Sonda NASA DART ma zderzyć się z mniejszym ciałem binarnego systemu asteroid Didymos w październiku 2022 r. ESA Hera przeprowadzi badania "Didymoon" po uderzeniu i oceni, w jaki sposób impakt wpłynął na orbitę. Źródło: ESA–ScienceOffice.org

Pisarz science fiction Larry Niven powiedział, że „dinozaury wyginęły, bo nie miały programu kosmicznego”. Odkąd naukowcy odkryli, że wymarcie dinozaurów było spowodowane uderzeniem w Ziemię ogromnej asteroidy, wiele osób i organizacji zaczęło się zastanawiać co należałoby zrobić, gdyby jakiś duży obiekt zmierzał w naszą stronę. Powstały nawet filmy takie jak Armageddon i Dzień zagłady (ang. Deep Impact), które opowiadały o losach bohaterskich astronautów, którzy starali się zmienić trajektorię asteroidy. Rzeczywistość to jednak nie film. Jeśli wykryjemy zbliżający się do Ziemi obiekt na kursie kolizyjnym, prościej będzie zmienić jego trajektorię bezzałogowym pojazdem. Aby upewnić się, że w razie czego mamy taką opcję, najpierw trzeba ją przetestować. Na tym właśnie polega misja AIDA.

AIDA to pierwsza misja kosmiczna do podwójnego systemu asteroid. Wkroczyła ona właśnie w kolejną fazę inżynieryjną. Proponowana przez ESA (Europejską Agencję Kosmiczną) sonda kosmiczna Hera byłaby wkładem Europy w ambitny eksperyment obrony planetarnej.

Na czym polega misja AIDA?

The Asteroid Impact & Deflection Assessment (AIDA) to nowy wspólny projekt NASA i ESA, który ma na celu zbadanie pobliskiej podwójnej asteroidy (65803) Didymos. Po raz pierwszy w historii podjęte zostaną próby uderzenia w asteroidę i wpłynięcia na jej orbitę, aby sprawdzić możliwość zapobiegania zagrożenia uderzenia asteroidy w Ziemię.

Misja zakłada lot do pary asteroid Didymos: główna asteroida posiada średnicę 780 m i jest okrążana przez mniejszy obiekt o średnicy około 150 m, nieoficjalnie nazywanym „Didymoon” (Didyksiężyc).

Koncepcja proponuje dwa statki kosmiczne: Hera (zbudowana przez ESA) będzie orbitować wokół asteroidy, a DART (zbudowany przez NASA) – Double Asteroid Redirection Test –  uderzy w jego księżyc.

Taki podwójny system asteroid to doskonałe miejsce do testowania eksperymentu obrony planetarnej, ale jest także zupełnie nowym środowiskiem do badań. Chociaż asteroidy binarne (podwójne) stanowią 15% wszystkich znanych asteroid, nigdy wcześniej nie były odkrywane i przewidujemy wiele niespodzianek. Niezwykle niska grawitacja stwarza nowe wyzwania dla systemów nawigacji. Na szczęście możemy liczyć na wyjątkowe doświadczenie zespołu operacyjnego ESA Rosetta, który jest niesamowitym atutem misji Hera.

– wyjaśnia Ian Carnelli, kierownik misji Hera.

Statek kosmiczny ESA wykona wysokiej rozdzielczości wizualne, laserowe i radiowe mapowanie księżyca, który będzie jak dotąd najmniejszą odwiedzaną asteroidą. Zbuduje szczegółowe mapy jego powierzchni i struktury wnętrza. Didymoon osiągnie historyczne znaczenie: będzie to pierwszy obiekt w Układzie Słonecznym, którego orbita zostanie zmieniona ludzkim wysiłkiem w mierzalny sposób.

DART, zwany testem przekierowania z podwójną asteroidą, ma zderzyć się z nią w październiku 2022 roku. Impakt ten doprowadzi do zmiany czasu trwania orbity Didymoon wokół głównego ciała. Obserwatoria naziemne na całym świecie będą widzieć kolizję z odległości minimalnej 11 milionów kilometrów.

