La mission spatiale OSIRIS-REx de la NASA, lancé le 8 septembre, 2016, est la première mission américaine conçue pour récupérer un échantillon vierge d'un astéroïde et le renvoyer sur Terre pour une étude plus approfondie. La cible de la mission est Bennu, un astéroïde géocroiseur riche en carbone et potentiellement dangereux, représentant environ 1 sur 2, 700 chances d'impacter la Terre à la fin du 22ème siècle.

Les scientifiques pensent que Bennu peut contenir les précurseurs moléculaires à l'origine de la vie et des océans de la Terre, l'un des principaux objectifs de la mission est donc de déterminer les propriétés physiques et chimiques de Bennu.

"Le vaisseau spatial observe l'astéroïde depuis près de deux ans maintenant, " dit Joshua Emery, professeur agrégé au Département d'astronomie et de sciences planétaires de la NAU et membre de l'équipe scientifique OSIRIS-REx. "Bennu s'est avéré être un petit astéroïde fascinant et nous a réservé de nombreuses surprises."

La première tentative de la mission pour ramasser l'échantillon est prévue pour le 20 octobre, 2020, et le vaisseau spatial doit renvoyer l'échantillon sur Terre le 24 septembre, 2023. Avant le prélèvement de l'échantillon, l'équipe scientifique a publié une série de six articles dans Science et Avancées scientifiques , quatre dont Emery est co-auteur, de partager ses découvertes scientifiques à ce jour tout en suscitant l'intérêt pour l'événement à venir.

« Nous travaillons depuis plus d'une décennie à la prochaine tentative d'échantillonnage, " a-t-il dit. " C'est une période tellement excitante. Le vaisseau spatial renverra des données assez rapidement pour nous faire savoir si la manœuvre elle-même a réussi, et ce sera passionnant de voir des images de l'événement d'échantillonnage, qui doit être renvoyé dans la journée."

Les articles décrivent la caractérisation détaillée de la surface à l'aide d'images, spectroscopie (composition) et mesures thermiques. Emery résume chacun des quatre articles qu'il a co-écrits :

• "Matériaux carbonés répandus sur l'astéroïde proche de la Terre (101955) Bennu, " Publié dans Science :"Les données du spectromètre OSIRIS-REx montrent des absorptions ("empreintes digitales") de molécules organiques complexes et de minéraux carbonatés à la surface de Bennu. Ces matériaux ne semblent pas être spatialement corrélés à des caractéristiques géologiques spécifiques ou à d'autres compositions, mais ils sont répandus sur toute la surface. Ces données fournissent la première détection concrète de matériaux carbonés sur un astéroïde proche de la Terre. La présence de matières organiques sur Bennu suggère que des astéroïdes comme Bennu ont peut-être apporté des molécules organiques sur Terre. »
• "Veines de carbonate brillantes sur l'astéroïde (101955) Bennu:Implications pour l'histoire de l'altération aqueuse, " Publié dans Science :"Une analyse détaillée des caractéristiques d'absorption dans les données du spectromètre OSIRIS-REx indique qu'il y a des carbonates sur Bennu et que ces carbonates sont similaires à ceux trouvés dans certaines météorites. Les images de Bennu montrent que certaines des roches contiennent des veines brillantes qui peuvent être carbonatées. carbonates, et leur présence en grande abondance, signifient que l'écoulement de fluide et le dépôt hydrothermal sur le corps parent de Bennu se seraient produits sur des distances de kilomètres pendant des milliers à des millions d'années - des conditions qui suggèrent à grande échelle, altération hydrothermale en système ouvert des astéroïdes carbonés au début du système solaire."
• "Astéroïde (101955) Les rochers faibles de Bennu et l'équateur thermiquement anormal, " Publié dans Avancées scientifiques :"En mesurant et cartographiant la température de la surface du Bennu à différents moments de la journée, nous pouvons voir comment différentes roches se réchauffent et se refroidissent, ce qui nous permet de déterminer les propriétés physiques des roches de surface. Cette analyse distingue deux populations de blocs rocheux sur Bennu qui diffèrent par leur inertie thermique (résistance aux changements de température) et leur force. Les deux ont une inertie thermique et une force inférée inférieures à celles attendues pour les rochers et les météorites. Le type de rocher le plus faible ne survivrait probablement pas à l'entrée dans l'atmosphère et pourrait donc ne pas être représenté dans la collection de météorites. Nos résultats impliquent que d'autres NEA ont probablement des rochers similaires à ceux de Bennu, plutôt que des régolithes à particules plus fines."
• "Répartition de masse hétérogène de l'astéroïde en tas de décombres (101955) Bennu, " Publié dans Avancées scientifiques :"Nous avons mesuré le champ de gravité de Bennu en détail en utilisant la trajectoire du vaisseau spatial OSIRIS-REx et en cartographiant les orbites de petites particules éjectées de la surface de Bennu. Le champ de gravité donne un aperçu de la structure intérieure de Bennu. Ces données montrent que Bennu ne pas un intérieur uniforme. Le centre de Bennu semble avoir une densité inférieure à sa moyenne. Le renflement équatorial a également une densité relativement faible. L'équateur de densité inférieure est compatible avec le mouvement récent de matière vers l'équateur. Le centre de densité inférieure suggère que Bennu avait l'habitude de tourner beaucoup plus vite que son "jour" actuel de la période de 4,29."

"Ce fut un plaisir et un honneur de faire partie de l'équipe OSIRIS-REx, "                                                                                 . cela a été très excitant pour moi d'être très impliqué dans la planification des observations que le vaisseau spatial a faites en vue de l'échantillonnage, puis de déterminer à partir des données à quoi ressemblent les surfaces. Les rochers sur Bennu ont l'air étranges, et nous avons découvert à partir des données thermiques qu'ils sont si faibles que nous pourrions facilement les écraser dans nos mains. Toujours, ils existent sur cet astéroïde depuis plus d'un milliard d'années ! Ces roches contiennent également des molécules organiques complexes qui se forment naturellement dans l'espace, et des astéroïdes comme Bennu auraient pu apporter ces molécules organiques sur Terre il y a des milliards d'années pour semer les débuts de la vie. Lorsque l'échantillon est renvoyé sur Terre, les scientifiques pourront étudier ces molécules dans les moindres détails."

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.