Гера — космическая миссия, разрабатываемая Европейским космическим агентством в рамках программы космической безопасности. Его основная цель - изучить двойную систему астероидов Дидимос , на которую столкнулся DART, и внести вклад в проверку метода кинетического удара для отклонения околоземного астероида на траектории столкновения с Землей. Он будет измерять размер и морфологию образовавшегося кратера, а также импульс, передаваемый искусственным снарядом, столкнувшимся с астероидом, что позволит измерить эффективность отклонения, вызванного ударом. Он также проанализирует расширяющееся облако обломков, вызванное ударом. [3]
Космический корабль будет запущен в октябре 2024 года и также будет изучать результаты воздействия ударного механизма DART , через четыре года после миссии НАСА. 27 сентября 2022 года DART столкнулся с астероидом Диморфос , меньшим из двух объектов, образующих двойной астероид 65803 Дидимос .
Гера имеет массу 1128 килограммов и несет на себе полезную нагрузку из камер, альтиметра и спектрометра . Он также будет нести два наноспутника CubeSat, называемые Milani и Juventas .
Гера позволит полностью охарактеризовать состав и физические свойства двойной астероидной системы, включая, впервые, ее недра и внутренние структуры. Он также проведет технологические демонстрации, связанные с операциями вблизи небольших тел, а также развертыванием и связью с CubeSat в межпланетном пространстве .
AIDA — первая оперативная программа, целью которой является проверка метода отклонения околоземных астероидов. Он был создан в 2013 году совместно учёными при поддержке НАСА и ЕКА. Его цель — проверить возможность использования устройства ударного типа для отклонения астероида , который может столкнуться с Землей. Эта программа предусматривает запуск к бинарному астероиду (65803) Дидимос двух космических аппаратов: ударного аппарата DART , разработанного НАСА, ответственного за падение на высокой скорости на меньший из двух астероидов, и орбитального аппарата AIM , разработанного ЕКА, который должен измерить последствия. воздействия. После этапа оценки в двух космических агентствах Европейское космическое агентство в конце 2016 года решило отказаться от разработки AIM из-за отсутствия достаточной финансовой поддержки со стороны государств-членов. НАСА, со своей стороны, решило продолжить разработку DART. В этом новом контексте наземные обсерватории частично берут на себя роль AIM. После этого проект DART будет развиваться за счет включения наноспутника LICIACube , выпущенного до удара и ответственного за съемку и ретрансляцию первых 100 секунд его.
В 2017 году по просьбе нескольких государств-членов Европейского космического агентства последнее возобновило исследования замены AIM, получившей название Hera (в честь греческой богини брака Геры ). Гера должна выполнить все задачи, поставленные перед AIM, но при этом максимально оптимизируя все компоненты миссии. Гера будет запущена в октябре 2024 года и изучит последствия воздействия DART на Диморфос , спутник Дидимоса, через 4 года после того, как это произошло. Миссия Hera была в конечном итоге одобрена Советом министров ЕКА в ноябре 2019 года. В сентябре 2020 года Европейское космическое агентство поручило строительство космического корабля консорциуму компаний во главе с OHB по контракту на 129,4 миллиона евро. Он также официально сформировал научную группу миссии, состоящую из главного исследователя, научного совета, четырех рабочих групп, охватывающих все аспекты миссии, и научных руководителей инструментов. Миссия перешла к финальным испытаниям в марте 2024 года. [4]
Основная цель миссии Hera — оценить метод кинетического ударного механизма для отклонения околоземного объекта , который угрожает врезаться в Землю. Этот метод отклонения заключается в изменении траектории астероида путем запуска космического корабля со скоростью несколько километров в секунду. Из всех методов этот является наиболее зрелым, поскольку основан на использовании доступных и недорогих космических технологий. Для достижения этой цели Гера должна определить:
Гера также преследует высокие научные цели. Он должен собрать характеристики двух астероидов: характеристики поверхности, внутреннюю пористость и внутреннюю структуру. В частности, «Гера» станет первой миссией, которая измерит недра и внутренние структуры астероида. Для этого он будет использовать низкочастотный радар JuRA на борту CubeSat Juventas (см. ниже). Вся луна Диморфос будет нанесена на карту с пространственным разрешением в несколько метров, а окрестности места удара — с разрешением 10 сантиметров. Масса спутника Дидим будет оценена с высокой точностью, что позволит напрямую оценить эффективность передачи импульса от удара DART. [5]
Миссия также включает в себя несколько технологических задач. Самое главное — создание программного обеспечения наведения, которое по данным нескольких датчиков позволит реконструировать окружающее пространство и таким образом самостоятельно определять безопасную траекторию движения вокруг астероида.
Гера также должна загрузить два спутника CubeSat, которые будут сброшены после достижения астероида. Эти CubeSat:
Миссия DART , запущенная 24 ноября 2021 года в 06:21 по всемирному координированному времени ракетой Falcon 9 с базы космических сил Ванденберг, достигла бинарного астероида (65803) Дидимос 26 сентября 2022 года, столкнувшись со своим спутником Диморфос в 23:16 по всемирному координированному времени на относительной орбите. скорость около 6,6 км/с. [6] В результате удара период обращения Диморфоса вокруг Дидима, составляющий 11,9 часа, должен измениться как минимум на 73 секунды, что и должно наблюдаться наземными телескопами.
