Hvor intet rumfartøj har været før:Et tæt møde med binære asteroider

CU Boulder og Lockheed Martin vil lede en ny rummission for at fange det første nærbillede nogensinde af en mystisk klasse af solsystemobjekter:binære asteroider.

Disse kroppe er par af asteroider, der kredser om hinanden i rummet, meget som Jorden og månen. I en projektgennemgang den 3. sept. NASA gav officielt grønt lys til Janus-missionen, opkaldt efter den to-ansigtede romerske gud. Missionen vil studere disse asteroidekupletter i aldrig før set detaljer.

Det vil være et øjeblik for to:I 2022, Janus-teamet vil opsende to identiske rumfartøjer, der vil rejse millioner af miles for individuelt at flyve tæt på to par binære asteroider. Deres observationer kunne åbne et nyt vindue til, hvordan disse forskelligartede kroppe udvikler sig og endda brister fra hinanden over tid, sagde Daniel Scheeres, hovedefterforsker for Janus.

"Binære asteroider er en klasse af objekter, som vi ikke har videnskabelige data i høj opløsning for, " sagde Scheeres, fremtrædende professor i Ann og H.J. Smead Department of Aerospace Engineering Sciences ved CU Boulder. "Alt, hvad vi har på dem, er baseret på jordobservationer, som ikke giver dig så mange detaljer som at være tæt på."

Missionen, som vil koste mindre end $55 millioner under NASAs SIMPLEx-program, kan også være med til at indlede en ny æra af rumudforskning, sagde Lockheed Martins Josh Wood. Han forklarede, at Janus' tvillingerumfartøjer er designet til at være små og smidige, hver på størrelse med en håndbagagekuffert.

"Vi ser en fordel ved at være i stand til at krympe vores rumfartøj, sagde Wood, projektleder for missionen. "Med teknologiske fremskridt, vi kan nu udforske vores solsystem og løse vigtige videnskabelige spørgsmål med mindre rumfartøjer."

Janus ledes af University of Colorado Boulder, hvor Scheeres er baseret, som også vil foretage den videnskabelige analyse af billeder og data til missionen. Lockheed Martin vil klare, bygge og betjene rumfartøjet.

Fly forbi

For Lockheed Martin og Scheeres, Janus-missionen er det seneste skridt i en lang historie med at komme tæt på asteroider. De har begge spillet store roller, for eksempel, i NASA's OSIRIS-REx mission, som i øjeblikket er i kredsløb om asteroiden Bennu. Lockheed Martin byggede og understøtter operationer af rumfartøjet, mens Scheeres leder missionens radiovidenskabsteam.

"Dette partnerskab legemliggør to af universitetets største aktiver inden for rumfart, " sagde vicekansler for forskning og innovation, Terri Fiez. "Ved at kombinere de førsteklasses forsknings- og studerende forskere inden for rumfart på CU Boulder med evnerne hos industripartnere som Lockheed Martin gør det os i stand til at accelerere transformationsopdagelser ud på markedet for virkninger i den virkelige verden ."

Men binære asteroider, som repræsenterer omkring 15% af solsystemets asteroider, tilføj et nyt niveau af kompleksitet til historien om stenaffald i rummet.

"Vi tror, ​​at binære asteroider dannes, når du har en enkelt asteroide, der bliver snurret så hurtigt, at det hele deler sig i to og går gennem denne skøre dans, " sagde Scheeres.

Missionen vil mødes med to binære par – kaldet 1996 FG3 og 1991 VH – som hver viser en anden slags skør dans. Parret kaldte 1991 VH, for eksempel, er jokertegnet af de to med en "måne", der pisker rundt om en meget større primær asteroide efter et mønster, der er svært at forudsige.

Holdet vil bruge en række kameraer til at spore denne dynamik med hidtil usete detaljer. Blandt andre mål Scheeres og hans kolleger håber at lære mere om, hvordan binære asteroider bevæger sig - både rundt om hinanden og gennem rummet.

"Når vi ser dem tæt på, der vil være en masse spørgsmål vi kan besvare, men disse vil også rejse nye spørgsmål, " sagde han. "Vi tror, ​​at Janus vil motivere yderligere missioner til binære asteroider."

Lille og hurtig

Hele missionen, Træ tilføjet, er designet til at være så fleksibel og hårdfør som muligt.

Wood forklarede, at i løbet af det sidste årti, rumfartøjer er blevet mindre, efterhånden som forskere har henvendt sig til rumfartøjer på størrelse med pint, kaldet CubeSats og SmallSats for at indsamle data. Sådanne missioner skærer ned på omkostninger og forberedelsestid ved at bruge mere overkommelige hyldedele.

Janus' dobbelte rumfartøj, imidlertid, vil vove sig længere end nogen af ​​disse miniaturemissioner til dato. Efter sprængning i 2022, de vil først fuldføre et kredsløb om solen, før de går tilbage mod Jorden og slynger sig langt ud i rummet og ud over Mars' kredsløb. Det er en lang vej at gå for maskiner, der kun vejer omkring 80 pund hver.

"Jeg synes, det er en fantastisk test for, hvad der er opnåeligt fra rumfartssamfundet, " sagde Wood. "Og den Colorado-centrerede udvikling for denne mission, kombinerer rumtalentet fra både CU Boulder og Lockheed Martin, er et vidnesbyrd om de færdigheder, der er tilgængelige i staten."

Og, Træ tilføjet, holdet er klar til at komme i gang for alvor på missionen:Der er meget at gøre inden rumfartøjets opsendelse om kun to år.

"Vi ser denne udvikling til at mindre og mere dygtige rumfartøjer bliver et nøglemarked i fremtiden for videnskabelige missioner, " sagde Wood. "Nu, vi vil eksekvere og vise, at vi kan gøre det."