Il centro di controllo della missione presso la struttura di Lockheed Martin Space a Littleton, in Colorado, monitora con costante rigore i segnali di telemetria trasmessi dalla sonda OSIRIS-REx. Nella giornata del 20 ottobre 2020, la navicella affronta la fase operativa più critica dell'intera missione interplanetaria, la manovra di campionamento denominata Touch-And-Go sulla superficie dell'asteroide Bennu. Il veicolo ha abbandonato la propria orbita di stazionamento e ha configurato i pannelli solari nella caratteristica posizione sollevata a forma di Y, concepita per proteggere le celle fotovoltaiche da eventuali detriti o sollevamenti di polvere durante il contatto. Il braccio robotico lungo oltre tre metri è completamente esteso e orientato verso il suolo asteroideo.
I controllori di volo ricevono i pacchetti di dati con un ritardo di trasmissione superiore a diciotto minuti, causato dalla rilevante distanza spaziale che separa Bennu dalla Terra. Questa latenza rende impossibile qualsiasi controllo operativo manuale in diretta, imponendo che la sequenza di discesa sia gestita in totale autonomia dai computer di bordo della sonda. I sistemi utilizzano la tecnica di navigazione ottica guidata, confrontando costantemente le immagini in tempo reale rilevate dalla fotocamera di navigazione con la mappa tridimensionale ad alta risoluzione memorizzata in memoria.
La traiettoria richiede una precisione estrema per guidare il veicolo all'interno del sito prescelto, una ristretta depressione circolare denominata Nightingale, priva dei massi di grandi dimensioni che costellano la superficie dell'asteroide. La telemetria conferma il successo della manovra denominata Checkpoint, un'accensione calibrata dei propulsori ad assetto variabile che regola la velocità di discesa. Successivamente, a una quota di circa venti metri dal suolo, il computer di bordo comanda l'accensione di Matchpoint, sincronizzando la velocità e la rotta del veicolo con il moto di rotazione di Bennu.
La tensione in sala controllo si concentra sui sensori dell'accelerometro e del braccio articolato. La testa del meccanismo di campionamento tocca la superficie regolitica dell'asteroide. L'impatto meccanico innesca immediatamente l'apertura automatica di una bombola di azoto compresso. Il flusso di gas ad alta pressione penetra nello strato superficiale, sollevando e spingendo polveri e frammenti rocciosi all'interno del filtro di raccolta. Pochi secondi dopo il contatto, i propulsori di manovra si accendono alla massima spinta programmata per allontanare la sonda dal corpo celeste.
La telemetria di bordo conferma l'avvenuta riaccensione dei motori e il corretto tasso di allontanamento. OSIRIS-REx si sta muovendo in sicurezza verso lo spazio aperto, allontanandosi dalla nube di detriti sollevata durante il tocco. I controllori della missione avviano la sequenza di verifica dello stato della sonda, controllando le tensioni elettriche, il bilancio termico dei propulsori e i sottosistemi di comunicazione, prima di programmare le sessioni di trasmissione fotografica e le analisi giroscopiche per stimare la massa di materiale catturato nella camera di stoccaggio del veicolo.
La missione OSIRIS-REx ha trasformato radicalmente le teorie sulla formazione degli asteroidi di tipo carbonioso e sull'evoluzione del sistema solare interno. L'analisi dettagliata dei dati raccolti durante la permanenza attorno a Bennu, unita allo studio diretto dei campioni materiali portati a Terra nel 2023, ha rivelato che la superficie di questo corpo celeste presenta una coesione meccanica eccezionalmente bassa. Le rilevazioni dinamiche effettuate durante la manovra di contatto hanno mostrato che lo strato superficiale dell'asteroide si comporta quasi come un ammasso incoerente di materiale privo di attrito significativo. Il meccanismo di campionamento è penetrato nel terreno a una profondità molto superiora rispetto alle previsioni dei modelli teorici, dimostrando che i blocchi rocciosi e la polvere sono trattenuti unicamente da debolissime forze gravitazionali e da minime interazioni interparticellari.
I dati degli spettrometri di bordo e le successive analisi nei laboratori terrestri sui frammenti recuperati hanno confermato un'elevata concentrazione di minerali idrati, tra cui fillosilicati ricchi di acqua integrata nella matrice cristallina. Questa evidenza indica che la materia prima costitutiva di Bennu ha subito un'estesa alterazione idrotermale all'interno del corpo madre di grandi dimensioni da cui l'asteroide si è frammentato nelle prime fasi di storia del sistema planetario. L'acqua chimicamente legata rappresenta una testimonianza fondamentale dei processi chimici primordiali avvenuti prima della formazione dei pianeti interni.
Un altro risultato scientifico di rilevanza fondamentale riguarda la rilevazione e caratterizzazione di una vasta gamma di composti organici e molecole ricche di carbonio. Le analisi chimiche di precisione hanno identificato la presenza di amminoacidi primari, molecole aromatiche e sali carbonatati. La concomitanza di questi composti organici con i minerali alterati dall'acqua avvalora con forza l'ipotesi scientifica secondo cui l'impatto di asteroidi ricchi di carbonio sulla Terra primordiale possa aver fornito una quota consistente degli ingredienti necessari all'innesco della chimica prebiotica.
Oltre ai risultati geochimici e mineralogici, la missione OSIRIS-REx ha permesso di misurare sul campo l'effetto Yarkovsky con un livello di accuratezza mai raggiunto prima. La misurazione diretta della spinta termica generata dalla riemissione di radiazione infrarossa dalla superficie elio-riscaldata dell'asteroide ha consentito di verificare come questo fenomeno modifichi la traiettoria orbitale nel tempo. Questa quantificazione accurata ha migliorato in modo decisivo i modelli matematici per il calcolo delle orbite dei corpi potenzialmente pericolosi per la Terra, fornendo dati essenziali per le future strategie di difesa planetaria.
Infine, le mappe gravimetriche e la ricostruzione della densità media dell'asteroide hanno confermato la natura di Bennu quale cumulo di macerie altamente poroso e poco denso. L'eredità scientifica e metodologica del programma costituisce un modello imprescindibile per l'esplorazione robotica dei piccoli corpi celesti e la caratterizzazione dei materiali primordiali del nostro sistema solare.