Гера должна быть запущена в октябре 2024 года с помощью ракеты Falcon 9 [2] , которая стартует с мыса Канаверал и к ноябрю проведет маневр в глубоком космосе. [7] После гравитационной помощи на Марсе в марте 2025 года, когда Гера проведет некоторое время, наблюдая за марсианской луной Деймос , [8] космический корабль достигнет двойного астероида (65803) Дидим 28 декабря 2026 года, через четыре года после DART, чтобы начать шесть месяцев расследования. Гера будет первой, кто встретится с двойным астероидом. После приближения к двойному астероиду последуют пять этапов :
Миссия Hera включает в себя одноименный главный спутник и два спутника CubeSat под названием Juventas и Milani .
Спутник «Гера» имеет кубическую форму, размеры 1,6×1,6×1,7 метра и массу около 1128 кг. Его энергию обеспечивают солнечные батареи площадью 13 м 2 . Он включает в себя межспутниковую связь для связи с двумя наноспутниками.
Спутник стабилизирован по 3 осям. Положение поддерживается четырьмя реактивными колесами , гироскопами , звездными трекерами , солнечными датчиками и двумя камерами кадрирования астероидов (AFC). Управление ориентацией осуществляется с помощью планетарного высотомера (PALT).
Основными инструментами Геры являются две камеры AFC (Asteroid Framing Cameras), разработанные компанией JenaOptronik. Идентичные и дублирующие друг друга, каждый из них оснащен панхроматическим сенсором FaintStar с разрешением 1020 x 1020 пикселей и телеобъективом. Поле зрения составляет 5,5 х 5,5 градусов, а пространственное разрешение достигает одного метра на расстоянии 10 километров. Эти камеры должны предоставить физические характеристики поверхности астероидов Дидимос и Диморфос, а также кратера, созданного DART, и зоны приземления Ювентас.
HyperScout-H — это гиперспектральный формирователь изображений, который должен обеспечивать изображения в спектральном диапазоне от 665 до 975 нм (видимый и ближний инфракрасный диапазон). Прибор проводит наблюдения в 25 различных спектральных диапазонах. Он разработан компанией Cosine Remote Sensing . Это специфическая версия, разработанная для Hera , отличающаяся от стандартного HyperScout.
PALT представляет собой микролидарный планетарный высотомер, использующий лазер, излучающий инфракрасный луч с длиной волны 1,5 микрона. Его след на земле составляет 1 метр на высоте 1 километр (1 миллирадиан ). Точность измерения высоты составляет 0,5 метра. Его частота составляет 10 Герц .
TIRI — тепловизор, предоставленный Японским космическим агентством . Наблюдаемый спектральный диапазон составляет от 7 до 14 микрон, он имеет 6 фильтров. Его визуальный диапазон составляет 13,3 х 10,6°. Пространственное разрешение составляет 2,3 метра на расстоянии 10 километров.
Масса двух астероидов, составляющих двойную систему, характеристики их гравитационного поля, скорость вращения и орбиты будут измерены с помощью радиоволновых возмущений, вызванных эффектом Доплера . Измерения относятся к радиообмену между «Герой» и земными станциями, а также между «Герой» и спутниками CubeSats. Из-за низкой орбиты, по которой будут обращаться CubeSats, эти последние измерения имеют решающее значение для определения гравитации Didymos.
Два наноспутника типа CubeSat , названные «Милани» и «Ювентас», транспортируются «Герой» и выпускаются до прибытия в астероидную систему (65803) Дидимос . Они несут ответственность за проведение расследований, дополняющих расследования своего корабля-носителя.
Оба CubeSat построены на одинаковой платформе. Это CubeSat размером 6U-XL с массой (включая топливо) около 12 килограммов. Они стабилизированы по 3 осям и имеют двигательную установку на холодном газе. Они общаются с базовым кораблем в S-диапазоне. Эффект Доплера, влияющий на радиосвязь, используется для измерения характеристик гравитационного поля двойной системы. У них есть камера видимого света и звездные трекеры , которые используются для определения динамических вариаций Дидимоса. Наконец, два CubeSat оснащены акселерометрами , которые будут использоваться для определения свойств поверхности Диморфоса, если CubeSat приземлится на его поверхность, как планировалось, в конце своей миссии. Juventas разработан GomSpace , а Milani — Tyvak International .
CubeSat Milani (названный в честь Андреа Милани ) предназначен для получения изображений и измерения характеристик возможно присутствующей пыли. Он должен составить карту двух астероидов, образующих двойной астероид (65803) Дидим, охарактеризовать их поверхность, оценить последствия воздействия DART, внести вклад в измерения гравитационного поля астероидов и определить характеристики пылевых облаков, возможно расположенных вокруг астероида. астероиды.
Для достижения этих целей он включает в себя два инструмента:
Ювентас стремится определить геофизические характеристики Диморфоса. Зонд должен составить карту гравитационного поля и определить его внутреннюю структуру, а также характеристики поверхности.
Для достижения этих целей он располагает следующими инструментами: