Après des mois aux prises avec la dure réalité de la surface de l'astéroïde Bennu, l'équipe qui dirige la première mission de retour d'échantillons d'astéroïdes de la NASA a sélectionné quatre sites potentiels pour les Origines, Interprétation spectrale, Identification des ressources, Le vaisseau spatial Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) pour « marquer » son partenaire de danse cosmique.

Depuis son arrivée en décembre 2018, la sonde spatiale OSIRIS-REx a cartographié l'intégralité de l'astéroïde afin d'identifier les endroits les plus sûrs et les plus accessibles pour la sonde afin de prélever un échantillon. Ces quatre sites vont maintenant être étudiés plus en détail afin de sélectionner les deux derniers sites, un primaire et un de secours, en décembre.

L'équipe avait initialement prévu de choisir les deux derniers sites à ce stade de la mission. L'analyse initiale des observations terrestres a suggéré que la surface de l'astéroïde contient probablement de grands « étangs » de matériaux à grains fins. Les premières images du vaisseau spatial, cependant, a révélé que Bennu a un terrain particulièrement rocheux. Depuis, la topographie remplie de rochers de l'astéroïde a créé un défi pour l'équipe d'identifier les zones sûres contenant du matériel échantillonnable, qui doit être suffisamment fin (moins de 2,5 cm de diamètre) pour que le mécanisme d'échantillonnage de l'engin spatial l'ingère.

"Nous savions que Bennu nous surprendrait, alors nous sommes venus préparés pour tout ce que nous pourrions trouver, " dit Dante Lauretta, Chercheur principal OSIRIS-REx à l'Université de l'Arizona, Tucson. "Comme pour toute mission d'exploration, faire face à l'inconnu demande de la flexibilité, ressources et ingéniosité. L'équipe OSIRIS-REx a démontré ces traits essentiels pour surmonter l'inattendu tout au long de la rencontre avec Bennu."

Le programme initial de la mission prévoyait intentionnellement plus de 300 jours de temps supplémentaire pendant les opérations sur les astéroïdes pour relever ces défis inattendus. Démontrant sa souplesse et son ingéniosité face aux surprises de Bennu, l'équipe de la mission adapte son processus de sélection des sites. Au lieu de sélectionner les deux derniers sites cet été, la mission passera quatre mois supplémentaires à étudier en détail les quatre sites candidats, avec un accent particulier sur l'identification des régions à grain fin, matériel échantillonnable à venir, observations à haute résolution de chaque site. Les cartes de blocs que les compteurs de science citoyenne ont aidé à créer grâce à des observations plus tôt cette année ont été utilisées comme l'une des nombreuses données prises en compte lors de l'évaluation de la sécurité de chaque site. Les données recueillies seront essentielles pour sélectionner les deux derniers sites les mieux adaptés à la collecte d'échantillons.

Afin de s'adapter davantage à la robustesse de Bennu, l'équipe OSIRIS-REx a apporté d'autres ajustements à son processus d'identification des sites d'échantillonnage. Le plan de mission original prévoyait un site d'échantillonnage avec un rayon de 82 pieds (25 m). Les sites sans rocher de cette taille n'existent pas sur Bennu, l'équipe a donc plutôt identifié des sites d'un rayon de 16 à 33 pieds (5 à 10 m). Pour que le vaisseau spatial cible avec précision un site plus petit, l'équipe a réévalué les capacités opérationnelles du vaisseau spatial pour maximiser ses performances. La mission a également resserré ses exigences de navigation pour guider le vaisseau spatial vers la surface de l'astéroïde, et a développé une nouvelle technique d'échantillonnage appelée "Bullseye TAG, " qui utilise des images de la surface de l'astéroïde pour faire naviguer le vaisseau spatial jusqu'à la surface réelle avec une grande précision. Les performances de la mission jusqu'à présent ont démontré que les nouvelles normes sont à la hauteur de ses capacités.

"Bien qu'OSIRIS-REx ait été conçu pour collecter un échantillon d'un astéroïde avec une zone semblable à une plage, les performances en vol extraordinaires à ce jour démontrent que nous serons en mesure de relever le défi que présente la surface accidentée de Bennu, " dit Rich Burns, Chef de projet OSIRIS-REx au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Cette performance extraordinaire englobe non seulement le vaisseau spatial et les instruments, mais aussi l'équipe qui continue de relever tous les défis que Bennu nous lance."

Les quatre sites d'échantillonnage candidats sur Bennu sont désignés Nightingale, Martin-pêcheur, Balbuzard, et le bécasseau, tous des oiseaux originaires d'Égypte. Le thème de nommage complète les deux autres conventions de nommage de la mission :les divinités égyptiennes (l'astéroïde et le vaisseau spatial) et les oiseaux mythologiques (caractéristiques de surface sur Bennu).

Les quatre sites sont divers tant par leur situation géographique que par leurs caractéristiques géologiques. Bien que la quantité de matériel échantillonnable dans chaque site n'ait pas encore été déterminée, les quatre sites ont été évalués en profondeur pour assurer la sécurité du vaisseau spatial pendant sa descente, touche et recueille un échantillon de la surface de l'astéroïde.

Nightingale est le site le plus au nord, situé à 56 degrés de latitude nord sur Bennu. Il existe plusieurs régions d'échantillonnage possibles sur ce site, qui est situé dans un petit cratère entouré d'un plus grand cratère de 459 pieds (140 m) de diamètre. Le site contient principalement du grain fin, matériau sombre et a le plus faible albédo, ou réflexion, et la température de surface des quatre sites.

Kingfisher est situé dans un petit cratère près de l'équateur de Bennu à 11 degrés de latitude nord. Le cratère a un diamètre de 26 pieds (8 m) et est entouré de rochers, bien que le site lui-même soit exempt de gros rochers. Parmi les quatre sites, Kingfisher a la signature spectrale la plus forte pour les minéraux hydratés.

Osprey est situé dans un petit cratère, 66 pieds (20 m) de diamètre, qui est également situé dans la région équatoriale de Bennu à 11 degrés de latitude nord. Il existe plusieurs régions d'échantillonnage possibles à l'intérieur du site. La diversité des types de roches dans la région environnante suggère que le régolithe au sein d'Osprey peut également être diversifié. Osprey a la signature spectrale la plus forte de matériau riche en carbone parmi les quatre sites.

Sandpiper est situé dans l'hémisphère sud de Bennu, à 47 degrés de latitude sud. Le site se trouve dans une zone relativement plate sur la paroi d'un grand cratère de 207 pi (63 m) de diamètre. Des minéraux hydratés sont également présents, ce qui indique que Sandpiper peut contenir des matières riches en eau non modifiées.

Cet automne, OSIRIS-REx débutera les analyses détaillées des quatre sites candidats lors de la phase de reconnaissance de la mission. Au cours de la première étape de cette phase, le vaisseau spatial effectuera des passages en hauteur sur chacun des quatre sites à une distance de 0,8 mile (1,29 km) pour confirmer qu'ils sont sûrs et contiennent du matériel pouvant être échantillonné. L'imagerie en gros plan cartographiera également les caractéristiques et les points de repère requis pour la navigation autonome du vaisseau spatial à la surface de l'astéroïde. L'équipe utilisera les données de ces passes pour sélectionner les sites de collecte d'échantillons principaux et de sauvegarde finaux en décembre.

Les deuxième et troisième étapes de reconnaissance commenceront au début de 2020 lorsque le vaisseau spatial effectuera des passages au-dessus des deux derniers sites à des altitudes plus basses et effectuera des observations de la surface à résolution encore plus élevée pour identifier les caractéristiques, tels que des groupements de roches qui seront utilisés pour naviguer vers la surface pour la collecte d'échantillons. La collecte des échantillons OSIRIS-REx est prévue pour le second semestre 2020, et le vaisseau spatial renverra les échantillons d'astéroïdes sur Terre le 24 septembre, 2023.