Již letos v létě čeká na sondu OSIRIS-REx úkol, který zatím žádná americká sonda nedělala – dotkne se povrchu planetky, odebere zde vzorky a vrátí se zpět (všichni věří, že tak učiní bezpečně). Od chvíle, kdy sonda dorazila k planetce Bennu však pozemním týmům nedává spát nečekaná výzva – jak zajistit bezpečný odběr na planetce, jejíž povrch je posetý balvany o velikosti domů. V řídícím středisku jsou však šikovní lidé, kteří umí improvizovat – rozhodli se použít balvany jako navigační body a vytvořili přesnou metodu, která by si s touto výzvou měla poradit.

OSIRIS-REx bude během sestupu určovat svou pozici podle porovnávání aktuálně pořízených snímků s útvary uloženými v paměti.
Zdroj: https://www.asteroidmission.org/

Původní plány počítaly s tím, že sonda během odběrného manévru TAG (Touch-And-Go) bude pomocí lidaru sledovat průběh svého sestupu.  Lidar je podobný radaru, jen k měření vzdálenosti nepoužívá radiové vlny, ale laser. Lidar na sondě OSIRIS-REx si poradí s navigováním sondy, která klesá do relativně bezpečného terénu. Odpovídá to dřívějším plánům na vytipování odběrné lokality o průměru 50 metrů. Realita ale ukázala mnohem horší podmínky – největší vhodná lokalita má průměr pouze 16 metrů – z hlediska plochy jde jen o zhruba 10 % původní lokality. Týmy tak poznaly, že potřebují mnohem přesnější metodu navigace, která sondě umožní zamířit na velmi malou lokalitu a vyhnout se potenciálním rizikům.

Tváří v tvář této výzvě se pozemní týmy rozhodly vsadit na novou navigační metodu označovanou zkratkou NFT (Natural Feature Tracking – sledování přirozených útvarů). NFT dokáže poskytnout mnohem podrobnější možnosti navigace než lidar a má být klíčem k dosažení takzvaného „Bullseye TAG“, tedy dosažení kontaktu sondy s povrchem na mnohem menší lokalitě. Jelikož jde o optickou navigační techniku, vyžaduje vytvoření palubního katalogu snímků s vysokým rozlišením.

Už na začátku letošního roku prováděla sonda takzvané průzkumné přelety nad primární i záložní odběrnou lokalitou, při kterých se přiblížila k povrchu až na 625 metrů. Během těchto přeletů kamery na palubě pořizovaly snímky obou lokalit z různých úhlů a za různých světelných podmínek. Tyto fotky následně vytvořily katalog dat pro NFT. Pozemní tým pak začal tento katalog procházet a hledal v něm kameny a krátery, které jsou unikátní pro odběrnou oblast. Před samotným odběrem pak dojde k nahrání těchto údajů do paměti sondy. Při samotném sestupu k povrchu bude palubní počítač autonomně porovnávat snímky v palubním navigačním katalogu s aktuálně během sestupu pořizovanými snímky. Při klesání k povrchu budou algoritmy NFT aktualizovat očekávaný bod kontaktu na základě pozice sondy vůči povrchovým útvarům.

Zjednodušená ukázka optického navigačního procesu NFT.
Zdroj: https://www.asteroidmission.org/

Pozemní týmy už vytvořili „rizikové mapy“ lokalit Nightingale a Osprey, ve kterých jsou zaneseny všechny povrchové útvary, které by mohly teoreticky poškodit sondu – ať už jde o velké kameny nebo prudké svahy. Odborníci využili data z katalogu snímků, ale i údaje, které naměřil laserový výškoměr OLA. Vznikla tak 3D mapa, která věrně odpovídá místní topografii. Tyto mapy dokumentující výšku kamenů a hloubku kráterů budou součástí NFT – nová metoda tedy nejen dokáže dosáhnout mnohem přesnějšího navedení do menší oblasti, ale také se postará o to, aby se sonda vyhnula potenciálnímu riziku. Pokud sonda během sestupu zjistí, že klesá způsobem, který skončí kontaktem v nebezpečné lokalitě, počítač automaticky zruší sestup a vzdálí se od povrchu. Pokud však výsledky ukáží, že ke kontaktu dojde v bezpečné oblasti, bude sestup pokračovat vstříc odběru vzorků.

K prvnímu ostrému testu systému NFT dojde už v dubnu, kdy sonda provede první nácvik sestupu. Částečné předběžné zkoušky ale proběhly už v rámci Orbitální fáze B na konci roku 2019 a výsledky ukazují, že NFT si v reálných podmínkách vede podle očekávání. S aktivním NFT se počítá i při druhém cvičném sestupu, který je zatím plánován na červen. Samotný odběr vzorků je zatím plánován na konec srpna. Sonda opustí planetku Bennu v roce 2021 a k doručení vzorků na Zemi se počítá v září 2023.

Přeloženo z:
https://www.asteroidmission.org/

Zdroje obrázků:
https://www.asteroidmission.org/wp-content/uploads/2018/12/Orbital-A-Beauty-Shot-768×432.png
https://www.asteroidmission.org/wp-content/uploads/2020/03/NFT-Companion-Image-sm.png
https://www.asteroidmission.org/wp-content/uploads/2020/03/NFT-Graphic-Final.png