Spectral clustering tools applied to Ceres in preparation for OSIRIS-REx color imaging of asteroid (101955) Bennu
OSIRIS-REx小行星样本返回任务正在调查原始近地小行星（101955）Bennu。航天器上的MapCam仪器将获得数千张图像，这是一种基于八色小行星巡天（ECAS）的成像仪，带有四种颜色的滤光片：$b$ '（473 nm），$v$（550 nm），$w$（698 nm）和$x$（847 nm）。这套滤光片将允许识别和表征中心在700 nm处的吸收带，并与水合硅酸盐相关。在这项工作中，我们提出并验证了一个谱聚类方法的应用程序即将到来的MapCam图像的表面Bennu。我们的程序从图像的投影、校准和光度校正开始。在第二步中，我们应用K-means算法，并使用Elbow标准来识别自然聚类。这种方法使我们能够找到具有光谱相似性的不同区域，其特征在于光谱斜率$S$“和700 nm吸收带的中心和深度（如果存在）等参数。我们使用（1）来自NASA黎明任务的谷神星的图像来验证这种方法。特别是，我们分析了Occator陨石坑和Ahuna Mons。我们确定一个光谱集群-位于Occator陨石坑内部的外部-显示700 nm的水合带中心在698 $\pm$ 7 nm，深度为3.4 $\pm$ 1.0 \%。我们在陨石坑的近地表地质的背景下解释这一发现。
2019-03-27 astro-ph.EP
Characterization of Exogenic Boulders on Near-Earth Asteroid (101955) Bennu from OSIRIS-REx Color Images
在近地小行星（101955）Bennu上有少量明亮的巨石，最近被确定为来自小行星（4）Vesta的eucritic物质。在这一发现的基础上，我们探索了Bennu上外源巨石的全球存在。我们的分析集中在大于1米的巨石上，这些巨石在OSIRIS-REx任务的四色MapCam数据中显示出特征性的1微米辉石吸收带。我们确认存在类似于eucrites的外生巨砾，并发现eucrites与碳质材料的混合物也是一些巨砾的可能组成。一些外生巨石的光谱特性类似于普通球粒陨石（OC）的陨石，虽然这些陨石的实验室光谱比Bennu上测量的更高，这可以解释为粒度效应，存在冲击熔体，或由于灰尘涂层与碳质材料的光学混合。我们的蒙特卡罗模拟预测，OC质量的中位数量添加到母体的Bennu是0.055%和0.037%的体积的100和200公里直径的母体，分别。如果Bennu是母体和S型射弹均匀混合的副产品，那么OC材料的等效质量将是一个直径为36至40米（或体积为24 200至33 600立方米）的球体。根据MapCam数据估计的Bennu内陆的OC物质总量略高（91 000 - 150 000立方米）。
2021-04-23 astro-ph.EP
Study of the asteroid Bennu using geodesyANNs and Osiris-Rex data
小行星和其他小天体在太阳系往往有不规则的形状，由于他们的低重力。这种不规则性不仅适用于拓扑结构，也适用于潜在的地质，可能包含不同密度和材料的区域。拓扑结构可以从光学观测中得到，而物体的质量密度分布在某种程度上只能在其引力场中观察到。在一篇配套论文中，我们介绍了geodesyNets，这是一种神经网络方法，可以通过测量物体的引力场来推断物体的质量密度分布。在目前的工作中，我们将这种方法应用于小行星Bennu使用的奥西里斯雷克斯任务的真实数据。该任务不仅测量了奥西里斯雷克斯航天器本身的轨迹，还测量了许多暂时围绕Bennu运行的鹅卵石大小的岩石颗粒。从这些轨迹数据中，我们获得了Bennu质量密度的表示，并通过在所得重力场中传播训练过程中未使用的多个卵石来验证它。性能与均匀密度的多面体重力模型相当，但不需要形状模型。由于几乎不需要额外的信息，我们认为这是迈向自主的引力场反演的一步。
2021-09-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Orbit and Bulk Density of the OSIRIS-REx Target Asteroid (101955) Bennu
OSIRIS-REx小行星取样返回任务的目标小行星是（101955）Bennu（原1999 RQ $_{36}$），它是一颗半公里长的近地小行星，轨道受到非常严格的限制。从1999年到2013年的大量光学天体测量数据和1999年、2005年和2011年对Bennu的高质量雷达延迟测量揭示了Yarkovsky效应的作用，其平均半长轴漂移率为$da/dt = (-19.0 \pm 0.1)\times 10^{-4}$ au/Myr或$284\pm 1.5\;\rm{m/yr}$。这一结果的准确性关键取决于观测和动力学模型的保真度。作为一个例子，忽略地球在近距离接近过程中的相对论摄动会影响$da/dt$中具有$3σ$意义的轨道。轨道偏离纯粹的引力动力学使我们能够推导出雅科夫斯基效应的加速度，而Bennu的已知物理特性使我们能够独立地模拟热辐射引起的力。这两种分析的结合产生了体积密度为$ρ= 1260\pm70\,\rm{kg/m^3}$，这表明大孔隙率在$40\pm10$ %范围内的体积密度可能的模拟陨石，这表明一个碎石堆的内部结构。相关质量估计值为$(7.8\pm0.9)\times 10^{10}\, \rm{kg}$和$GM = 5.2\pm0.6\,\rm{m^3/s^2}$。Bennu的地球接近方法在1654- 2135年的时间间隔内是确定性的，超过这个时间间隔的预测是统计性…
2014-02-23 astro-ph.EP
Overcoming the Challenges Associated with Image-based Mapping of Small Bodies in Preparation for the OSIRIS-REx Mission to (101955) Bennu
OSIRIS-REx小行星样本返回任务是美国宇航局新前沿计划的第三个任务，也是美国第一个从小行星返回样本到地球的任务。OSIRIS-REx团队面临的最重要的决定是在小行星（101955）Bennu表面选择一个主要的采样点。任务的成功取决于确定一个安全的地点，并具有容易被航天器采样机制摄取的风化层。为了告知这一关键任务的决定，Bennu的表面使用OSIRIS-REx相机套件进行映射，图像用于开发几个基础数据产品。为获得这些数据产品所需的投入，需要专门制定观测战略，以克服与绘制小型不规则天体相关的挑战。我们提出了这些战略的背景下，评估候选样本网站在Bennu根据一个框架的决定，相对安全性，可采样性和科学价值在整个小行星的表面。为了创建有助于这些评估的数据产品，我们描述了OSIRIS-REx团队开发的基于图像的不规则小物体映射的最佳实践。我们强调的重要性，使用三维形状模型和身体固定的直角坐标的工作能力，当处理行星表面，不能唯一地解决身体固定的纬度和经度。
2018-10-23 astro-ph.EP
OSIRIS-REx: Sample Return from Asteroid (101955) Bennu
2011年5月，美国宇航局选择了起源、光谱解释、资源识别和安全-风化层探测器（OSIRIS-REx）小行星样本返回任务作为新前沿计划的第三个任务。另外两个新前沿任务是新视野号，它在2015年7月的一次飞越中探索了冥王星，并将于2019年1月1日飞越柯伊伯带物体2014 MU 69，以及朱诺号，这是一个正在研究木星起源，演化和内部结构的轨道任务。该航天器于2016年9月8日美国东部时间下午7点05分乘坐联合发射联盟Atlas V 411进化型一次性运载火箭前往近地小行星（101955）Bennu，进行了为期七年的旅程，从Bennu返回样本。该航天器处于一个向外巡航的轨道上，将于2018年8月与Bennu会合。航天器上的科学仪器将对Bennu进行调查，测量其物理，地质和化学特性，研究小组将利用这些数据在表面选择一个地点，收集至少60克的小行星风化层。该小组还将分析遥感数据，对样本地点进行详细研究，评估Bennus资源潜力，改进其与地球撞击概率的估计，并为在这颗小行星上收集的大量天文数据集提供地面实况数据。该航天器将于2021年离开Bennu，并于2023年9月24日将样本返回犹他州测试和训练靶场（UTTR）。
2017-02-22 astro-ph.EP
Physical Properties of OSIRIS-REx Target Asteroid (101955) 1999 RQ36 derived from Herschel, ESO-VISIR and Spitzer observations
2011年9月，赫歇尔空间天文台利用PACS光度计进行了一次观测活动，对小行星（101955）1999 RQ 36进行了远红外观测。Herschel观测数据与ESO VLT-VISIR和Spitzer-IRS数据一起通过热物理模型进行了分析，以得出1999年RQ 36的物理性质。我们发现这颗小行星的有效直径在480米到511米之间，形状略微拉长，半长轴比为a/b = 1.04，几何半径为0.045 + 0.015/-0.012，自转矢量在黄道纬度-70度到-90度之间。波长低于12微米的热辐射-源自太阳下的热区域-表明，1999 RQ 36的赤道区表面粗糙度可能有很大的变化，但需要进一步测量才能最终证明。我们确定该小行星的盘平均热惯量为Gamma = 650 Jm-2s-0.5K-1，3-sigma置信区间为350至950 Jm-2s-0.5K-1，相当于25143 Itokawa的观测结果，并暗示1999 RQ36具有类似的表面纹理，也可能是一个碎石堆。这一低丰度表明，1999 RQ 36很可能含有原始的富含挥发物的物质，与其光谱型一致，是OSIRIS-REx取样返回飞行任务的理想目标。
2012-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Unusual polarimetric properties of (101955) Bennu: similarities with F-class asteroids and cometary bodies
我们已经获得了小行星（101955）Bennu，大概是一个原始的近地天体（NEO），是美国宇航局的样本返回任务OSIRIS-REx的目标偏振测量。在我们的观测活动中，Bennu在各种照明条件下都可以从地球上看到，相位角在16到57度之间。Bennu与最近观测到的（3200）Phaethon和（152679）1998 KU 2一起，是在相位角间隔很宽的情况下以偏振方式观测到的原始近地天体的唯一实例。根据我们的偏振数据，我们建议，Bennu属于不寻常的F分类在80年代定义的类。根据之前的工作，F类包括具有彗星特征的物体。这一事实对于解释OSIRIS-REx探测该天体的结果非常重要。从偏振测量，我们还得到了Bennu的几何常数的估计：0.059 +/- 0.003。
2018-08-23 astro-ph.EP
The Cratering History of Asteroid (2867) Steins
利用2008年9月5日罗塞塔号飞越期间获得的OSIRIS图像，对主带小行星（2867）Steins的撞击坑历史进行了研究。为此目的，我们采用了目前的模型描述的形成和演变的主带小行星，提供率和速度分布的撞击。这些模型加上适当的陨石坑比例定律，使陨石坑的历史进行估计。因此，我们推导出Steins的陨石坑保留年龄，即自其形成或全球表面重置以来所经历的时间。我们还研究了各种因素的影响-如体积结构和陨石坑擦除-估计的年龄，跨度从几百万年到超过1Gyr，这取决于所采用的标度律和小行星的物理参数。此外，还发现了一个明显缺乏小于0.6公里的陨石坑，并解释为斯坦陨石坑记录的特殊演变的结果，可能与南极附近2.1公里宽的撞击坑的形成或YORP重塑有关。
2010-03-29 astro-ph.EP
Calibration and Performance of the REgolith X-Ray Imaging Spectrometer (REXIS) Aboard NASA's OSIRIS-REx Mission to Bennu
美国宇航局OSIRIS-REx小行星Bennu任务中的REgolith X射线成像光谱仪（REXIS）仪器是一项D级学生合作实验，旨在探测小行星表面的荧光X射线，以测量元素丰度。在2019年7月和11月，REXIS从终结者轨道收集了Bennu太阳照射表面的约615小时的综合曝光时间。正如Hoak等人（2021年）所报告的那样，REXIS数据不包含来自小行星的X射线荧光的明确信号，部分原因是观测期间太阳X射线通量较低。为了支持可检测的X射线信号的上限，可能提供的见解Bennu的风化层的属性的评价，我们提出了一个概述的REXIS仪器，它的操作，其在飞行中的天体物理X射线源校准的细节。这种校准包括在Bennu观测期间偶然探测到瞬态X射线双星MAXI J 0637 -430，表明REXIS在小行星上的操作成功。我们传达了一些经验教训，为未来的小行星表面的X射线光谱成像调查。
2021-10-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Phase reddening on asteroid Bennu from visible and near-infrared spectroscopy
自2018年12月以来，美国宇航局的OSIRIS-REx任务一直在近距离观测近地小行星（101955）Bennu。在这项工作中，我们调查光谱相位红化-也就是说，光谱斜率与相位角的变化-Bennu使用光谱获得的OSIRIS-REx可见光和红光光谱仪（OVIRS）覆盖的相位角范围为8-130 $^{o}$。我们在全球范围内调查这一过程，并为一些局部地区的利益（ROI），包括巨石，陨石坑，和指定的OSIRIS-REx任务的样品收集地点。Bennu的光谱斜率为负，这是典型的B-型小行星。光谱斜率以线性方式逐渐增加，直到相位角为90 $^{\circ}$，在此它接近零。光谱相位红化是单调的和波长相关的最高值在可见光范围内。在0.55-2.5 $μ$ m范围内，其系数为0.00044 $μ$ m $^{-1} ~deg^{-1}$。对于在高相位角（130 $^{\circ}$）下获得的Bennu观测，相位红化指数地增加。类似的行为在文献中报道的碳质球粒陨石Mukundpura在极端几何获得的光谱。一些ROI，包括样本采集地点Nightingale，具有比全球平均值更陡的相位红化系数，可能表明表面被具有高微观粗糙度的精细材料覆盖。Bennu的光谱相位红化效应与其他B型小行星的地面测量结果相似，但远低于谷神星或彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko等其他低轨道天体的观测结果。单调…
2020-11-18 astro-ph.EP
Comparison of optical spectra between asteroids Ryugu and Bennu:I. Cross calibration between Hayabusa2/ONC-T and OSIRIS-REx/MapCam
针对Hayabusa2/ONC-T与OSIRIS-REx/MapCam因定标靶标差异存在15%系统误差、无法准确比较Ryugu与Bennu光谱的问题，本研究以月球为共同标准完成两台仪器的交叉定标，给出Bennu各波段反射率上调系数，实现小于2%的比较精度。
2024-06-18 astro-ph.EP
Shape modeling technique KOALA validated by ESA Rosetta at (21) Lutetia
我们提出了一个比较我们的结果从地面观测小行星（21）Lutetia与成像数据期间获得的小行星的欧空局罗塞塔任务飞越。这次飞越提供了一个独特的机会，以评估和校准我们的方法确定的大小，三维形状，和旋转的小行星从地面观测。我们提出了我们的三维形状建模技术KOALA，这是基于多数据集反演。我们将KOALA在飞越小行星（21）Lutetia之前获得的结果与欧空局Rosetta航天器上搭载的OSIRIS相机在小行星与Lutetia相遇期间拍摄的小行星高空间分辨率图像进行了比较。发现用KOALA确定的自旋轴精确到2度以内，而KOALA直径测定值在Rosetta衍生值的2%以内。KOALA模型的3-D形状也通过两个3-D形状模型（KOALA飞行前和OSIRIS飞行后）之间壮观的视觉一致性得到证实。我们发现一个典型的偏差只有2公里，在当地尺度之间的配置文件从KOALA预测和OSIRIS图像，导致体积的不确定性提供KOALA优于10%。用于热红外数据解释的辐射测量技术也极大地受益于KOALA形状模型：可以高精度地导出绝对尺寸和几何尺寸，并且可以明确地确定热特性，例如热惯性。我们认为这是KOALA方法的验证。由于空间探索仍将仅限于少数几个物体，KOALA是利用地球观测研究更大范围的小天体的一种强有力的技术。
2011-12-27 astro-ph.EP
Hubble Space Telescope Observations of Active Asteroid (101955) Bennu
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
利用哈勃空间望远镜对活跃小行星Bennu进行高分辨率观测，未发现喷射物质，质量损失率远低于其他活跃小行星，表明许多小行星活动可能低于远程观测阈值，并估算了主带小行星的尘埃产生率。
2026-11-03 astro-ph.EP
Modeling optical roughness and first-order scattering processes from OSIRIS-REx color images of the rough surface of asteroid (101955) Bennu
美国宇航局\textquoteright的OSIRIS-REx任务研究的暗小行星（101955）Bennu有一个富含巨石和明显缺乏灰尘的表面，为研究粗糙颗粒介质中单次散射过程的作用提供了一个天然的实验室。我们的目标是定义光学粗糙度和其他散射参数，可能是有用的样品类似物的实验室制备，成像数据的解释，并将返回地球的样品的分析。我们依赖于一个半数值统计模型辅助数字地形模型（DTM）阴影射线跟踪，以获得散射参数在最小的表面元素允许的DTM（面\textasciitilde{} 10厘米）。使用马尔可夫链蒙特卡罗技术，我们解决了所有四波段图像的OSIRIS-REx任务\textquoteright的前四个候选样本网站，高精度激光测高DTM的反演问题。我们重建了每个参数的\emph{a posteriori}概率分布，并区分了初级和次级解。通过光度图像校正，我们发现，低和平均粗糙度斜率的混合最好地描述了Bennu的表面高达$90^{\circ}$相位角。我们检测到一个低的非零镜面反射率，也许表明暴露的表面上的亚厘米单晶夹杂物。我们报告了$27_{-5}^{\circ+1}$的平均粗糙度RMS斜率，$2.6_{-0.8}^{+0.1}\%$的镜面反射比，大约。$4.64_{-0.09}^{+0.08}\%$在550 nm处的单次散射散射，以及两种用于后向散射不对称因子的溶液，$ξ^{(1)}=-…
2020-10-08 astro-ph.EP physics.comp-ph physics.geo-ph