Po zderzeniu, Hera zbada masę Didymoona, kształt krateru, a także jego fizyczne i dynamiczne właściwości. AIDA będzie pierwszą misją badającą podwójny układ asteroid, a także pierwszą próba sprawdzenia, czy możemy poruszyć asteroidę poprzez uderzenie statku kosmicznego.

Hera używa podczerwieni do skanowania krateru uderzeniowego. Źródło: ESA–ScienceOffice.org

Aby chronić Ziemię przed potencjalnym niebezpieczeństwem, musimy zrozumieć asteroidy o wiele lepiej – jaki jest ich skład i struktura i jak reagują na kolizje.

– powiedział dr Patrick Michel, naukowiec z Uniwersytetu w Nicei we Francji..

Małe wielkie satelity

Misja Hera ma również wykorzystać dwa malutkie satelity typu CubeSat do obserwacji i testowania nowych możliwości naukowych i technologicznych w komunikacji kosmicznej. CubeSaty to nanosatellity oparte na standaryzowanych jednostkach o wielkości 10 cm. Typowym ich zastosowaniem jest edukacja oraz stosunkowo niskokosztowe sprawdzenie nowych rozwiązań technicznych, obserwacja i badania kosmosu lub inne badania naukowe. Zazwyczaj do budowy CubeSatów używa się dostępnych na rynku, gotowych elementów elektroniki oraz takich samych komponentów. Twórcą takiego projektu może być każda osoba lub instytucja dysponująca odpowiednim do tego potrzeb budżetem. 

Pierwszy CubeSat w misji Hera nazywa się Asteroid Prospection Explorer („APEX”) i został opracowany przez konsorcjum partnerów ze Szwecji, Finlandii, Czechy i Niemiec. Wykona szczegółowe pomiary spektralne powierzchni obu asteroid – mierząc światło słoneczne odbite przez Didymos i rozbijając jego różne kolory, aby odkryć, w jaki sposób asteroidy wchodzą w interakcje ze środowiskiem kosmicznym, wskazując wszelkie różnice w składzie między nimi. Ponadto APEX dokona odczytów magnetycznych, które dadzą wgląd w ich wewnętrzną strukturę.

Kierując się kamerą nawigacyjną i „laserowym radarem” (lidarem), APEX wyląduje również na jednej z asteroid, zbierając cenne dane w procesie za pomocą czujników bezwładnościowych i wykonując szczegółowe obserwacje asteroidy.

Drugi CubeSat nazywa się Juventas, opracowany przez duńską firmę GomSpace i GMV w Rumunii, zmierzy pole grawitacyjne, a także wewnętrzną strukturę mniejszej z dwóch asteroid Didymos.

Na ścisłej orbicie wokół Didymoon, Juventas dopasuje się do Hery, aby przeprowadzić eksperymenty radiokomunikacyjne i przeprowadzić badanie radarowe wnętrza asteroidy Didymoon, podobne do szczegółowego „skanowania rentgenowskiego”. Przygoda zakończy się lądowaniem, po czym nastąpi kilka dni operacji na powierzchni.

Hera i CubeSaty na orbicie. Źródło: ESA–ScienceOffice.org

Harmonogram misji Hera

  • Start statku Hera – listopad 2023
  • Dotarcie Hery do systemu Didymos – grudzień 2026
  • Start statku DART – czerwiec 2020
  • Kolizja DARTa – październik 2022

Małe asteroidy uderzają w Ziemię niemal codziennie. Spalają się w atmosferze. Duże obiekty, które mogłyby dosięgnąć powierzchni planety, zdarzają się bardzo rzadko. Naszej planecie najbardziej zagrażają obiekty o średnicy co najmniej kilometra. Kolizja z tak dużą asteroidą mogłaby zagrozić życiu na Ziemi, a na pewno spowodowałaby katastrofę o skali globalnej. NASA twierdzi, że zna położenie około 93 proc. takich obiektów i żaden z nich nie zagraża Ziemi w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat.

Infografika misji AIM. Źródło: ESA/Science Office