetzt darauf konzentrieren, die Probe in der Sample Return Capsule (SRC) zu verstauen, wo loses Material während der Rückreise des Raumfahrzeugs zur Erde sicher aufbewahrt wird.


Quelle

Video von Scott Manley



Die meisten Punkte, die er anspricht wurden schon genannt, noch ein paar weitere

• Optische Navigation war Ursprünglich nicht geplant und wurde erst durch ein Software-Upgrade hinzugefügt, als gestgestellt wurde, dass unerwartet große Steine mit Gefahrenpotantial auf der Oberfläche liegen
• während der Oparation selbst kamen mit low gain nur 40bit/s Daten, deswegen nur sehr wenige Daten (Geschwindigkeit, geschätzt Positionsgenauigkeit der Navigation)
• es gab eine Feder die den Schock beim Kontakt zur Oberfläche aufangen sollen hätte mit 70 N (entspricht Gewicht von ~ 7kg auf der Erde) - diese hat keinerlei Bewegung registriert - der Kontakt war also weicher als erwartet
• Bei Kontakt mit der Oberfläche gab es nur eine sehr sehr geringe Beschleunigung des Raumschiffs nach oben, die kaum etwas an der Gescheindigkeit geädnert hat (4cm/s nach unten)
• Das heist, der Probenbehälter ist für ca. 6s in die Oberfläche eingedrungen und kam erst wieder raus nach zünden der Triebwerke
• Der Probenbehälter könnte bis zu einem halben Meter in die Oberfläche eingedrungen sein (ich weiß nicht genau, wie er auf diesen Wert kommt - in 6s ist bei 4 cm/s das ja nur 24 cm - ist die Beschleunigung durch die Triebwerke so gering, dass es erst mal nochmal einen viertel Meter runtergeht?)
• er ist beim Anblick der Bilter viel optimistischer (Probenmenge mehr als erwartet, evtl. im kg-Bereich) - aber wie eumel gesagt hat - die 60g waren Missionsziel als Mindestmenge - also ist die Aussage "much more than 2 ounces" wohl eher so zu bewerten, dass sie sich sicher sind, das Missionsziel erreicht zu haben - aber praktisch keine Ahnung haben, wieviel Material sie gesammelt haben. (Vielleicht kann man das immer noch messen, wenn die Probe sicher in der Rückkehrkapsel verstaut ist, dann aber wohl weniger genau, als wenn die Probe bei der Messung am ausgestreckten Arm gewesen wäre)
• das Veratauen des Probenbahälters muss jetz schnell erfolgen, damit nich mehr viel Zeit ist, Material zu verlieren, aber gleichzeitig langsam und vorsichtig, damit die Bewegung nicht zu mehr Materialverlust führt und sich nicht noch ein steichen an einer Stelle Verklemmt, dass es nicht mehr ineinander passt. Eine Herausforderung für das Missionsteam.
• da jetzt alle Manöver abgesagt wurden, wird die Sonde beim Ende der Verstau-Oparation weit von Bennu weggedriftet sein - also unerwartet früher Abschied, "mach's gut und danke für den vielen Staub"

Man sollte vielleicht noch erwähnen, dass der Probenbehälter (auf einer Seite? Der Verschluss ist ja eine Scheibe oder ein Ring) nicht ganz verschlossen ist und somit bei jeder Bewegung Material verloren gehen kann. Es hat sich wohl Material so verklemmt, dass diese Klappe nach der Entnahme nicht geschlossen werden konnte. Trotzdem dürfe es am Erfolg der Entnahme nichts ändern, aber man möchte halt so wenig Material wie möglich verlieren.

Man kann nun die Menge des Materials (also genauer die Masse) nicht bestimmen, weil man das über einen Rotationsversuch des Raumschiffs gemacht hätte, bei dem man das Trägheitsmoment des Probenbehälters bestimmt und so die neu hinzu gekommene Masse ermittelt. Aber dabei würde vermutlich ein (großer?) Teil des Materials verloren gehen.

Anzufügen wäre noch, daß auf grund der beschränkten Treibstoffmenge und der *Himmelsmechanik* ein Rückflug erst im März 2021 gestartet werden kann. Die Ankunft auf der Erde nach weitgehend antriebslosem Parabelflug wäre dann planmäßig im September 2023
Dauert also jetzt noch fast 3 Jahre, bis wir wissen wieviel Material sie tatsächlich erbeutet haben.

Ob sie es machen, weiß ich natürlich nicht - aber prinzipiell könnte man das Trägheitsmoment auch messen, nachdem die Probe sicher verstaut wurde und sich die Sonde wieder in der Reiseflug-Konfiguration befindet. (Von der man für Manöver das Trägheitsmoment vorher bestimmt kennt.) Nur würde die Probe eben einen weit geringern Unterschied ausmachen, weil sie näher an der Rotationsachse ist. Außerdem macht auch die geänderte Position des Probenbehälters gegenüber Hinflug was aus und müsste herausgerechnet werden. Also wäre das Ergebnis wesentlich ungenauer, als direkter vorher/nachher-Vergleich mit Probenbehälter am ausgestrecktem Arm.

