Sonda kosmiczna Hera należąca do ESA rozpoczęła przełomową misję do układu podwójnego asteroid Didymos, aby ulepszyć techniki obrony planetarnej.
Ta misja następuje NASAudana misja DART, która zmieniła orbitę księżyca Didymosa, Dimorphos. Hera przeprowadzi dogłębne badania, aby zrozumieć i udoskonalić metodę uderzenia kinetycznego w przypadku odchylenia asteroidy, mając na celu przekształcenie uderzenia asteroidy z poważnego zagrożenia w zdarzenie, któremu można zapobiec.
Wystrzelenie statku kosmicznego Hera należącego do ESA
The Europejska Agencja KosmicznaPierwszy statek kosmiczny obrony planetarnej, Hera, opuścił planetę Ziemia. Jej celem jest wyjątkowa asteroida spośród ponad 1,3 miliona skatalogowanych w naszym Układzie Słonecznym – jedyna, której orbita została zmieniona w wyniku interwencji człowieka. Misją Hery jest odkrycie trwałych tajemnic tego odchylenia.
Poszerzając naszą wiedzę naukową na temat metody „uderzenia kinetycznego” w przypadku odchylenia asteroidy, Hera stara się chronić naszą planetę. Misja ta wpisuje się w szerszy cel, jakim jest przekształcenie zagrożenia uderzeniami asteroidy w klasę klęsk żywiołowych, którym można zapobiec.
Opracowana w ramach programu bezpieczeństwa kosmicznego ESA i współdzieląca dziedzictwo technologiczne z należącym do Agencji łowcą komet Rosetta, Hera wystartowała w przestrzeń kosmiczną SpaceX Falcon 9 ze stacji sił kosmicznych Cape Canaveral na Florydzie, USA, 7 października o 10:52 czasu lokalnego (16:52 CEST, 14:52 UTC) z panelami słonecznymi rozłożonymi około godzinę później.
Bliższe spojrzenie na planetoidy podwójne
Hera wielkości samochodu osobowego przeprowadzi pierwsze szczegółowe badanie „podwójnej” – czyli dwuciałowej – asteroidy 65803 Didymos, wokół której krąży mniejsze ciało Dimorphos. Hera skupi się głównie na mniejszej z nich, której orbita wokół większej asteroidy została zmieniona w wyniku misji NASA Double Asteroid Redirection Test (DART), która zademonstruje odchylenie asteroidy w wyniku uderzenia kinetycznego w 2022 roku.
„Obrona planetarna to przedsięwzięcie z natury międzynarodowe i naprawdę się cieszę, że należący do ESA statek kosmiczny Hera znajduje się na czele europejskich wysiłków na rzecz ochrony Ziemi. Hera to odważny krok w zwiększaniu zaangażowania ESA w obronę planetarną” – powiedział dyrektor generalny ESA Josef Aschbacher.
Łącza te zostaną wykorzystane nie tylko do komunikacji, ale także do precyzyjnej oceny względnego położenia i prędkości Hery i jej dwóch CubeSatów. Zostanie to osiągnięte poprzez pomiar niewielkiego stopnia przesunięcia Dopplera w ich sygnałach linii wzroku, ujawniając odpowiadającą im prędkość ruchu. Źródło: Biuro Naukowe ESA
Innowacje technologiczne w kosmosie
Hera przeprowadzi także wymagające eksperymenty z zakresu technologii głębokiej przestrzeni kosmicznej, w tym rozmieszczenie podwójnych satelitów „CubeSat” wielkości pudełka po butach, aby przeleciały bliżej docelowej asteroidy i manewrowały w ultraniskiej grawitacji, aby uzyskać dodatkowe dane naukowe przed ostatecznym lądowaniem. Główny statek kosmiczny podejmie także próbę samodzielnej nawigacji wokół asteroid w oparciu o śledzenie wizualne.
Wystrzelenie misji i podróż w przestrzeń kosmiczną nadzoruje Europejskie Centrum Operacji Kosmicznych ESA w Darmstadt w Niemczech.