OSIRIS-REx Returned a Pristine Sample of Asteroid Bennu: Takeaways from the Mission's Contamination Control and Knowledge Program
OSIRIS-REx 任务确认贝努样本基本原始，仅 1.24% 受污染，通过系统污染控制与知识计划，识别了固有矿物，防止误弃数据，为未来任务提供经验。
2026-09-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Asteroid (101955) Bennu in the Laboratory: Properties of the Sample Collected by OSIRIS-REx
该研究分析OSIRIS-REx返回的贝努小行星样本，揭示其暗色碳质风化层特性、水蚀变矿物组成及独特同位素特征，证实样本返回对低密度材料研究的重要价值。
2024-04-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Compositional Diversity Among Primitive Asteroids
从紫外线到中红外线的光谱观测揭示了原始小行星之间新的诊断差异。我们回顾了这些小行星的光谱特征和推断的成分和物理性质。原始的小行星在整个带显示富碳化合物，不同程度的水蚀变，甚至表面冰;最近的观测提供了重要的新的限制成分，热惯性，和其他表面性质。原始小行星和行星际尘埃粒子之间新的中红外线联系表明，后者比陨石更大比例地采样主带小行星。与彗星组成的联系与原始小行星和彗星之间的连续性是一致的。OSIRIS-REx和Hayabusa 2这两个采样返回飞行任务将访问原始近地小行星。大多数航天器可进入的近地小行星起源于内部小行星带，其中包含几个原始小行星家族和这些家族以外的原始小行星背景。从这些家庭的初步结果提供了一个诱人的预览的性能预期在他们生产的小行星。到目前为止，内带的原始小行星分为两个光谱组。第一组包括Polana-Eulalia家族，尽管它们的动力学和碰撞复杂性，但它们表现出相当大的光谱均匀性。相比之下，Erigone和Sulamitis家族在光谱上是多样的，并且它们的大多数成员显示出清晰的0.7微米水合特征。两个样本返回目标（101955）Bennu和（162173）Ryugu，最有可能起源于Polana家族。
2018-09-04 astro-ph.EP
Internal rubble properties of asteroid (101955) Bennu
OSIRIS-REx任务对小行星（101955）Bennu的探索提供了对这颗碎石堆近地小行星的深入了解。特别是，测量的重力场和详细的Bennu形状模型表明其内部结构存在显着的不均匀性，与其中心的低密度相一致。在这里，我们结合重力反演方法与统计碎石堆模型，以确定构成Bennu的碎石的密度和尺寸频率分布（SFD）指数。最佳拟合模型表明，内部的SFD与表面上观察到的一致，累积SFD指数约为$-2.9$。碎石堆密度约为$1.35$ g/cm $^3$，对应于$12$ %大孔隙率。我们发现最大的碎石颗粒约为$145$ m，而最大的空隙约为$10$ m。
2021-08-23 astro-ph.EP
Arecibo Radar Observations of Near-Earth Asteroid (3200) Phaethon During the 2017 Apparition
我们报告了Arecibo S波段（2380 MHz; 12.6 cm）雷达观测近地小行星（3200）Phaethon在2017年12月出现时，Phaethon在地球的0.07 au内通过。分辨率为每像素75米的雷达图像显示，在赤道处有一个直径超过6公里的大致球形，有几个可辨别的表面特征，范围达数百米。其中包括一个可能的陨石坑，直径超过1公里，位于$^{\circ}$纬度30以下，以及一个靠近两极的大约600米的雷达黑暗区域。总体而言，法厄同的雷达图像让人想起OSIRIS-REx任务的目标（101955）Bennu。因此，法厄同的形状被怀疑有一个赤道脊，类似于其他几个雷达观测到的近地小行星的顶部形状模型，以及隼鸟2号航天器返回的（162173）Ryugu的光学图像。对雷达数据的初步分析没有发现卫星，也没有迹象表明在这些观测时有尘埃昏迷。
2019-02-03 astro-ph.EP
The Reflectance Spectra of CV-CK Carbonaceous chondrites from the Near Infrared to the Visible
碳质球粒陨石是迄今为止代表富含碳的小行星的唯一可用样品，为了将来能够与隼鸟2号和OSIRIS-Rex等飞行任务返回的样品进行比较，了解它们的物理特性非常重要。未来对小行星原始类别的定性，其中一些是样本返回任务的目标，需要更好地了解它们的矿物学，暴露于空间风化的后果，以及两者如何影响这些物体的反射行为。在本文中，两个化学相关的碳质方解石组，正是Vigrano（CV）和Karoonda（CKs）的反射光谱进行了测量和比较。现有的样品组包括抛光部分，显示不同的岩石类型：从3（非常低程度的热变质）到5（高度的热变质）。我们发现，反射特性和Cg小行星反射率类指向一个共同的南极水库的CV-CK小行星碰撞演变的比较。在这种情况下，CV和CK球粒陨石可能起源于221 Eos小行星家族，但由于其碰撞破裂，这两个球粒陨石群分别演化，经历了不同的热变质，退火和空间风化阶段。
2021-08-03 astro-ph.EP
SPH Simulations for Shape Deformation of Rubble-Pile Asteroids Through Spinup: The Challenge for Making Top-Shaped Asteroids Ryugu and Bennu
隼鸟2号和OSIRIS-REx航天器最近分别访问了小行星Ryugu和小行星Bennu，它们正在旋转顶部形状的瓦砾堆。地面雷达观测到了其他轴对称的顶部形状的近地小行星，其中大多数旋转接近解体旋转周期约3小时。这表明，通过旋转自旋引起的小行星变形产生了顶部形状。虽然以前的一些模拟使用离散元方法表明，旋转的碎石桩可能会产生扁圆形的顶部形状，它仍然不清楚什么样的条件，如组成材料的摩擦角和旋转的时间尺度所需的顶部形状的形成。本文通过对不同速率旋转颗粒体的光滑粒子流体动力学模拟，表明球形碎石桩在破碎前的旋转变形可以根据摩擦角θ d分为三种模式：当θ_{d} < 40 °时为准静态和内部变形，当θ_{d} <50 °时为动态和内部变形，地表滑坡的发生率为φ_{d} > 70度。注意，如果我们考虑在弱重力下碎石桩块体之间的粘聚力的影响，这些明显较大的内摩擦角值是可以接受的。θ_{d} < 60度的天体通过内部变形演化为扁球体，但从未形成定义顶形的明显赤道。相反，如果自旋上升的时间尺度小于几天，则θ_{d} > 70 °的天体通过轴对称表面滑坡变形为轴对称顶部形状。此外，通过时间尺度> 1个月的缓慢自旋上升，θ_{d} > 70度的天体通过局部滑坡变形为非轴对称形状。我们认为，快速自旋机制是最好的轴对称顶部形状的形成。
2021-04-28 astro-ph.EP
Quantifying Surface Heterogeneity Across Asteroid (101955) Bennu using Candidate Site Remote Sensing Data
University of Oxford（牛津大学）；NASA Goddard Space Flight Centre（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Southwest Research Institute（西南研究院）
通过OSIRIS-REx任务获取的可见光-近红外和热红外光谱，量化贝努表面在2-10米尺度上的矿物组成和物理性质异质性，发现不同采样点间水合指标和硅酸盐波段存在显著差异。
2026-06-12 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.AP
Detection of Rotational Acceleration of Bennu using HST Lightcurve Observations
我们在1999年和2005年从地面观测了近地小行星（101955）Bennu，并在2012年使用哈勃太空望远镜观测了它，以限制它的旋转速率。这些数据揭示了$2.64 \pm 1.05 \times 10^{-6} \mathrm{deg\ day}^{-2}$的加速度，这可能是由于Bennu的转动惯量的变化，或者由于YORP效应或其他角动量源而旋转。最佳解在Nolan et al.（2013）确定的周期的1 sigma内。OSIRIS-REx任务将在2019年独立确定旋转状态。这些测量应该显示旋转速率的变化是否是稳定的增加（例如，由于YORP效应）或其他一些现象。OSIRIS-REx科学小组测量的精确形状和表面特性将使人们能够更好地了解小型小行星旋转速率的变化。
2019-02-28 astro-ph.EP physics.geo-ph
Spin State Evolution of (99942) Apophis during its 2029 Earth Encounter
