Jordens første mission til en binær asteroide, til planetarisk forsvar

Planlægning af menneskehedens første mission til et binært asteroidesystem er gået ind i sin næste konstruktionsfase. ESA's foreslåede Hera-mission ville også være Europas bidrag til et ambitiøst planetarisk forsvarseksperiment.

Opkaldt efter den græske gudinde for ægteskab, Hera ville flyve til Didymos-parret af nær-jord-asteroider:hovedlegemet på 780 m i diameter kredser om en 160 m måne, uformelt kaldet 'Didymoon', omtrent samme størrelse som den store pyramide i Giza.

"Sådan et binært asteroidesystem er det perfekte testbed for et planetarisk forsvarseksperiment, men er også et helt nyt miljø for asteroideundersøgelser. Selvom binære filer udgør 15 % af alle kendte asteroider, de er aldrig blevet udforsket før, og vi forventer mange overraskelser, " forklarer Hera-manager Ian Carnelli.

"Det ekstremt lave tyngdekraftsmiljø byder også på nye udfordringer for vejlednings- og navigationssystemerne. Heldigvis kan vi regne med den unikke erfaring fra ESA's Rosetta operationsteam, som er et utroligt aktiv for Hera-missionen."

Den mindre Didymoon er Heras hovedfokus:rumfartøjet ville udføre højopløsningsvisuelt, laser- og radiovidenskabelig kortlægning af månen, som vil være den mindste asteroide, der er besøgt hidtil, at bygge detaljerede kort over dens overflade og indre struktur.

Når Hera når Didymos, i 2026, Didymoon vil have opnået historisk betydning:det første objekt i solsystemet, der fik sin bane forskudt af menneskelig indsats på en målbar måde.

En NASA-mission kaldet Double Asteroid Redirection Test, eller DART, er på vej til at kollidere med den i oktober 2022. Nedslaget vil føre til en ændring i varigheden af ​​Didymoons kredsløb omkring hovedlegemet. Jordobservatorier over hele verden vil se kollisionen, men fra en minimumsafstand på 11 millioner km væk.

"Væsentlige oplysninger vil mangle efter DART-påvirkningen - det er her, Hera kommer ind, " tilføjer Ian. "Heras nærbillede vil give os massen af ​​Didymoon, formen af ​​krateret, samt fysiske og dynamiske egenskaber ved Didymoon.

"Disse nøgledata indsamlet af Hera vil gøre et stort, men enkeltstående eksperiment til en velforstået planetarisk forsvarsteknik:en, der i princippet kan gentages, hvis vi nogensinde får brug for at stoppe en indkommende asteroide."

Den traditionelle metode til at estimere massen af ​​et planetarisk legeme er at måle dets tyngdekraft på et rumfartøj. Det er ikke brugbart inden for Didymos-systemet:Didymoons gravitationsfelt ville blive oversvømmet af dets større partner.

I stedet, Hera-billeder vil blive brugt til at spore vigtige vartegn på overfladen på den større krop, 'Didymain', såsom kampesten eller kratere. Ved at måle 'slingren' forårsager Didymoon sin forælder, i forhold til det fælles tyngdepunkt for det overordnede to-kropssystem, dens masse kunne bestemmes med en nøjagtighed på over 90%.

Hera vil også måle krateret efterladt af DART til en opløsning på 10 cm, opnået gennem en række dristige forbiflyvninger, giver indsigt i overfladekarakteristika og indre sammensætning af asteroiden.

"Hera nyder godt af mere end fem års arbejde i ESA's tidligere Asteroid Impact Mission, " kommenterer Ian. "Dens hovedinstrument er en kopi af en asteroide-billedkamera, der allerede flyver i rummet – Framing-kameraet, der bruges af NASA's Dawn-mission, når det undersøger Ceres, som leveres af German Aerospace Center, DLR.

"Den ville også bære en 'laser radar' lidar til overfladeafstand, samt et hyperspektralt billedapparat til at karakterisere overfladeegenskaber. Ud over, Hera vil implementere Europas første dybe rum-CubeSats for at indsamle yderligere videnskab samt teste avancerede multi-rumfartøjer intersatellitforbindelser."

NASAs DART-mission har i mellemtiden bestået sin foreløbige designgennemgang og er ved at gå ind i sin 'Fase C' detaljerede designfase.