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La OSIRIS-REx es una sonda espacial de la NASA cuyo objetivo fue alcanzar el asteroide Bennu, recoger una muestra del material de su superficie y volver a la Tierra para que esa muestra fuera analizada. Fue lanzada el 8 de septiembre de 2016 desde cabo Cañaveral, Florida, Estados Unidos. por medio de un cohete Atlas V 411. Poco más de una hora después del lanzamiento, la sonda se separó de la última etapa del cohete y quedo en una órbita solar. La sonda tiene una masa al lanzamiento de 2110 kilogramos, de los cuales 1230 corresponde al combustible. El cuerpo de la sonda medía aproximadamente tres metros, sin embargo, con los paneles solares desplegados su envergadura total es mayor de seis metros. Dichos paneles fueron capaces de generar entre 1226 y 3000 vatios de potencia

El nombre es el acrónimo de Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer. La sonda llegó al asteroide el 3 de diciembre de 2018, lo cartografió y analizó durante varios meses y, en julio de 2020, empezó la recogida de muestras por medio de un brazo retráctil que alcanza la superficie del asteroide. El brazo de la sonda tocó la superficie y eyectó un chorro de nitrógeno gaseoso para arrastrar porciones de regolito que fueron capturadas por un filtro y guardadas dentro de la Cápsula de Retorno de Muestras. El cargamento de nitrógeno fue suficiente como para realizar tres intentos en los cuales se pretendió obtener un mínimo de 60 gramos y un máximo de 2 kilogramos de material del asteroide. El contacto entre la sonda y el asteroide duraría apenas cinco segundos por intento. Después de obtener las muestras la sonda emprendió el camino de vuelta a la Tierra el 10 de mayo de 2021 y llegó a la Tierra el 24 de septiembre de 2023, separando la cápsula de retorno de muestras para que aterrizara mediante el accionamiento del paracaídas. La sonda posteriormente seguirá en una órbita heliocéntrica.

Poco después de su llegada al asteroide, la sonda detectó presencia de agua en arcillas de su superficie (en forma de hidroxilos). Por el tamaño del asteroide se sabe que nunca pudo contener agua líquida en su superficie, por lo que se especula que pudo haberse desgajado de un asteroide mayor.

La sonda poseía tres cámaras. Una de ellas de largo alcance llamada PolyCam, para obtener imágenes del asteroide desde una distancia de 2 millones de kilómetros, también imágenes de alta resolución del lugar del que sea obtenida la muestra. La segunda cámara, llamada MapCam, haría una cartografía de todo el asteroide con imágenes en color. Adicionalmente documentará fragmentos y rocas que estén en la órbita del asteroide. La tercera cámara, llamada SamCam, documentó el momento en que el brazo de la sonda realizó la maniobra de obtención de material de la superficie.

Además del análisis de la muestra, la sonda tuvo el objetivo de estudiar el asteroide, obteniendo datos sobre el origen del sistema solar, y por otro lado tener mayores datos sobre asteroides que tienen posibilidad de estrellarse contra la Tierra para evitarlo o mitigar sus efectos.

El coste de la sonda fue de aproximadamente 800 millones de dólares, y perteneció al programa New Frontiers de la NASA (la tercera sonda de este programa). En ese programa las misiones tienen un costo de aproximadamente mil millones de dólares y se sitúan entre las Discovery, más baratas, y las Flagship, más costosas.

Un primer resultado de la exploración del asteroide resultó sorpresivo: debido a la muy baja gravedad y la alta velocidad de rotación, guijarros de su superficie son expulsados del asteroide, regresando luego o poniéndose en órbita.

La maniobra de obtención de la muestra se realizó de la siguiente manera: la sonda describió una órbita de acercamiento al asteroide, de forma que tuvo la misma dirección que el movimiento de rotación de dicho cuerpo y realizó una cuarta órbita, momento en el que se acercó a la superficie. El brazo estuvo desplegado en todo momento, apuntando siempre en dirección al asteroide. En cuanto el brazo tocó la superficie se produjo la obtención de la muestra y la sonda se alejó de manera inmediata en dirección casi vertical respecto al asteroide.

Cuando se produjo el contacto, un resorte en el brazo amortiguó la inercia del golpe, posándose sobre la superficie la esponja que obtuvo la muestra. En ese momento se accionó el chorro de nitrógeno que arrastró material del asteroide hasta los filtros. La muestras tomadas abarcaron aproximadamente 26 centímetros cuadrados de la superficie del asteroide.

Cuando concluyó la obtención, la sonda se alejó con un empuje de 0.7 metros por segundo y cuando estuvo a una distancia segura se enviaron los datos y se evaluará la maniobra, que fue grabada en su totalidad por la cámara SAMCAM.

Desde la llegada al asteroide Bennu, el 3 de diciembre de 2018, la sonda empezó el estudio del asteroide. Se descubrió que el asteroide es una acumulación de escombros, con objetos de diferentes tamaños. Eso causó una gran preocupación en los controladores de la sonda, pues esperaban encontrar amplias zonas para realizar la recolección de muestras (regolito).

Otro descubrimiento fue que pequeños guijarros eran despedidos del asteroide, desde el ecuador, regresando a la superficie, pero algunos quedándose en órbita. Ese fenómeno, aunque se conocía su posibilidad teórica, resultó una sorpresa. La observación la realizó la sonda, por medio de su cámara NavCam, el 19 de enero de 2019. La causa de ese fenómeno radica en la baja gravedad, sumada a la rápida rotación, por lo que un guijarro puede ponerse en órbita si adquiere una velocidad baja, por ejemplo, rodando por una de sus laderas (la atracción gravitatoria en la superficie del asteroide es de sólo 8 millonésimas de g, (es así en los polos) pero en el ecuador, debido a la rotación de 4276 horas, la atracción se reduce a 3 millonésimas de g).

Los planes iniciales de la NASA eran realizar el primer muestreo a fines de agosto de 2020; El evento de recolección de muestras Touch-and-Go (TAG) planeado originalmente por la NASA estaba programado para el 25 de agosto de 2020, pero se reprogramó para el 20 de octubre de 2020. El 15 de abril de 2020, se realizó con éxito el primer ensayo de recolección de muestras en el sitio de muestreo de Nightingale. Ese cráter presentó el mayor enrojecimiento espectral de toda la superficie, lo que indicó que se trata de la región más fresca o menos alterada por efectos del space weathering y fue el motivo de su elección. El ejercicio llevó OSIRIS-REx a una distancia de 65 metros de la superficie antes de realizar una quemadura de retroceso. Un segundo ensayo se completó con éxito el 11 de agosto de 2020, llevando OSIRIS-REx a 40 metros de la superficie. Ese fue el ensayo final antes de la recolección de muestras programada para el 20 de octubre de 2020.

El 20 de octubre de 2020, OSIRIS-REx tocó con éxito Bennu. La NASA confirmó a través de imágenes de video que el muestreador hizo contacto al día siguiente, después de haber aplastado algunas de las rocas en la superficie del asteroide a solo 0.91 metros del sitio objetivo como se deseaba para obtener partículas lo suficientemente pequeñas como para ser recolectada por la muestra, aunque tomaría algunos días verificar la cantidad recolectada.

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