我们探讨了2029年地球遭遇小行星（99942）阿波菲斯的非主轴自旋状态的影响，利用最近的光学和雷达观测提供的精确轨道，自旋状态和惯性信息。通过分析小行星的轨道耦合和刚体姿态动力学，我们给出了小行星飞掠后可能的自旋状态范围。这些自旋态分布对于规划阿波菲斯观测活动和航天器任务，特别是OSIRIS-APEX，将是有价值的。模拟表明，引力引起的小行星翻滚周期和旋转角动量方向（极）的变化可能是显著和可测量的。对于目前的自旋状态和惯性估计及其不确定性，阿波菲斯很可能保持在短轴模式（SAM）翻滚状态，但其有效自旋率可能会减半或加倍。它的极点可能会移动10度或更多，并在经度上增加，同时向黄道面移动。这些自旋状态的变化对小行星的接近姿态和质量分布非常敏感。通过地面跟踪小行星的自旋状态，这种灵敏度将有助于完善质量分布知识。我们还讨论了这种突然的自旋状态改变阿波菲斯的Yarkovsky加速度和地球物理性质的影响，确定可能的途径，表面和内部的变化，最值得注意的是，如果阿波菲斯是一个接触二进制。比较从地面观测中获得的飞越前后惯性估计值将有助于评估可能的地球物理变化的程度。
2022-10-24 astro-ph.EP
A Review of Infrasound and Seismic Observations of Sample Return Capsules since the End of the Apollo Era in Anticipation of the OSIRIS-REx Arrival
本文为迎接OSIRIS-REx样品返回舱抵达，综述了阿波罗时代后样品返回舱重返的次声与地震观测研究，指出其可作为人造流星助力流星体大气飞行特性研究。
2023-10-02 astro-ph.EP physics.geo-ph
Physical and dynamical properties of the anomalous comet 249P/LINEAR
2016年1月3日、4日、6日和2月6日，在10.4米的加那利大望远镜中，OSIRIS仪器在可见光范围内获得了近地木星家族彗星（JFC）249 P/LINEAR的图像和低分辨率光谱，以及大谢菲尔德天文台0.4米望远镜获得的一系列图像。249 P的反射光谱与B型小行星相似。这颗彗星的绝对星等为$H_V=17.0\pm 0.4$，相当于半径约为1-1.3公里的几何星等$\sim 0.04-0.07$。从GTC图像使用蒙特卡罗尘埃尾代码的分析，我们发现，最大的尘埃喷射率的时间是在近日点前1.6天左右。我们可能正处于一种新的近地JFC的前面，它的源区不是遥远的外海王星种群，而是更近的小行星带。因此，249 P/LINEAR可能是所谓的主带彗星或活动小行星的近地对应物。
2017-04-15 astro-ph.EP
Widely distributed exogenic materials of varying compositions and morphologies on asteroid (101955) Bennu
使用OSIRIS-REx（起源，光谱解释，资源识别和安全风化层探测器）航天器上的多波段成像仪MapCam，我们确定了77个分布在B型小行星（101955）Bennu表面的外来物质。我们确定的基础上，吸收近1微米，这是无水硅酸盐的指示外生物质。外生物质的空间分辨望远镜相机PolyCam。所有这些物质都比它们的周围环境更明亮，并且它们以各种形态表达：均匀的，角砾岩状的，夹杂物状的等等。夹杂物样特征是最常见的。从MapCam图像中获得了77个位置中的46个位置的可见分光光度法。主成分分析表明，至少有两个趋势：（一）混合Bennu的平均光谱与一个强的1微米波段吸收，可能从辉石丰富的材料，和（ii）混合与一个弱的1微米波段吸收。具有强1微米特征的端元与Howardite-Eucrite-Diogenite（HED）陨石一致，而显示出弱1微米特征的端元可能与HED、普通陨石或碳质陨石一致。在几个可用的近红外反射光谱的变化强烈建议不同的成分之间的外源物质。因此，Bennu可能记录了其母体多次撞击的残留物，这些撞击可能发生在太阳系的早期历史中。此外，至少有一个外生天体的成分与在类似的小行星（162173）Ryugu上发现的外生物质不同，它们表明不同的撞击轨迹。
2021-09-03 astro-ph.EP
Spin-driven evolution of asteroids' top-shapes at fast and slow spins seen from (101955) Bennu and (162173) Ryugu
OSIRIS-REx和隼鸟2的近距离观测为目标小行星（101955）Bennu和（162173）Ryugu的形状演变过程提供了线索。它们带有赤道脊的扁圆形状，或所谓的顶部形状，可能是由于它们现在和过去的旋转条件而演变的。不同的形状演变方案先前提出; Bennu的顶部形状可能是由表面处理驱动的，而Ryugu的可能是由于大变形而形成的。这两种情况似乎不一致。在这里，我们回顾了早期作品中的结构分析，并填补了连接这些解释的空白。我们还采用了半解析技术计算的内聚强度分布在一个均匀旋转的三轴椭球体的整体破坏的顶部形状的机构。假设结构是均匀的，我们的半分析方法描述了不同旋转周期下失效区域的空间变化;表面区域在较长的旋转周期下最敏感，而内部在较短的旋转周期下结构性失效。这一发现表明，顶部形状的演变可能会因旋转和内部结构而有所不同，这可以解释Bennu和Ryugu顶部形状的不同演变情景。我们解释我们的结果作为顶部形状的各种演变过程的指示。
