ESA planlægger en mission til den mindste asteroide, der nogensinde er besøgt

ESA's planetforsvarende Hera-mission vil sætte ny rekord i rummet. Asteroideforskeren vil ikke kun være det første rumfartøj, der udforsker et binært asteroidesystem - Didymos-parret - men det mindste af disse to verdensletter, sammenlignelig i størrelse med Egyptens store pyramide i Giza, vil blive den mindste asteroide nogensinde besøgt.

På afstand, en asteroide ligner en anden, indtil du sammenligner dem direkte. Ved at kontrollere det velkendte skalakort udarbejdet af Planetary Society af alle asteroider og kometer, der hidtil er blevet undersøgt af rumfartøjer og den større Didymos-asteroide, ville det danne en beskeden prik, med sin mindre måne, der kæmper for at lave en enkelt pixel.

Didymos selv er kun 780 m på tværs – mindre end nogen asteroide besøgt af en anden sonde end den 350 m diameter Itokawa murbrokker, besøgt af Japans første Hayabusa rumfartøj og 500 m i diameter Bennu, omkring hvilken NASA's Osiris-REx-mission i øjeblikket er i kredsløb.

Det efterlader Didymos' kredsende måne 'Didymoon' som den mindste af alle asteroider, der er planlagt til robotinspektion, kun 160 m på tværs.

"Didymoons minimale størrelse bliver virkelig tydelig, når man ser på andre asteroider, " kommenterer Heras ledende videnskabsmand Patrick Michel, CNRS forskningsdirektør for Frankrigs Côte d'Azur-observatorium.

Patrick tjener også som medforsker og tværfaglig videnskabsmand på Japans Hayabusa2-mission til Ryugu-asteroiden, som er omkring 1 km i diameter:"Hayabusa2-billeder viser en stor kampesten nær Ryugus nordpol - og den enkelte kampesten har omtrent samme størrelse som Didymoon i sin helhed."

Menneskehedens første planetariske forsvarstest

Dens lille størrelse var årsagen til, at Didymoon blev valgt til et banebrydende planetarisk forsvarseksperiment. I 2022, NASAs DART-rumfartøj vil påvirke Didymoon i et forsøg på at ændre sin bane omkring sin større tvilling, at teste gennemførligheden af ​​asteroideafbøjning.

"Dette er ikke det første rumfartøj, der støder ind i en planetarisk krop, " tilføjer Patrick, "NASA's Deep Impact styrtede ind i kometen Tempel 1 i 2005, men ikke for at prøve at aflede det, i stedet skulle det blotlægge underjordisk materiale – kroppen med en diameter på 6 km var alt for stor. Men Didymoon er lille nok, og i en stram nok 12-timers kredsløb omkring sin forælder, at dens omløbsperiode faktisk kan ændres på en målbar måde."

Efter påvirkningen, Hera vil undersøge Didymos-asteroiderne i 2026 for at indsamle nøgleinformation, som ikke vil være tilgængelig fra jordbaserede observationer, inklusive Didymoons messe, dets overfladeegenskaber og formen på DARTs krater.

"Dette vil give os et godt skøn over virkningens momentumoverførsel, og dermed dens effektivitet som afbøjningsteknik, " forklarer ESA's Hera-projektforsker, Michael Küppers. "Dette er grundlæggende parametre for at muliggøre validering af numeriske nedslagsmodeller, der er nødvendige for at designe fremtidige afbøjningsmissioner. Vi vil bedre forstå, om denne teknik kan bruges selv til større asteroider, giver os vished om, at vi kunne beskytte vores hjemmeplanet, hvis det er nødvendigt."

Didymoon er meget relevant for sådanne tests, da den er i den mest risikable klasse af jordnære asteroider på grund af dens størrelse:større kroppe kan lettere spores, mindre kroppe vil brænde op eller gøre begrænset skade, mens en didymoon-størrelse kan ødelægge en hel region på vores planet.

Verdensletter med lav tyngdekraft

Didymos-systemet er også attraktivt med hensyn til bonusvidenskab, giver indsigt i dannelsen af ​​de binære filer, der udgør omkring 15 % af kendte asteroider.

"Didymos snurrer meget hurtigt, roterer en gang hver anden time, " siger Patrick. "Omkring dens ækvator, dens svage tyngdekraft kunne overvindes af centrifugalkraft, potentielt fører til, at materiale rejser sig fra overfladen - den førende teori om, hvor Didymoon kom fra. Så det ville være umuligt at lande på ækvator; du ville være nødt til at røre ved dens pæle i stedet.

"Didymoons lille størrelse betyder, at vi ved lidt om det, men vi antager, at den ville være spin-låst omkring sin forælder som Jordens måne, indebærer et langsommere spin svarende til dets omløbsperiode. Planen er at lande mindst én CubeSat der, selvom det vil kræve præcis navigation for at opnå dette. Asteroiden vil have noget i retning af en milliontedel af Jordens tyngdekraft, med en estimeret flugthastighed på kun 6 cm i sekundet, så en fare kan hoppe tilbage ud i rummet."

Patrick antyder, at objekter i Didymoon-klassen desuden kan vise sig at være optimale til planlagt asteroidminedrift:større kroppe er forholdsvis sjældnere, mens deres mindre ækvivalenter er mere tilbøjelige til at snurre hurtigt – forårsaget af gradvis opvarmning på grund af sollys.

Hera er i øjeblikket under undersøgelse for at blive præsenteret til godkendelse af ESA's Space19+ rådsmøde for europæiske rumministre. Det er planlagt til lancering i 2023.

Hera ville være ESA's næste mission til en lille krop efter Rosetta-kometjageren, drage fordel af den ekspertise, der er erhvervet under den 12-årige mission. Langsigtet planlægning er afgørende for at realisere fremtidige missioner, og at sikre den fortsatte udvikling af innovativ teknologi, inspirere nye generationer af europæiske videnskabsmænd og ingeniører.