OSIRIS-REx准备返回小行星样本时团队正在观察天气

今年九月，在穿越太阳系数十亿英里之后，美国宇航局的OSIRIS-REx航天器将以非凡的方式飞越地球。当它经过时，它将释放一个迷你冰箱大小的胶囊，其中包含从位于地球和火星轨道之间的小行星收集的原始太空岩石样本。

OSIRIS-REx——起源、光谱解释、资源识别和安全——风化层探索者——是美国第一个从小行星收集样本的任务。科学家们希望，他们在2020年从小行星贝努(Bennu)收集到的原始物质——来自小行星表面的约半磅碎石和尘埃——将为了解45亿年前太阳和行星形成时提供一个窗口。

在此之前，样本的保护舱将承受两倍于熔岩的温度，以及进入地球大气层的人造物体有史以来第二快的速度。

在以大约36倍音速进入地球大气层后，太空舱在接近地表时最终可能会遇到风、雨和其他天气条件。不管天气如何，它都会降落在大盐湖沙漠，这是一片干旱的土地，以其夏季炎热的气温和盐滩而闻名，盐滩是古老湖床的遗迹，地面上覆盖着硬皮盐沉积物。

虽然大部分焦点将集中在航天器和着陆舱的技术方面，但科学家和气象学家团队也将密切监测天气，这可能会严重影响着陆舱的回收。

美国宇航局兰利分校进入、下降和着陆(EDL)团队的研究工程师埃里克·奎恩(EricQueen)表示：“七年前，在我们发射之前，太空舱的设计必须考虑到我们认为犹他州9月的所有天气条件。”研究中心位于弗吉尼亚州汉普顿。

虽然这个坚固的太空舱是为了不受闪电和冰等物体的影响而建造的，但“每次你在降落伞下着陆时，风可能是我们最担心的问题”，科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁公司EDL分析负责人马克·约翰逊(MarkJohnson)说。这是因为风速和风向可能会影响太空舱在盐湖城西南部国防部犹他州测试和训练靶场内36英里x8.5英里(58公里x14公里)目标的降落位置。

OSIRIS-REx飞行动力学负责人KennethGetzandanner表示，着陆范围被认为是“安全、受控区域”。“这里也是星尘号任务的着陆点，所以有遗产。”

像粘稠的水泥一样

OSIRIS-REx团队还对地面本身的条件进行了很多思考。夏末是沙漠的季风季节，因此大雨可能会浸透淤泥地面。如果需要越野车帮助直升机寻找和运输太空舱，湿水泥状的泥浆会使驾驶变得困难。

支持该任务的美国陆军气象学家埃里克·尼尔森说：“到季风季节结束时，我们应该知道我们收到了多少降水量以及盐滩的状况。”“邦纳维尔速度周(BonnevilleSpeedWeek)是一个很好的指标，这是一年一度的八月赛车活动。”由于一切顺利，“我们可能没问题。”

为了支持OSIRIS-REx任务，该团队将在着陆前几天部署气象气球。一次性气球可升到约60,000英尺(即18,288米)的高度，大约是商用喷气式飞机飞行高度的两倍。它们以每秒18英尺(5.5m)的速度上升，在冲入大气层之前传输有关温度、湿度、压力和风的数据。该任务将利用这些观测结果来估计该范围内可能的着陆位置。

交付将如何展开

当太空舱与OSIRIS-REx航天器分离时，太空舱漫长旅程的最后一段将开始，然后大约四小时后进入西海岸上空的地球大气层。这个重约100磅(45公斤)的太空舱以高超音速飞行，将依赖于一个保护进入系统，其中包括一个由轻质烧蚀材料制成的隔热罩，该材料是由美国宇航局位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心发明的，旨在承受极端温度。

雷达和红外跟踪系统将在下降过程中跟踪太空舱。当它于9月24日早上向东飞行时，包括来自休斯敦NASA约翰逊航天中心的一架高空WB-57研究飞机在内的几架飞机将使用视觉和热成像系统跟踪其旅程。

当太空舱在训练范围内展开锥套降落伞时，将以大约1,150英里/小时(1,850公里/小时)的速度行驶。圆形主降落伞将打开靠近地面以软化着陆。与其他设计不同，圆形形状不太可能被微风吹到，从而增加了胶囊下降时的阻力和稳定性。这减少了它被风吹离航线的可能性，这可能会使其更难在地面上被发现。

一旦着陆并由专业团队回收，样本将被转移到约翰逊的一个特殊实验室，在那里进行保存和研究。历史性的着陆也将被研究，以便为未来的太空交付提供信息。

尼尔森指出：“我们不会预测任何我们通常不会预测的事情，但今年秋天将会有很多目光关注我们沙漠的这个小角落。”“这比平时压力更大一些。”

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