Le 3 décembre 2018, les origines de la NASA, l'interprétation spectrale, l'identification des ressources et l'explorateur de régolithe de sécurité (Osiris-Rex) ont été rendues avec l'astéroïde quasi-terre (NEA) 101955 Bennu. Au cours des deux prochaines années, la mission a collecté des échantillons de roches et de régolithes à partir de la surface de l'astéroïde. Le 24 septembre 2023, la capsule de retour de la mission (SRC) est entrée dans l'atmosphère de la Terre et a été collectée par des scientifiques de la NASA. L'analyse de ces échantillons donne déjà un aperçu des conditions comme au cours du système solaire précoce.
Selon une étude récente, la trajectoire et le calendrier connues du retour du SRC ont fourni une rare opportunité d'enregistrer des signaux géophysiques produits par la capsule en utilisant une nouvelle méthode. Parce qu'il se déployait à des vitesses hypersoniques alors qu'il a volé dans l'atmosphère, le retour du SRC a produit un boom sonore qui a eu un impact sur le sol. En utilisant des interrogateurs de détection acoustique distribuée (DAS) et des câbles à fibre optique drapés en surface, l'équipe a effectué le premier enregistrement signalé d'une réintégration du SRC avec une technologie de détection de fibre optique distribuée.
L'équipe était dirigée par le Dr Carly M. Donahue et était composée de ses collègues de la Division des sciences de la Terre et de l'environnement du Los Alamos National Laboratory (LANL), ainsi que du Département de géosciences de la Colorado State University et du développeur de sensations distribué à fibre optique Silixa LLC. L'article qui détaille leurs résultats, « Détection d'une capsule spatiale entrant dans l'atmosphère de la Terre avec la détection acoustique distribuée (DAS) », récemment apparu dans la revue Lettres de recherche sismologique.
Depuis la fin de l'ère de l'Apollo, les scientifiques ont étudié les capsules de retour des échantillons qui rentrent dans l'atmosphère de la Terre. Ces études ont aidé les scientifiques à développer des méthodes sûres et efficaces pour les missions de rendement des échantillons et ont fourni un aperçu de l'entrée atmosphérique des météoroïdes et des astéroïdes. Jusqu'à présent, ces études ont utilisé des capteurs infraires et sismiques pour enregistrer les signaux géophysiques résultants. Cependant, le Dr Donahue et son équipe ont vu une opportunité depuis que la trajectoire et le calendrier du SRC de la mission Osiris-Rex étaient connus à l'avance.
Comme le Dr Donahue l'a dit à Universe aujourd'hui par e-mail, la rentrée a été l'occasion pour eux de tester les systèmes DAS avec des câbles à fibre optique pour enregistrer les effets géophysiques produits par le boom sonore. « Les systèmes DAS interrogeant une fibre optique sont encore relativement rares », a-t-elle déclaré. « Sachant à l'avance, la trajectoire précise nous a donné la rare opportunité de situer plusieurs interrogateurs du DAS près du point de chauffage le plus élevé et de capturer le boom sonore car il a eu un impact sur le sol. »
L'équipe a rapidement déployé deux interrogateurs du DAS et plus de 12 km (7,45 mi) de câbles à fibre optique drapés en surface. Leur réseau comprenait six paires de capteurs collocalisées en sismomètre, toutes réparties sur deux sites près de la ville d'Eureka dans le désert du Nevada. Comme l'a décrit le Dr Donahue:
« Une fois que l'équipe a compris les 4 bobines de fibre optique qui pesaient chacune plus de 100 kg, l'installation et la récupération de la fibre ont pris moins de temps que la mise en place des six fibres colocalisées à l'aéroport d'Eureka local. Fiber était situé le long d'un chemin de terre éloigné à Newark Valley. «
Avec l'aide de ce réseau, l'équipe a obtenu un profil étonnant de la flèche sonore lorsqu'elle a touché le terrain. Les interrogateurs du DAS ont enregistré une arrivée impulsive avec une coda étendue qui avait des caractéristiques similaires à celles enregistrées par les sismomètres et les capteurs infrasants. Alors que les capteurs traditionnels ne mesurent que les booms sonores qu'à un moment donné, le Dr Donahue a déclaré que les données de son équipe ont révélé comment le front d'onde du boom s'est transformé en un impact sur le terrain irrégulier du paysage du Nevada.
En plus d'être la première fois que ces méthodes sont utilisées pour enregistrer une rentrée SRC, les résultats de ce test pourraient avoir des implications significatives lorsqu'il s'agit de prédire les grèves potentielles des météores et des astéroïdes. Dit Dr Donahue:
« En ayant un éventail extrêmement dense de capteurs, le DAS a la possibilité de mieux caractériser la trajectoire et la taille d'un météore. La topologie (par exemple, les collines) du sol est connue pour avoir une influence sur le front d'onde enregistré à la surface de la terre.
Après l'achèvement de sa mission principale, l'Osiris-Rex, la NASA a préparé le vaisseau spatial pour la prochaine phase de sa mission. En 2029, le vaisseau spatial – nommé l'Osiris-APEX (Apophis Explorer) – se rendra avec l'astéroïde presque terrifiant 99942 Apophis et recueillera un autre échantillon.
