Vendredi, 11 octobre l'équipe OSIRIS-REx aurait dû se préparer à pointer leurs caméras spatiales précisément sur l'astéroïde Bennu pour capturer des images haute résolution d'une région connue sous le nom d'Osprey. Il s'agit de l'un des quatre sites envisagés par les scientifiques à partir desquels le vaisseau spatial pourra prélever un échantillon en toute sécurité à la fin de 2020.

Mais tôt ce matin-là, l'équipe a appris qu'une installation de télécommunications près de Madrid avait subi une panne de réseau inattendue. Une partie du Deep Space Network (DSN) de la NASA d'installations mondiales de communication d'engins spatiaux, le complexe espagnol abrite des antennes radio géantes. L'un d'eux devait envoyer un ping à OSIRIS-REx pour un téléchargement de données critiques.

Le téléchargement des données aurait déclenché un processus marathon de 24 heures connu sous le nom de "mise à jour tardive" pour prédire la trajectoire du vaisseau spatial à temps pour un survol d'Osprey. Parmi la litanie de tâches complexes que l'équipe de navigation devait accomplir ce jour-là, il fallait télécharger des images de Bennu. L'équipe utilise ces images pour identifier des points de repère sur l'astéroïde afin de mettre à jour la position et la vitesse du vaisseau spatial.

Mais la panne de la DSN menaçait de faire dérailler la mission.

L'équipe OSIRIS-REx a identifié Osprey comme l'un des sites les plus prometteurs sur la surface accidentée de Bennu, en raison de son terrain relativement lisse et de l'absence de grandes, rochers potentiellement dangereux. Osprey est situé à l'intérieur d'un cratère d'environ 20 mètres de large près de l'équateur de Bennu.

Le 12 octobre, les ingénieurs prévoyaient de collecter des images critiques de la surface afin d'évaluer la population de roches d'Osprey qui pourrait être suffisamment petite pour être ingérée dans la tête de collecte d'échantillons d'OSIRIS-REx lorsque le vaisseau spatial touchera finalement Bennu l'année prochaine. Cette évaluation était l'élément d'information clé dont l'équipe avait besoin pour choisir le meilleur site de collecte d'échantillons parmi les quatre derniers.

Le survol d'Osprey était le deuxième des quatre sites à faire l'objet d'un relevé au cours de la campagne de reconnaissance. Cela amènerait le vaisseau spatial à un peu plus d'un demi-mile, ou 1 kilomètre, de la surface de Bennu. L'occasion manquée de télécharger les images de Bennu le 11 octobre signifiait qu'il n'y aurait pas assez de temps pour suivre le processus habituel de 24 heures pour mettre à jour la position du vaisseau spatial au moment des observations critiques. Cette mise à jour est nécessaire pour que les caméras du vaisseau spatial soient pointées correctement sur Osprey le 12 octobre.

Manquer les observations d'Osprey aurait déclenché un effet domino de retards, dit Kenneth Getzandanner, Gestionnaire de dynamique de vol OSIRIS-REx basé au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Nous savions que si nous n'obtenions pas les données Osprey, nous ne serions pas en mesure de prendre la décision concernant nos meilleurs sites pour la collecte d'échantillons."

Ne pas sélectionner de site échantillon aurait signifié le report de l'événement phare de la mission l'année prochaine :les quelques heures d'action acharnée que l'équipe appelle TAG, qui signifie "Touch-And-Go." Pendant le TAG, l'engin spatial déploiera son bras robotique, plonger à la surface de Bennu, et prélever un échantillon de terre et de roches, ou régolithe en termes scientifiques, de Bennu. Finalement, le vaisseau spatial livrera une capsule avec l'échantillon à la Terre, le laissant tomber dans le désert de l'Utah en septembre 2023.

Aux scientifiques du monde entier, le gravier primitif de Bennu est un hublot vers le système solaire primitif, alors que les astéroïdes ont pu jouer un rôle dans la livraison de composés formateurs de vie sur Terre. Retarder cette mission monumentale, l'une des plus ambitieuses jamais tentées, serait coûteux et démoralisant pour les scientifiques.

Les ingénieurs d'OSIRIS-REx ont donc rapidement élaboré un plan audacieux.

"Typiquement, un laissez-passer DSN abandonné ne provoquerait pas un tel brouillage, mais la nature critique des images nous a fait comprendre que nous devions agir immédiatement, " a déclaré Brennen Miller, un ingénieur système de Lockheed Martin Space Systems à Littleton, Colorado.

Le processus de mise à jour de la trajectoire en 24 heures est déjà ambitieux par rapport aux autres missions. Mais l'équipe a décidé de réduire l'ensemble de cette procédure en moins de quatre heures pour conserver intact le calendrier de sa mission. Cette procédure devrait avoir lieu le 12 octobre, la prochaine fenêtre d'opportunité, ils auraient à lier les images clés du vaisseau spatial.

Le 11 octobre, les ingénieurs ont pratiqué leur nouveau, routine ultra-rapide qu'ils ont surnommée "mise à jour super tardive". Il dépendait de chaque membre de l'équipe, comme un coureur de relais, à leur tour pour aider à exécuter le plan avec une efficacité impitoyable.

« Les gens étaient assez nerveux à l'idée de compresser la chronologie de 24 heures, " a déclaré Richard Burns, le chef de projet OSIRIS-REx basé à Goddard, "mais l'équipe était bien entraînée à effectuer des mises à jour tardives, nous savions donc que nous avions les bonnes personnes et les bons outils pour y arriver. »

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, par exemple, 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.