Recuperar uma amostra de asteróide não é uma tarefa fácil. Fazer o trabalho com os olhos vendados é ainda mais desafiador. É por isso que os cientistas equiparam a espaçonave OSIRIS-REx com um par de olhos para observar o desenrolar de tudo.

Origens da NASA, Interpretação Espectral, Identificação de recursos, Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) lançado em 8 de setembro, 2016, e está viajando para um asteróide próximo à Terra conhecido como Bennu, para colher uma amostra de material de superfície, e devolvê-lo à Terra para estudo. Um trio de câmeras irá capturar tudo.

O conjunto de câmeras OSIRIS-REx, ou OCAMS, consiste em três câmeras. PolyCam é uma câmera de alta resolução que irá adquirir as primeiras imagens de Bennu e realizar um mapeamento inicial do asteróide. MapCam é uma câmera de média resolução que mapeia o asteróide em cores e procura por satélites e nuvens de poeira. SamCam documentará o processo de amostragem. A espaçonave armazenará as imagens capturadas pelo OCAMS e as enviará para a equipe OSIRIS-REx a cada poucos dias.

Os cientistas projetaram o conjunto de câmeras para ser funcionalmente redundante, o que significa que se uma das câmeras falhar durante a missão, as outras duas câmeras podem entrar.

"Quando você tem uma missão crítica como esta, você quer redundância, "disse Christian d'Aubigny, Cientista assistente de instrumentos do OCAMS na Universidade do Arizona, Tucson. "As câmeras têm certa quantidade de sobreposição em suas capacidades. Elas não são cópias exatas uma da outra, mas se um falhar, eles ainda podem fazer o trabalho. "

A primeira câmera a ver Bennu é chamada PolyCam. Semelhante a um polímata - um humano que é hábil em fazer várias coisas diferentes - o PolyCam pode realizar uma ampla gama de tarefas ópticas.

A PolyCam tem um mecanismo de foco que permite voltar a focar do infinito até cerca de 500 pés (0,15 quilômetros), o que fornece à PolyCam a capacidade de alternar da detecção de estrelas e asteróides de longe para a resolução de pequenos seixos na superfície do asteróide.

PolyCam tem melhor acuidade visual, ou nitidez de visão, do que uma águia. Várias espécies de águias podem ver pequenos objetos, como presas, a até 2 milhas de distância. Mas com sua alta resolução, A PolyCam pode adquirir imagens de objetos de tamanhos semelhantes em Bennu em um intervalo de cerca de 30 a 60 milhas (48,2 a 96,5 quilômetros) para determinar sua forma e descobrir como os cientistas podem manobrar a espaçonave em torno do asteróide.

Assim que a PolyCam realizar um mapeamento inicial do asteróide, os cientistas usarão a câmera para identificar um local onde a espaçonave pode coletar uma amostra da superfície de Bennu que está o mais livre de perigos possível, como pedregulhos e encostas dramáticas.

"Já, a cerca de 2 milhas (3,5 quilômetros), estamos dividindo a superfície do asteróide em lugares "vá" e "não vá", "disse Bashar Rizk, Cientista de instrumentos OCAMS da Universidade do Arizona. "Se um lugar estiver coberto de perigos, simplesmente não vamos para lá porque não queremos arriscar danificar a espaçonave. "

A segunda câmera a ter um vislumbre de Bennu é chamada MapCam. Esta câmera tem um campo de visão mais amplo do que a PolyCam e está equipada com uma série de filtros de cores em sua roda de filtros para ajudar os cientistas a identificar locais no asteróide onde minerais específicos de interesse podem estar presentes, particularmente aqueles que podem ter entrado em contato com água em estado líquido.

MapCam também procura por satélites e plumas de poeira, o que pode representar um perigo para a espaçonave. Existem vários mecanismos suspeitos para a formação de plumas, como sublimação, em que uma substância congelada faz a transição diretamente para um gás sem primeiro passar pela fase líquida, e levitação eletromagnética devido à carga elétrica do vento solar conforme o asteróide se aproxima do sol.

"Os asteróides são expostos a muita radiação solar porque não têm atmosfera, "Rizk disse." Eles são torturados impiedosamente pelo sol toda vez que o circundam. "

Devido à falta de água na superfície, os cientistas prevêem que o regolito de Bennu - uma camada de material solto, incluindo poeira, solo e rocha quebrada - é muito seco, semelhante à superfície da lua. O material da superfície pode facilmente aderir às coisas, aumentando o risco de contaminação da espaçonave OSIRIS-REx durante a amostragem.

A contaminação por poeira é uma preocupação especial para a terceira câmera da espaçonave - SamCam. Esta câmera é de baixa resolução, câmera grande angular projetada para chegar bem perto do asteróide para documentar a aquisição de amostragem. Quando chega a hora de recuperar uma amostra, SamCam precisará ser capaz de manter sua funcionalidade por até três tentativas.

Para combater essa ameaça potencial, a equipe da Universidade do Arizona forneceu ao SamCam várias cópias do mesmo filtro, que são colocados na frente da ótica da câmera para atuar como uma tampa. Os filtros ajudam a garantir que a câmera tenha uma proteção livre de poeira, visualização desobstruída do evento de amostragem no caso de a amostragem precisar ser repetida.

A equipe também teve que levar em consideração a radiação de raios gama e raios-X ao projetar o OCAMS. Os cientistas alojaram as câmeras em uma armadura feita de titânio e alumínio sólidos. Esses materiais podem bloquear a radiação que OSIRIS-REx encontrará durante a missão. As lentes são feitas de materiais, como o dióxido de silício, que são resistentes à radiação, bem como uma série de outros tipos de vidro que são infundidos com cério, que evita que o vidro fique opaco quando exposto a altos níveis de radiação.

"Tentamos pensar em tudo a que a espaçonave pode estar sujeita e dar conta disso, "Rizk disse." É um processo de simulações de várias etapas, teste e design para garantir que as câmeras funcionem corretamente e que obtenhamos as melhores imagens possíveis. "

Uma equipe colaborativa de engenheiros e cientistas do Laboratório Lunar e Planetário da University of Arizona e do College of Optical Sciences e do Laboratório de Dinâmica Espacial da Universidade do Estado de Utah passou quatro anos e meio projetando e construindo OCAMS.

"No fim, a equipe OCAMS da Universidade do Arizona fez um excelente trabalho de design, construir e testar o conjunto de câmeras, "disse Brent Bos, OSIRIS-REx disciplina de óptica no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

Os olhos do OSIRIS-REx são uma parte crítica da recuperação de uma amostra de asteróide, que ajudará os cientistas a investigar como os planetas se formaram e como a vida começou, bem como melhorar nossa compreensão dos asteróides que podem impactar a Terra.