Di venerdì, 11 ottobre il team di OSIRIS-REx avrebbe dovuto prepararsi a puntare le proprie telecamere spaziali proprio sull'asteroide Bennu per catturare immagini ad alta risoluzione di una regione nota come Osprey. È uno dei quattro siti che gli scienziati stanno considerando da cui la navicella spaziale può raccogliere in sicurezza un campione alla fine del 2020.

Ma quella mattina presto, il team ha appreso che un impianto di telecomunicazioni vicino a Madrid aveva subito un'interruzione imprevista della rete. Parte della Deep Space Network (DSN) della NASA delle strutture di comunicazione dei veicoli spaziali globali, il complesso spagnolo ospita antenne radio giganti. Uno di questi era programmato per eseguire il ping di OSIRIS-REx per un download di dati critici.

Il download dei dati avrebbe dato il via a un processo di maratona di 24 ore noto come "aggiornamento tardivo" per prevedere la traiettoria del veicolo spaziale in tempo per un sorvolo di Osprey. Tra la litania di compiti complessi che il team di navigazione doveva svolgere quel giorno, c'era quello di scaricare le immagini di Bennu. Il team usa queste immagini per identificare i punti di riferimento sull'asteroide al fine di aggiornare la posizione e la velocità del veicolo spaziale.

Ma l'interruzione del servizio DSN ha minacciato di mandare fuori strada la missione.

Il team OSIRIS-REx ha identificato Osprey come uno dei siti più promettenti sulla superficie accidentata di Bennu, in base al suo terreno relativamente liscio e alla mancanza di grandi, massi potenzialmente pericolosi. Osprey si trova all'interno di un cratere largo circa 20 metri vicino all'equatore di Bennu.

Il 12 ottobre, gli ingegneri stavano progettando di raccogliere immagini critiche della superficie per valutare la popolazione di rocce di Osprey che potrebbe essere abbastanza piccola da essere ingerita nella testa di raccolta dei campioni di OSIRIS-REx quando il veicolo spaziale alla fine tocca Bennu l'anno prossimo. Questa valutazione è stata l'informazione chiave di cui il team aveva bisogno per scegliere il miglior sito di raccolta dei campioni tra gli ultimi quattro.

Il cavalcavia Osprey è stato il secondo dei quattro siti da rilevare durante la campagna di ricognizione. Avrebbe portato la navicella a poco più di mezzo miglio, o 1 chilometro, dalla superficie di Bennu. L'occasione persa di scaricare le immagini di Bennu l'11 ottobre significava che non ci sarebbe stato abbastanza tempo per seguire il consueto processo di 24 ore per aggiornare la posizione del veicolo spaziale al momento delle osservazioni critiche. Questo aggiornamento è necessario affinché le telecamere della navicella siano puntate correttamente su Osprey il 12 ottobre.

La mancanza delle osservazioni di Osprey avrebbe innescato un effetto domino di ritardi, disse Kenneth Getzandanner, OSIRIS-REx manager delle dinamiche di volo con sede presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Sapevamo che se non avessimo ottenuto i dati Osprey, non saremmo in grado di prendere una decisione sui nostri migliori siti per la raccolta dei campioni."

Non selezionare un sito campione avrebbe significato posticipare l'evento principale della missione l'anno prossimo:le poche ore di azione pungente che il team chiama TAG, che sta per "Touch-And-Go". Durante il TAG, la navicella dispiegherà il suo braccio robotico, tuffo alla superficie di Bennu, e raccogliere un campione di terra e rocce, o regolite in termini scientifici, di Bennu. In definitiva, la navicella consegnerà una capsula con il campione sulla Terra, lasciandolo cadere nel deserto dello Utah nel settembre 2023.

Per gli scienziati di tutto il mondo, la primitiva ghiaia di Bennu è un oblò per il primo sistema solare, quando gli asteroidi potrebbero aver avuto un ruolo nel fornire composti che formano la vita sulla Terra. Ritardare questa missione monumentale, una delle più ambiziose mai tentate, sarebbe costoso e demoralizzante per gli scienziati.

Così gli ingegneri di OSIRIS-REx hanno rapidamente escogitato un piano audace.

"Tipicamente, un pass DSN perso non causerebbe una tale confusione, ma la natura critica delle immagini ci ha fatto capire che dovevamo agire immediatamente, " ha detto Brennen Miller, un ingegnere di sistemi della Lockheed Martin Space Systems di Littleton, Colorado.

Il processo di aggiornamento della traiettoria di 24 ore è già ambizioso rispetto ad altre missioni. Ma il team ha deciso di ridurre l'intera procedura in meno di quattro ore per mantenere intatta la cronologia della missione. Tale procedura dovrebbe avvenire il 12 ottobre, la prossima finestra di opportunità avrebbero dovuto effettuare il downlink delle immagini chiave dal veicolo spaziale.

L'11 ottobre gli ingegneri hanno praticato il loro nuovo, routine ultra-veloce che hanno soprannominato "aggiornamento super tardivo". Dipendeva da ogni membro del team, come una staffetta, in attesa del loro turno per aiutare a eseguire il piano con spietata efficienza.

"La gente era piuttosto nervosa all'idea di comprimere la timeline di 24 ore, " ha detto Richard Burns, il project manager OSIRIS-REx di Goddard, "ma la squadra era molto esperta nell'eseguire aggiornamenti tardivi, quindi sapevamo di avere le persone giuste e gli strumenti giusti per realizzarlo".

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, ad esempio, 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.