„Hera wreszcie udaje się do Didymos; dzisiaj piszemy nową kartę w historii kosmosu” – powiedział kierownik misji Hera, Ian Carnelli. „Ta misja kosmiczna nabrała kształtu od podpisania kontraktu do wystrzelenia w ciągu zaledwie czterech lat, co stanowi świadectwo ciężkiej pracy i poświęcenia zespołu Hera w ESA, europejskim przemyśle, nauce i japońskiej agencji kosmicznej JAXA.”
„Ale podstawowa idea misji obrony planetarnej opartej na jednym statku kosmicznym uderzającym w asteroidę i drugim, który gromadzi dane, sięga dwudziestu lat wstecz, a znaczący wkład wniósł nieżyjący już profesor Andrea Milani, pionier w monitorowaniu ryzyka asteroid, którego nazwisko ma został wypożyczony do jednego z dwóch pokładowych CubeSatów Hery.”
ESA wraz z NASA i innymi agencjami partnerskimi obserwuje niebo, aby identyfikować i śledzić niebezpieczne asteroidy. Ale jeśli zauważono nadchodzące ciało, co by było, gdyby można było zrobić wszystko, aby je zatrzymać?
Obserwacje z ziemi
Misja NASA DART została stworzona, aby pomóc odpowiedzieć na to pytanie. 26 września 2022 roku sonda kosmiczna DART dokonała pierwszego w historii odbicia asteroidy przez ludzkość, celowo zderzając się z Dimorphos, księżycem wielkości Wielkiej Piramidy większej asteroidy Didymos o rozmiarach górskich, zmieniając swoją orbitę.
Na podstawie obserwacji z Ziemi, DARTowi udało się skrócić okres orbity Dimorphos wokół Didymos o 33 minuty, czyli prawie 5% jego pierwotnej wartości, jednocześnie wyrzucając pióropusz gruzu na tysiące kilometrów w przestrzeń.
Badanie wyników wpływu
Pozostaje jednak wiele niewiadomych dotyczących zdarzenia, które naukowcy muszą rozwiązać, aby pomóc w przekształceniu tej metody odchylania asteroidy polegającej na „uderzeniu kinetycznym” w dobrze poznaną i niezawodnie powtarzalną technikę obrony planetarnej. Jak duży był krater pozostawiony po uderzeniu DART i czy cała asteroida uległa zmianie? Jaka jest mineralogia, struktura i dokładna masa Dimorphos?
Z korpusem głównym w kształcie sześcianu o średnicy około 1,6 m i otoczonym przez bliźniacze skrzydła słoneczne o długości 5 m, statek kosmiczny Hera stanowi wkład ESA w tę międzynarodową współpracę w zakresie obrony planetarnej. Gdy za dwa lata dotrze do podwójnej asteroidy Didymos, misja przeprowadzi z bliska „badanie miejsca katastrofy”, aby zgromadzić całą potrzebną wiedzę.
Perspektywy na przyszłość w obronie planetarnej
„Zdolność Hery do dokładnego badania celu asteroidy będzie właśnie tym, czego potrzeba do operacyjnej obrony planetarnej” – wyjaśnia Richard Moissl, kierujący Biurem Obrony Planetarnej ESA. „Można sobie wyobrazić scenariusz, w którym szybko zostaje wysłana misja zwiadowcza w celu oceny, czy potrzebne są dalsze działania związane z odbiciem. Wkrótce powinniśmy powtórzyć to ćwiczenie z naszymi Ramzes statku kosmicznego, proponowaną misję obrony planetarnej mającą na celu spotkanie z asteroidą Apophis podczas jej bliskiego podejścia do Ziemi w 2029 r.”.
W rozwój misji Hera zaangażowanych było około 100 europejskich firm i instytutów z 18 państw członkowskich ESA. Firma OHB System AG przewodziła konsorcjum przemysłowemu i odpowiadała za całościowy projekt statku kosmicznego, jego rozwój, montaż i testowanie.