2020-08-10 astro-ph.EP
Thermal Alteration of Labile Elements in Carbonaceous Chondrites
碳质球粒陨石是太阳系中最古老的可供研究的行星物质之一。CI群的元素丰度与太阳光球层的元素丰度相似。特别感兴趣的碳质球粒陨石组合物是不稳定的元素，蒸发和流动有效地在后增生母体加热事件。因此，它们可以记录整个小行星演化过程中的低温蚀变事件。然而，行星材料中不稳定元素移动的确切性质是未知的。在这里，我们的特点是热引起的运动的不稳定元素S，As，Se，Te，Cd，Sb，Hg在碳质辉长岩进行实验模拟热变质过程中的挥发性元素动员。在低至500 K的温度下，该过程导致某些元素的明显损失。这项工作建立在以前的原始陨石实验室加热实验，并显示了球粒陨石成分的温度漂移的敏感性。在不同的陨石群中，S和Hg等元素对温度的反应最活跃。原始陨石中的不稳定元素活动对于量化太阳系历史早期小行星上发生的元素分馏至关重要。这项工作与保持OSIRIS-REx飞行任务小行星（101955）Bennu的原始样本和限制Bennu过去的轨道历史有关。此外，我们讨论了近地小行星表面过程的热效应，包括“岩石彗星”，如（3200）法厄同的热历史。这项工作对于限制从小行星风化层中提取的蒸发水中污染物的浓度也至关重要，这是未来持续的机器人和人类空间探索就地资源利用的一部分。
2018-12-07 astro-ph.EP
Very weak carbonaceous asteroid simulants I: mechanical properties and response to hypervelocity impacts
两个正在进行的样品返回空间任务，Hayabusa 2和OSIRIS-REx将从碳质近地小行星Ryugu和Bennu返回地球小行星风化层。导致风化层产生的两个主要过程是微陨石撞击和热裂解。在这里，我们报告的生产弱模拟材料，类似碳质陨石与CM样的组合物，Bennu和Ryugu的初步组成结果。这种小行星模拟物的抗压强度和抗弯强度分别为1.8+/-0.17和0.7+/-0.07 MPa。模拟物在室温下的热导率（在空气中）在0.43和0.47 W/m/K之间。为了区分由这些过程中的每一个产生的风化层的类型，我们提出和讨论的实验活动的结果集中在实验室超高速影响，使用2级轻气枪的肯特大学，模仿微陨石轰击。我们发现，这一过程产生monomineralic和multimineralic碎片，导致难以区分这两个过程，至少在这些弱材料。
2021-11-30 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Control of OSIRIS-REx OTES Observations using OCAMS TAG Images
本文利用 OCAMS 下降图像的摄影测量控制结果，经坐标变换与光线追踪修正 OTES 视轴表面截点，将其位置相对先验结果校正约 37 厘米。
2024-01-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Constraining the Thermal Properties of Planetary Surfaces using Machine Learning: Application to Airless Bodies
我们提出了一种新的方法来确定无空气物体的表面特性的测量发射的红外通量。我们的方法使用机器学习技术来训练，验证和测试神经网络表示的无大气物体给定形状模型，照明和观测几何的遥感器的热物理行为。该网络的热模拟发射的红外线通量的不同值的表面岩石丰度，粗糙度和风化层和岩石成分的热惯性值的数据集上进行训练。这些替代模型，然后用马尔可夫链蒙特卡罗贝叶斯反演观测到的红外通量的表面热特性。我们将该方法应用于小行星（101195）Bennu的模拟红外通量的反演-根据与NASA的OSIRIS-REx任务计划类似的观测几何-和小行星（25143）Itokawa的红外观测。在这两种情况下，都可以检索小行星的表面特性，如表面粗糙度、风化层和岩石成分的热惯性以及岩石的相对丰度;风化层和岩石成分的贡献被很好地分开。对于Itokawa的情况下，我们检索的岩石丰度约85%的卵石大于昼夜趋肤深度，这是约2厘米。岩石的热惰性被发现低于LL陨石的预期值，表明Itokawa上的岩石可能是断裂的。表面的平均热惯性约为750 $J s^{-1/2} K^{-1} m^{-2}$，风化层的热惯性测量值对应于约10 mm的平均风化层颗粒直径，与原位测量值以及先前研究的结果一致。
2019-02-22 astro-ph.EP
