Гера (космическая миссия)
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2022 г. ) |
 | |||
| Тип миссии | Орбитальный аппарат астероида | ||
|---|---|---|---|
| Оператор | Европейское космическое агентство | ||
| Веб-сайт | ее миссия | ||
| Продолжительность миссии | Планируется: 6 месяцев на орбите. | ||
| Свойства космического корабля | |||
| Производитель | ОХБ СЭ | ||
| Стартовая масса | 870 кг (1920 фунтов) | ||
| Сухая масса | 350 кг (770 фунтов) | ||
| Начало миссии | |||
| Дата запуска | Октябрь 2024 г. (планируется) [1] | ||
| Ракета | Сокол 9 Блок 5 [2] | ||
| Подрядчик | SpaceX | ||
| Дидимос 65803 Орбитальный аппарат | |||
| Орбитальное введение | 2026 | ||
| |||
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 с развертыванием и связью с CubeSat в межпланетном пространстве .
История проекта
[ редактировать ]AIDA — совместный проект с НАСА
[ редактировать ]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 LICIACube Наноспутник , выпущенный перед столкновением и отвечающий за съемку и ретрансляцию первых 100 секунд его.
Ренессанс европейского проекта
[ редактировать ]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]
Цели
[ редактировать ]
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:
- насколько передача импульса зависит от плотности, пористости и характеристик поверхности и внутренней структуры астероида и
- какая доля кинетической энергии передается при фрагментации и перестройке астероида или в кинетической энергии выброшенных материалов.
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:
- «Ювентас» , который должен проводить измерения недр и внутренней структуры, способствует определению гравитационного поля и предоставляет информацию о механическом отклике поверхности при приземлении на Диморфос и
- Милани , с миссией по сбору спектральных данных с поверхности двух астероидов (состав поверхности) и выявлению наличия пыли в окружающем пространстве.
Проведение миссии
[ редактировать ]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] Удар должен изменить период обращения Диморфоса вокруг Дидима, составляющий 11,9 часа, минимум на 73 секунды, что и должны наблюдать наземные телескопы.
Геру планируют запустить в октябре 2024 года ракетой 9. Falcon [2] который стартует с мыса Канаверал и к ноябрю проведет маневр в глубоком космосе. [7] После гравитационной помощи на Марсе в марте 2025 года, где 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 шестимесячное исследование. Гера будет первой, кто встретится с двойным астероидом. После приближения к двойному астероиду последуют пять этапов: [ нужна ссылка ]
- ранний этап характеристики,
- этап развертывания двух наноспутников,
- этап детальной характеристики,
- фаза пристального наблюдения,
- посадка Милани и Ювентаса на Диморфос и, наконец, эксперимент, который может закончиться посадкой на Дидимос основного космического корабля.
Космический корабль
[ редактировать ]
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 м2. 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).
Движение
[ редактировать ]![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел пуст. Вы можете помочь, добавив к нему . ( октябрь 2023 г. ) |
Научные инструменты
[ редактировать ]Камеры кадрирования астероидов (AFC)
[ редактировать ]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.
Гиперспектральный имидж-сканер – HyperScout-H
[ редактировать ]HyperScout-H — это гиперспектральный формирователь изображения, 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.
Планетарный высотомер (PALT)
[ редактировать ]PALT — это 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 .
Тепловизионный инфракрасный тепловизор (TIRI)
[ редактировать ]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.
Радионаука X-диапазона (X-DST)
[ редактировать ]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.
| Характеристика | АФК | ГиперСкаут-H | ТАРЕЛКА | СЧИТАТЬ |
|---|---|---|---|---|
| Тип | Видимый имидж-сканер | Спектральный имидж-сканер | Высотомер | Тепловизор инфракрасный |
| Масса (кг) | <1,5 | 5,5 | 4,5 | <4,4 |
| Визуальный диапазон (градусы) | 5,5 | 15,5 х 8,3 | неприменимо | 13,3 х 10 |
| Пространственное разрешение (микрорадианы) | 94,1 | 133 | 1000 | 226 |
| Спектральный диапазон (нанометры) | 350-1000 | 665-975 | 700-1400 | |
| Другие | 25 спектральных диапазонов | точность по вертикали: 0,5 м . | 6 фильтров | |
| Мощность (Вт) | <1,3 | 2,5 (среднее) – 4,5 (пиковое) | <14,5 | 20 (в среднем) - <30 |
Приборы на борту двух наноспутников
[ редактировать ]Два CubeSat наноспутника типа , 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 Милан
[ редактировать ]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:
- ASPECT спектрометр гиперспектральной визуализации Основным инструментом является . Он работает в видимом и ближнем инфракрасном свете (от 0,5 до 2,5 микрон). Его пространственное разрешение составляет 2 метра на расстоянии 10 километров, а спектральное разрешение — менее 40 нанометров (20 нанометров в видимой области спектра). Всего у него 72 канала.
- VISTA Термогравиметр отвечает за обнаружение пыли (от 5 до 10 микрон), летучих веществ (например, воды) и легких органических материалов.
КубСат Молодежный
[ редактировать ]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:
- JuRa РЛС работает на частоте 50–70 МГц с пространственным разрешением от 10 до 15 метров. Это первый инструмент для исследования внутренних слоев астероида. Он использует две дипольные антенны, каждая ветвь которых имеет длину 1,5 метра. Каждый сеанс измерения может длиться до 45 минут. Он занимает объем менее 1U, а его масса составляет менее 1300 грамм.
