Virtuelle flyvetimer til Hera asteroidemission

Datafusion til miljøkortlægning

For at kunne operere sikkert omkring Didymos har Hera en høj grad af autonomi ombord. Dens Guidance, Navigation and Control (GNC) system er designet til at fusionere data fra forskellige kilder for at opbygge et sammenhængende billede af dets omgivelser i en lignende tilgang til selvkørende biler.

"Den vigtigste datakilde vil være dets vigtigste Asteroid Framing Camera, hvis billeder bliver brugt både til videnskab og navigation," tilføjer Jesus. "Disse billeder vil blive kombineret med andre input for at lave et robust estimat af dens position, især missionens PALT-H laserhøjdemåler, som hopper ned af laserimpulser til asteroidens overflade, samt inertisensorer. Dette GNC-system er designet til at være betjenes manuelt fra jorden i starten, men når først Heras CubeSats er installeret, vil autonom navigation være nødvendig for at opfylde kernemissionens mål."

Under nærhedsoperationer vil Hera holde Didymos indrammet i sit kamera som et overordnet referencepunkt, der registrerer kontrasten mellem asteroidens kanter og det dybe rum omkring den. Den detekterede form vil blive sammenlignet med en forudsagt sfærisk model. Senere, når rumfartøjet kommer tættere på end omkring 10 km fra Didymos og mere end 2 km over Dimorphos, vil der blive brugt en billedbehandlingsteknik kaldet "center of brightness", der fokuserer på den gennemsnitlige position af soloplyste pixels, pga. mindre asteroides komplekse og usikre form.

Hyperbolske buer for at bevare position

Tyngdekraftsniveauerne for de to asteroider er for lave til, at rumfartøjet kan gå i kredsløb i nogen traditionel forstand. I stedet (hvis hun låner en teknik fra ESA's Rosetta-kometjager) vil Hera flyve i "hyperbolske buer" – der ligner en række skiftende forbiflyvninger, vendt af regelmæssige thruster-affyringer hver tredje til fjerde dag. I tilfælde af en normal mission vil denne mængde gentagne hastighedsændringer snart udtømme dens drivmiddeltanke, men tyngdekraften omkring Didymos er så lav, at Hera kun vil flyve med en typisk relativ hastighed på omkring 12 cm pr. sekund.

"Heras hyperbolske buer er designet således, at hvis en thruster-skyder har en lille fejl, så ville rumfartøjet alligevel holde sig på sikker afstand fra asteroiderne," tilføjer Jesus. "Men de lave hastigheder, der er involveret, betyder, at de orbitale manøvrer, der bringer Hera meget tæt på asteroiderne, skal udføres meget præcist, ellers kan der stadig være en kollisionsrisiko. Således inkluderer GNC et autonomt banekorrektionssystem, plus et autonomt kollisionsrisikoestimeringssystem bemyndiget til at udføre kollisionsundgåelsesmanøvrer efter behov."

Sporing af overfladefunktioner

Heras selvkørende autonomi vil virkelig komme til sin ret, da rumfartøjet nærmer sig asteroiderne senere i sin mission, forklarer Jesus, "Når vi kommer tættere på end 2 km, vil Dimorphos fylde kameraets synsfelt. Så kommer den mest ambitiøse navigationstilstand. af alt baseret på autonom overfladeegenskabssporing uden absolut reference. Dette vil være et spørgsmål om at afbilde de samme funktioner – såsom kampesten og kratere – i på hinanden følgende billeder for at få en fornemmelse af Heras højde og bane i forhold til overfladen.

Funktionsidentifikation og kortlægning vil også blive brugt til at udlede massen af ​​Dimorphos, selvom denne teknik vil blive udført fra jorden i stedet for ombord på rumfartøjet.

Mission-controllere vil måle den "slingre" måneletten forårsager til sin forælder, i forhold til det fælles tyngdepunkt for det overordnede Didymos-system. Dette vil blive opnået ved at identificere små meterskalavariationer i rotationen af ​​faste vartegn omkring dette tyngdepunkt over tid.

GNC-test af nogle af tilstandene i denne sidste eksperimentelle fase vil fortsætte efter opsendelsen for at forberede rumfartøjet forud for dets ankomst til Didymos i oktober 2026.

Leveret af European Space Agency