Các cảm biến hồng ngoại trên mặt đất đã phát hiện ra chữ ký nhiệt của OSIRIS-REx khi nó lao xuống bầu khí quyển với tốc độ hơn 45.000 km/h, vào lúc 8:42 sáng MDT hôm nay. Cái nắp chứa mẫu 46 kg được tàu vũ trụ mẹ OSIRIS-REx lớn hơn nhiều thả xuống khi tàu vũ trụ đó bay ngang qua Trái Đất. Cái nắp đã va chạm vào không khí ngoài khơi bờ biển California, nhắm vào một điểm hạ cánh dù ở Khu thử nghiệm và huấn luyện Utah của Bộ Quốc phòng phía tây nam Salt Lake City. Ngay cả trước khi cái nắp hạ cánh, bốn máy bay trực thăng tìm kiếm đã cất cánh để đón nó, và mọi người ở NASA đợi chờ một cách hồi hộp để nghe rằng nó đã quay trở lại an toàn.
Nó đã làm được. Cái nắp đập xuống đất vào lúc 8:55 sáng MDT và các đội bay trực thăng đã vớt nó lên và đưa nó đến một phòng sạch trên căn cứ quân sự, chuẩn bị gửi nó đến Trung tâm Vũ trụ Johnson ở Houston.
Các nhà khoa học ở đó sẽ có rất nhiều thứ để xem xét. Được niêm phong bên trong cái nắp là 250 gm đá và bụi từ tiểu hành tinh Bennu – một hóa thạch 4,5 tỷ năm tuổi của hệ mặt trời cổ đại mà NASA đã dành hơn 800 triệu đô la và bảy năm để khám phá. Việc trả lại mẫu làm OSIRIS-REx trở thành tàu vũ trụ thứ ba – và là tàu Mỹ đầu tiên – thực hiện thành công thủ thuật thám hiểm tiểu hành tinh, sau khi Nhật Bản Hayabusa và Hayabusa 2 làm được điều đó vào năm 2010 và 2020. Hiểu được hóa học và lịch sử của bụi Bennu và bạn có thể hiểu được hóa học, lịch sử, thậm chí nguồn gốc của hệ mặt trời và Trái Đất – cũng như sự sống gọi hành tinh nhà của chúng ta là nhà.
“Nó đã nói lên lý do con người khám phá,” Rich Burns, giám đốc dự án OSIRIS-REx, nói. “Chúng ta có thể tìm hiểu về sự tiến hóa của hệ mặt trời, tại sao Trái Đất tồn tại ở trạng thái hiện tại, tại sao nó đặc biệt. Chúng ta có thể tìm ra câu trả lời cho câu hỏi chúng ta đến từ đâu.”
Thu thập mẫu Bennu không dễ dàng. Vào ngày 8 tháng 9 năm 2016, OSIRIS-REx (viết tắt của Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) cất cánh từ Mũi Canaveral theo đuổi xoắn ốc tiểu hành tinh Bennu. Tiểu hành tinh là một mục tiêu nhỏ – chỉ rộng 492 m – và quay quanh mặt trời theo quỹ đạo gần giống như Trái Đất. Ở xa nhất, nó cách chúng ta khoảng 300 triệu km. Cách trực tiếp nhất để đến đó sẽ là cắt ngang hệ mặt trời theo đường thẳng, chặn Bennu ở bên kia mặt trời. Nhưng điều đó sẽ nhìn thấy tàu vũ trụ tiếp cận thiên thạch ở góc 90 độ, lao qua với tốc độ 19.300 km/h. Điều đó tốt cho loại bay ngang ngắn, chụp ảnh mà các tàu vũ trụ Voyager thực hiện đối với các hành tinh bên ngoài trong những năm 1970 và 1980; tuy nhiên, nhiệm vụ OSIRIS-REx yêu cầu tàu vũ trụ không chỉ bay ngang qua Bennu, mà còn đi vào quỹ đạo lười biếng xung quanh nó. Để làm điều đó, con tàu phải thực hiện hai vòng quay hoàn chỉnh xung quanh mặt trời, từ từ bắt kịp tiểu hành tinh và khớp tốc độ và quỹ đạo của nó. Trong thời gian đó, OSIRIS-REx đã lắp đặt hơn 2 tỷ km trên đồng hồ đo của nó.
Vào ngày 3 tháng 12 năm 2018, tàu vũ trụ cuối cùng cũng bắt kịp Bennu và kích hoạt động cơ của nó để bay vào quỹ đạo xung quanh thiên thạch. Nó chỉ cần một cú thổi nhẹ động cơ để làm điều đó, và cũng sẽ chỉ cần ít như vậy để rời đi: lực hấp dẫn của Bennu – nếu nó có bất kỳ lực hấp dẫn nào – nhỏ hơn 100.000 lần so với Trái Đất. Định vị trong lực hấp dẫn yếu ớt của tiểu hành tinh, tàu vũ trụ bắt đầu một chiến dịch khảo sát từ xa, sử dụng nhiều dụng cụ trên tàu – bao gồm ba máy ảnh, một máy quang phổ hồng ngoại, máy quang phổ hình ảnh tia X và máy đo khoảng cách laser – để nghiên cứu thành phần khoáng chất và nguyên tố của Bennu. Nó cũng lập bản đồ chi tiết bề mặt tiểu hành tinh, tìm kiếm nơi thu thập mẫu của nó. Ở một số điểm, OSIRIS-REx bay ở độ cao chỉ 1,6 km so với Bennu – gần nhất bất kỳ tàu vũ trụ nào từng tiếp cận với bất kỳ vật thể nào nó đang quay quanh.
Tiếp cận gần đến vậy đi kèm với những nguy hiểm. Bennu quay trên trục của nó một lần mỗi 4,3 giờ – cho nó 2,15 giờ ban ngày hướng về phía mặt trời và 2,15 giờ ban đêm hướng về không gian. Trong những chuyển đổi đó, nhiệt độ ở bất kỳ điểm nào trên tảng đá dao động từ 116°C đến -73°C và ngược lại. Tất cả những thay đổi áp suất nhiệt đó tạo ra rất nhiều sự giãn nở và co lại của các tảng đá và mảnh vụn khác trên bề mặt – đủ để chúng, về cơ bản, nhảy khỏi bề mặt của Bennu.
“Nó cuối cùng trông giống như bỏng ngô,” Dante Lauretta, giáo sư khoa học hành tinh tại Đại học Arizona và nhà điều tra chính trong nhiệm vụ OSIRIS-REx, nói. “Mỗi lần chúng tôi nhìn, chúng tôi thấy đồ vật nổ tung khỏi bề mặt. Chúng tôi đang nói, ‘Ôi chúa ơi, đây có thể là môi trường nguy hiểm cho tàu vũ trụ. Chúng ta có thể phải lùi lại và thiết kế lại toàn bộ cuộc gặp gỡ.’” Cuối cùng, nhóm kết luận rằng điều đó sẽ không cần thiết. Không cần nhiều n