p Depois de voar no espaço por mais de dois anos, A nave espacial OSIRIS-REx da NASA (Origins, Interpretação Espectral, Identificação de recursos, Security-Regolith Explorer) entrou recentemente em órbita em torno de seu alvo, o asteróide Bennu. Asteróides como o Bennu são considerados resíduos da formação de nosso sistema solar. Então, na primeira missão desse tipo pilotada pela NASA, OSIRIS-REx está tentando recuperar uma amostra e trazê-la para a Terra. p Além de vários instrumentos a bordo, a espaçonave é um MIT construído por um estudante chamado de REgolith X-Ray Imaging Spectrometer (REXIS), que fornecerá dados para ajudar a selecionar o local de amostragem, bem como outros objetivos da missão, incluindo a caracterização do asteróide e seus comportamentos, e compará-los com observações baseadas no solo. REXIS é um projeto conjunto entre o Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias (EAPS), Departamento de Aeronáutica e Astronáutica do MIT (AeroAstro), o Harvard College Observatory, o Instituto MIT Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial, e MIT Lincoln Laboratory.

p Pouco depois de chegar a Bennu, Os pesquisadores do OSIRIS-REx anunciaram que identificaram água no asteróide, possivelmente impactando a seleção do local de amostragem. EAPS conversou com Richard Binzel, um especialista em asteróides do MIT e co-investigador nesta missão, liderando o desenvolvimento do REXIS - sobre a função do instrumento e o que essa descoberta significa para o uso futuro de dispositivos semelhantes. Binzel também é professor de ciências planetárias na EAPS com uma nomeação conjunta na AeroAstro, e uma bolsista do corpo docente Margaret MacVicar.

p P:Qual é o objetivo do REXIS, como parte da missão OSIRIS-REx?

p R:O objetivo da missão OSIRIS-REx é obter uma amostra imaculada da superfície do asteróide, Bennu, que tem alguns dos mais originais, sobrevivendo química desde o início do nosso sistema solar. O asteróide é como uma cápsula do tempo, que vai nos dizer como era a condição de nosso sistema solar quando se formou há 4,56 bilhões de anos.

p O objetivo do REXIS é mapear a composição de Bennu em apoio à missão, escolher o local para essa amostra. O objetivo é ir até o asteróide e passar até um ano estudando-o detalhadamente para determinar qual local pode nos dar o maior retorno científico. É uma questão de avaliação e caracterização progressiva do asteróide:passaremos por órbitas que vão gradualmente descendo até o ponto em que vemos a superfície com detalhes extremamente bons - como as características de crateras e pedras. Desta maneira, sabemos onde vamos tocar a superfície, pegue uma amostra, e trazê-lo com segurança a bordo da espaçonave.

p Para fazer isso, a bordo do OSIRIS-REx, há um conjunto de instrumentos:câmeras visíveis e espectrômetros principalmente nos comprimentos de onda visível e infravermelho próximo que estão mapeando a superfície do asteróide, além do REXIS do MIT, o espectrômetro de imagens de raios-X REgolith. O REXIS complementa todos os outros instrumentos e contribui para o restante dos dados vendo na luz de raios-X. Nenhum outro instrumento no OSIRIS-REx verá a superfície na luz de raios-X. Então, isso é bastante único na exploração planetária, e o fato de ter sido construído por alunos é ainda mais surpreendente.

p Um dos nossos objetivos é corroborar o mapeamento mineral feito pelos outros instrumentos. Os espectrômetros visível e infravermelho próximo são sensíveis à composição mineral da superfície, e REXIS mede os elementos atômicos individuais que estão presentes. Uma das coisas que queremos realizar é ver se os elementos atômicos que medimos são consistentes com os minerais que os outros instrumentos estão medindo e vice-versa.

p P:Como funciona o REXIS?

p R:O REXIS tira proveito das emissões de raios-X do sol. Alguns desses raios X atingem o asteróide e interagem com os átomos na superfície:eles são absorvidos e alteram o nível de energia do elétron nos átomos. Quando os átomos retornam ao seu estado fundamental, eles emitem um fóton de raios-X, o que significa que os raios X do sol fizeram o asteróide brilhar ou ficar fluorescente.

p O REXIS mede a energia e as localizações dos raios-X que estão fluorescendo da superfície do asteróide, e as energias nos dizem quais átomos estão presentes. A energia de um fóton de raios-X emitido por um átomo corresponde exatamente à energia entre dois orbitais de elétrons. Cada átomo tem sua própria assinatura única de estados de energia, então podemos deduzir a composição elementar da superfície do asteróide.

p Estaremos procurando coisas como ferro, silício, oxigênio, e enxofre - alguns blocos básicos de construção de corpos planetários. Seremos capazes de medir essas abundâncias e determinar a composição deste asteróide.

p Agora, estamos realizando todos os tipos de medições de calibração, e estamos aprendendo sobre as características do instrumento no espaço:maneiras de funcionar conforme o esperado e diferenças. Faz parte do projeto do instrumento monitorar a saída do sol e calibrar as observações do asteróide, levando em consideração qualquer variação do sol. O REXIS tem duas partes:uma parte é o espectrômetro principal que mede os raios X emitidos da superfície do asteróide; o segundo é um pequeno monitor solar de raios-X ou SXM, e está constantemente olhando para a saída do sol, que varia em escalas de tempo de minutos, horas, e dias. Por aqui, se estamos olhando para um local no asteróide e vemos esta enorme fluorescência de raios-X, saberemos se é o asteróide que é especial naquele local, ou se foi apenas uma explosão solar, que aconteceu estar ocorrendo ao mesmo tempo. Também estamos olhando para o fundo de raios-X cósmico ou CXB e calibrando a sensibilidade do nosso instrumento, olhando para um constante, forte fonte de raios-X no céu chamada de Nebulosa do Caranguejo.

p Também calibramos as medições REXIS com as medições laboratoriais de meteoritos, e seremos capazes de identificar com qual tipo de meteorito Bennu se parece mais. Se virmos qualquer variação na superfície, poderemos dizer quais regiões têm mais semelhanças com meteoritos conhecidos, e isso pode nos orientar sobre onde obteremos nossa amostra.

p P:A NASA anunciou que encontrou evidências de água em Bennu. O que isso significa para o REXIS e de onde a amostra é retirada?

p R:A missão OSIRIS-REx encontrou evidências da presença de minerais hidratados na superfície do asteróide Bennu. Esses minerais se formam quando as moléculas de água reagem com o material rochoso e se tornam parte da estrutura cristalina. Estudos de meteoritos sugerem que esse processo ocorreu muito cedo na história do sistema solar. Esta descoberta nos diz que a superfície de Bennu não foi aquecida a temperaturas altas o suficiente para quebrar esses minerais e liberar a água. Bennu parece conter esta água primordial, fornecendo pistas de como esse material foi entregue à Terra, levando a um mundo habitável.

p Esta é uma notícia atraente para REXIS porque um dos elementos atômicos que iremos procurar é o oxigênio, que, claro, é um dos principais constituintes da água, e REXIS tem o potencial de confirmar a descoberta dessas moléculas de água nos minerais de Bennu.

p Muitos fatores influenciam a decisão de onde amostrar. Em primeiro lugar, temos que determinar quais partes da superfície são seguras para ir, que sabemos que a espaçonave pode navegar, pegue uma amostra, e volte com segurança. Então, de todas as regiões seguras, quais são os mais cientificamente interessantes - com base no que chamamos de mapa de valor da ciência. O objetivo é ter uma compreensão completa da composição da superfície do asteróide e de qualquer variabilidade. Então, queremos encontrar um lugar para amostrar que achamos que tem a química orgânica mais original do início do sistema solar, e lugares em Bennu que podem ter uma assinatura de água seriam muito interessantes para provar.

p Atualmente, ainda estamos muito longe do asteróide e avançando lentamente para distâncias orbitais mais baixas. Alcançaremos a distância orbital para que o REXIS comece suas operações científicas em junho próximo. Então, O REXIS fará uma impressão digital da composição do asteróide em termos de seus elementos atômicos. Quando recebermos a amostra de volta, poderemos verificar se o REXIS acertou. Se nós fizéssemos, isso significa que podemos enviar um instrumento do tipo REXIS para qualquer lugar do sistema solar e obter uma impressão digital confiável da composição detalhada de que esses objetos são feitos.

p Se REXIS for bem sucedido, isso mostra que com um pequeno instrumento você pode obter grandes ciências. Nosso apelido para REXIS é, "o pequeno espectrômetro que poderia." p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.