Video von Scott Manley

Die meisten Punkte, die er anspricht wurden schon genannt, noch ein paar weitere

Wahnsinn . Ohne das Video gesehen zu haben: Woher hat der eigentlich alle diese Informationen?

aber prinzipiell könnte man das Trägheitsmoment auch messen, nachdem die Probe sicher verstaut wurde und sich die Sonde wieder in der Reiseflug-Konfiguration befindet.

Theoretisch schon. Aber es geht hier um ein paar dutzend Gramm. Das misst man allein durch unterschiedliche Beschleunigungen durch die Triebwerke kaum..

Auf den Aufnahmen und Spektren, die Osiris-REx von Bennu gemacht hat, sind sechs auffällige "Brocken" identifiziert worden, die eine sehr abweichende Zusammensetzung zum Rest von Bennu zeigen und eher auf eine Herkunft von Vesta hindeuten. Es scheint also in der Vergangenheit ein Kollisionsereignis gegeben zu haben, bei dem Material von Vesta im Asteroidengürtel (und auch bis zur Erdbahn) verteilt wurde:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/bennu-vesta-meteorites

Zitat von: wulf 21 am 24. Oktober 2020, 11:40:47

Video von Scott Manley

Die meisten Punkte, die er anspricht wurden schon genannt, noch ein paar weitere

Wahnsinn . Ohne das Video gesehen zu haben: Woher hat der eigentlich alle diese Informationen?

Scott Manley hat inzwischen einen sehr guten Namen in der Szene (genauso wie noch 2-3 andere). Die haben jetzt ihre *Zuträger* und können auch auf Insiderwissen zugreifen.

Oder man hört sich die Pressekonferenz an.

Gestern wurde der Probenbehälter erfolgreich in die Rückkehrkapsel eingesetzt. 

https://www.asteroidmission.org/?latest-news=osiris-rex-in-the-midst-of-stow

Da haben sicher so einige aufgeatmet. Die Proben sind gesichert und nun muss es "nur" noch nach Hause gehen.

Gestern wurde der Probenbehälter erfolgreich in die Rückkehrkapsel eingesetzt. 

https://www.asteroidmission.org/?latest-news=osiris-rex-in-the-midst-of-stow

Da haben sicher so einige aufgeatmet. Die Proben sind gesichert und nun muss es "nur" noch nach Hause gehen.

Ganz sind sie noch nicht aus dem Schneider. Aus verlinktem Artikel:

Over the next several hours, the mission team will command the spacecraft to cut the tube and separate the collector head from the TAGSAM arm. Once the team confirms these activities have executed as planned, they will command the spacecraft to seal the SRC.

Also, die Röhre (die das Stickstoff-Gas in den Probenbehälter geblasen hat beim einsammeln der Probe) muss getrennt werden und der Arm von dem Behälter gelöst. Anschließend wird die Rückkehrkapsel versiegelt.

Allerdings ist der kritischste Teil der Oparation vorrüber, schätze ich mal. Da man sieht dass der Probenbehälter dicht anliegt und im Artikel heist es auch, dass er sicher verriegelt ist. Demzufolge dürfte es keine Gefahr mehr geben, dass man noch mehr Material verliert und sich doch noch ein Steinchen irgendwo verklemmt.

Bei der GIF-Animation des Kontakts fällt mir auf, dass nach dem Kontakt (und beginnendem, aufwirbelnden Staub/Steinen) der Schatten im Bild "größer" wird und man von der Oberfläche einige Frames lang nichts mehr sieht. Ist das Ding "in die Oberfläche" eingetaucht, bevor es wieder aufwärts ging?

Ist das Ding "in die Oberfläche" eingetaucht, bevor es wieder aufwärts ging?

Ja, man geht davon aus. In einem Interview hatte ich gelesen, dass man bei der Oberflaeche nicht wusste wie fest die Beschaffenheit sein wuerde. Alles war moeglich; von massiven Fels bis hin zu einer duennen Kruste. Letzteres schein jetzt der Fall gewesen zu sein. Ich meine es war die Rede davon, dass der Arm fast einen halben Meter in die Oberflaeche eingedrungen ist und daher auch wesentlich mehr Material gesammelt hat, als erwartet. Was dann wiederum zu den Problemen mit dem Schliessen der Membran gefuehrt hat.

Das Ding ist dann offenbar tatsächlich ein "rubble pile" ... und das Material hält kaum zusammen, zumindet auf der Oberfläche, sondern liegt eher lose aufeinander.

Der Probensammler ist bis zu 48 cm in den Boden eingedrungen. Beim ersten Kontakt wird die Stickstoffflasche geöffnet und dann dauert es ca. 6 sec. bis die Triebwerke für den Rückstart gezündet werden. Anscheinend ist Bennu nicht nur ein Geröllhaufen, sondern auch die "Felsen" sind nicht sehr stabil. Beim Aufsetzen hat der Arm einen massiv aussehenden Stein von 20 cm Durchmesser zerbrochen und sich dabei anscheinend kaum verlangsamt.

Wegen der Undichtigkeit im Sammelbehälter wurde auf das "Wiegen" des Probenmaterials und auch auf das Bremsmanöver verzichtet, um nicht noch mehr Material zu verlieren. Die Sonde wird wahrscheinlich nicht mehr zum Asteroiden zurückkehren, sondern sich im März auf den Rückweg machen.

https://spacenews.com/nasa-confident-osiris-rex-collected-asteroid-samples/

https://spacenews.com/asteroid-samples-leaking-from-osiris-rex/