- GRASS Гравиметр с динамическим диапазоном 5 x 10. −4 и чувствительность 5 х 10 −7 . Его масса составляет менее 380 грамм.
- Камера.
- Радиосвязь с базовым кораблем (измерение эффекта Доплера ).
См. также
[ редактировать ]- Координационный центр объектов, сближающихся с Землей (NEOCC ЕКА)
- Координационное управление планетарной обороны (PDCO НАСА)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Гера» . ЕКА . Сентябрь 2022 года . Проверено 20 октября 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Фауст, Джефф (20 октября 2022 г.). «ЕКА переносит две миссии на Falcon 9» . Космические новости . Проверено 20 октября 2022 г.
- ^ «Разбивающий астероиды зонд НАСА отправил в космос валуны» . Космическая газета .
- ^ Литвинов, Никита (8 марта 2024 г.). «Зонд Гера испытывается в вакуумной камере» . Журнал Universe Magazine Space Tech . Проверено 8 апреля 2024 г.
- ^ Мишель, Патрик; Купперс, Майкл; Багатин, Адриано Кампо; Керри, Бенуа; Шарно, Себастьян; Леон, Джулия де; Фицсиммонс, Алан; Гордо, Пауло; Грин, Саймон Ф.; Эрик, Ален; Джузи, Мартин; Каратекин, Озгюр; Когоут, Томас; Лазарин, Моника; Мердок, Наоми; Окада, Тацуаки; Паломба, Эрнесто; Правец, Петр; Снодграсс, Колин; Тортора, Паоло; Циганис, Клеоменис; Уламец, Стефан; Винсент, Жан-Батист; Вюннеманн, Кай; Чжан, Юн; Радукан, Сабина Д.; Дотто, Элизабетта; Шабо, Нэнси; Ченг, Энди Ф.; Ривкин, Энди; Барнуэн, Оливье; Эрнст, Кэролайн; Стикл, Анджела; Ричардсон, Дерек К.; Томас, Кристина; Аракава, Масахико; Миямото, Хирди; Накамура, Акико; Сугита, Сейджи; Ёсикава, Макото; Абель, Пол; Асфауг, Эрик; Баллуз, Рональд-Луи; Боттке, Уильям Ф.; Лауретта, Данте С.; Уолш, Кевин Дж.; Мартино, Паоло; Карнелли, Ян (1 июля 2022 г.). «Миссия ЕКА «Гера»: подробная характеристика результатов удара DART и двойного астероида (65803) Дидим» . Планетарный научный журнал . 3 (7): 160. Бибкод : 2022PSJ.....3..160M . дои : 10.3847/psj/ac6f52 . hdl : 10045/125568 . ISSN 2632-3338 . S2CID 250599919 .
- ^ «Космический корабль DART Impactor» . Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса . Проверено 23 марта 2022 г.
- ^ «Траектория Геры к Дидиму» . www.esa.int . Проверено 30 апреля 2024 г.
- ^ «Попутный полет миссии астероида Гера на Марс» . www.esa.int . Проверено 30 апреля 2024 г.
Библиография
[ редактировать ]- Мишель, Патрик; Ченг, А.; Купперс, М.; Правец, П.; Блюм, Дж.; Дельбо, М.; Грин, Сан-Франциско; Розенблатт, П.; Цыганис, К.; Винсент, JB; Биле, Дж.; Чьярлетти, В.; Эрик, А.; Уламец, С.; Карнелли, И.; Гальвез, А.; Беннер, Л.; Найду, СП; Барнуэн, ОС; Ричардсон, округ Колумбия; Ривкин А.; Шайрих, П.; Московиц, Н.; Тируэн, А.; Шварц, СР; Кампо Багатин, А.; Ю, Ю. (июнь 2016 г.). «Научное обоснование миссии по столкновению с астероидом (AIM): компонент миссии по оценке воздействия и отклонения астероида (AIDA)» (PDF) . Достижения в космических исследованиях . 57 (12): 2529–2547. Бибкод : 2016AdSpR..57.2529M . дои : 10.1016/j.asr.2016.03.031 . S2CID 42465954 .
- Мишель, Патрик; Купперс, Майкл; Зиркс, Хольгер; Карнелли, Ян; Ченг, Энди Ф.; Меллаб, Карим; Гранвик, Микаэль; Кестиля, Антти; Когоут, Томас; Муйнонен, Карри; Нясиля, Антти; Пенттила, Антти; Тикка, Туомас; Тортора, Паоло; Чьярлетти, Валери; Эрик, Ален; Мердок, Наоми; Асфауг, Эрик; Ривкин, Энди; Барнуэн, Оливье; Багатин, Адриано Кампо; Правец, Петр; Ричардсон, Дерек К.; Шварц, Стивен Р.; Циганис, Клеоменис; Уламец, Стефан; Каратекин, Озгюр (октябрь 2018 г.). «Европейский компонент миссии AIDA к бинарному астероиду: характеристика и интерпретация воздействия миссии DART» (PDF) . Достижения в космических исследованиях . 62 (8): 2261–2272. Бибкод : 2018AdSpR..62.2261M . дои : 10.1016/j.asr.2017.12.020 . S2CID 55274187 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Миссия Гера обсерватории Лазурного Берега
- Миссия Гера Европейского космического агентства
- Гера и планетарная защита , КОСПАР 2021, П. Мишель, 4 февраля 2021 г.
- Научное возвращение Геры , КОСПАР 2021, П. Мишель, 2 февраля 2021 г.
- Youtube-канал проекта NEO-MAPP .
- The Planetary Science Journal, том 3, номер 7, 2022, 15 июля .