Hera przeprowadzi najbardziej szczegółową jak dotąd eksplorację układu podwójnego planetoid. Chociaż układy podwójne stanowią 15% wszystkich znanych planetoid, żadna z nich nie została nigdy szczegółowo zbadana. Ponadto asteroida Dimorphos jest najmniejszym obiektem odwiedzonym dotychczas przez misję kosmiczną, podczas gdy Didymos jak na swoje rozmiary to szybki obiekt wirujący, który ze względu na swoje wymiary zbliża się do granic stabilności strukturalnej.
Pionierskie badania podpowierzchniowe planetoid
Sonda Milani CubeSat, opracowana dla ESA przez włoski przemysł pod przewodnictwem Tyvak International, będzie badać skład mineralny Dimorphos i otaczającego go pyłu, natomiast Juventas CubeSat, wyprodukowany przez konsorcjum pod przewodnictwem Luksemburga w ramach GOMspace, wykona pierwszą podpowierzchniową sondę radarową asteroida. Pod koniec sześciomiesięcznego przeglądu asteroid Hera przetestuje także eksperymentalny tryb samodzielnego prowadzenia, który umożliwi autonomiczne poruszanie się po asteroidach w oparciu o monitorowanie cech powierzchni.
Naukowiec z misji Hera z ESA, Michael Kueppers, komentuje: „Pod koniec misji Hera para Didymos powinna stać się najlepiej zbadanymi asteroidami w historii, pomagającymi zabezpieczyć Ziemię przed zagrożeniem ze strony nadlatujących asteroid”.
Główny badacz Hery, Patrick Michel, dyrektor ds. badań w CNRS / Observatoire de la Côte d’Azur, dodaje: „Działanie DART było jak pierwszy epizod kosmicznej przygody – spektakularny błysk widziany w przestrzeni kosmicznej, który pozostawił naukowców z pytaniem: co się stało Następny?”
„Teraz Hera jest w drodze w następnym odcinku, aby zamienić krótkie przebłyski asteroid Didymos, które przesłała nam misja DART, w szczegółowe badanie, obiecując nam świeże spojrzenie na proces zderzeń planet – który był jednym z podstawowe mechanizmy tworzące Układ Słoneczny, jaki znamy.”
Start misji Hera przeznaczonej do obrony planetarnej ESA to dopiero początek… Po jej wystrzeleniu nastąpi dwuletni rejs do układu podwójnego planetoid Didymos. Następnie nastąpi sekwencja manewrów w przestrzeni kosmicznej, w tym przelot obok Mars nabrać dodatkowej prędkości, aby pomóc w spotkaniu z Didymosem. Źródło: ESA – Europejska Agencja Kosmiczna
Podróż trwa
Dzisiejszy start umieścił Herę na trajektorii bezpośredniego odlotu od Ziemi, rozpoczynając dwuletnią fazę rejsu. Po zaplanowanym na przyszły miesiąc manewrze nastąpi przelot obok Marsa w marcu 2025 r., co zapewni statkowi kosmicznemu dodatkową prędkość przed ostatecznym spotkaniem z Didymosem. Podczas asysty grawitacyjnej Marsa Hera przeprowadzi przegląd marsjańskiego księżyca Deimos, po raz pierwszy wykorzystując swoje instrumenty do celów naukowych.
Przybycie do Didymos przewidywane jest na jesień 2026 r., kiedy misja asteroid wejdzie w główną fazę demonstracji naukowo-technologicznej.
Informacje o programie bezpieczeństwa kosmicznego ESA
Program bezpieczeństwa kosmicznego ESA ma na celu ochronę Europy i jej gospodarek przed zakłóceniami w infrastrukturze krytycznej w przestrzeni kosmicznej i na ziemi spowodowanej przez śmieci kosmiczne, pogodę kosmiczną lub niebezpieczne asteroidy, a także wspieranie nowych możliwości handlowych w europejskim sektorze kosmicznym.
