Hera es una nave espacial desarrollada por la Agencia Espacial Europea para su programa de seguridad espacial. Su principal objetivo es estudiar el sistema binario de asteroides Didymos , que fue impactado cuatro años antes por la nave espacial DART ( Double Asteroid Redirection Test ) de la NASA , y contribuir a la validación del método de impacto cinético para desviar un asteroide cercano a la Tierra de su trayectoria de colisión con la Tierra. Medirá el tamaño y la morfología del cráter creado, así como el momento transferido por un proyectil artificial que impacta contra un asteroide, lo que permitirá medir la eficiencia de la desviación producida por el impacto. También analizará la nube de escombros en expansión causada por el impacto. [4]
La nave espacial fue lanzada el 7 de octubre de 2024 a bordo de un vehículo de lanzamiento Falcon 9 de SpaceX y estudiará los resultados del impactador DART, cuatro años después del impacto. DART impactó el asteroide Dimorphos , el más pequeño de los dos objetos que forman el asteroide binario 65803 Didymos , el 27 de septiembre de 2022. El vehículo de lanzamiento, B1061 , utilizado anteriormente para la misión Crew-1 , se gastó en este vuelo. [ no verificado en el cuerpo ]
Hera tiene una masa de 1.128 kg (2.487 lb) y lleva una carga útil de cámaras, un altímetro y un espectrómetro . Lleva dos pequeñas naves espaciales CubeSat , llamadas Milani y Juventas .
Hera tiene como objetivo caracterizar completamente la composición y las propiedades físicas del sistema binario de asteroides, incluyendo, por primera vez, las estructuras internas y subsuperficiales. También realizará demostraciones tecnológicas relacionadas con operaciones en las proximidades de un pequeño cuerpo del Sistema Solar y el despliegue y comunicación con CubeSats en el espacio interplanetario .
AIDA es el primer programa operativo cuyo objetivo es probar un método de desvío de asteroides cercanos a la Tierra. Fue creado en 2013 conjuntamente por científicos apoyados por la NASA y la ESA. Su objetivo es probar el uso de un dispositivo de tipo impactador para desviar un asteroide que pudiera chocar contra la Tierra. Este programa prevé el lanzamiento al asteroide binario 65803 Didymos de dos naves espaciales: el impactador DART desarrollado por la NASA encargado de estrellarse a gran velocidad sobre el más pequeño de los dos asteroides y el orbitador AIM desarrollado por la ESA, que debe medir los efectos del impacto. Tras una fase de evaluación en las dos agencias espaciales, la Agencia Espacial Europea decidió a finales de 2016 abandonar el desarrollo de AIM debido a la falta de apoyo financiero suficiente de los Estados miembros. La NASA, por su parte, decidió continuar con el desarrollo de DART. En este nuevo contexto, los observatorios terrestres son los encargados de asumir parcialmente el papel de AIM. El proyecto DART evolucionará a partir de entonces incorporando el nanosatélite LICIACube , liberado antes del impacto y encargado de capturar y retransmitir los primeros 100 segundos del mismo.
En 2017, a petición de varios estados miembros de la Agencia Espacial Europea, la ESA reanudó los estudios de una sustitución de AIM, en concreto, una misión que recibió el nombre de Hera (en honor a la diosa griega del matrimonio Hera ). Hera debe cumplir todos los objetivos [ ¿cómo? ] asignados a AIM, pero mientras tanto utilizando los componentes de AIM, tanto como sea posible. Hera estaba previsto que se lanzara en octubre de 2024 para captar una alineación planetaria/asteroide viable y estudiar los efectos del impacto de DART en Dimorphos , el satélite de Didymos, 4 años después de que se produjera. La misión Hera fue aprobada posteriormente por el Consejo Ministerial de la ESA en noviembre de 2019. En septiembre de 2020 la Agencia Espacial Europea adjudicó la construcción de la nave espacial a un consorcio de empresas liderado por OHB , en virtud de un contrato de 129,4 millones de euros. También se formalizó el equipo científico de la misión, integrado por un investigador principal, un consejo científico y cuatro grupos de trabajo que abarcan todos los aspectos de la misión y los responsables científicos de los instrumentos. La misión pasó a la fase de pruebas finales en marzo de 2024. [5]
El objetivo principal de la misión Hera es evaluar el método de impacto cinético para desviar un objeto cercano a la Tierra que amenace con estrellarse contra ella. Este método de desvío consiste en modificar la trayectoria del asteroide lanzando una nave espacial a una velocidad de unos pocos kilómetros por segundo. De todos los métodos, este es el más maduro porque se basa en el uso de tecnologías espaciales disponibles y económicas. Para cumplir con este objetivo, Hera debe determinar:
Hera también tiene objetivos científicos elevados. Debe recopilar las características de los dos asteroides: características de la superficie, porosidad interna y estructura interna. En particular, Hera será la primera misión que mida la subsuperficie y las estructuras internas de un asteroide. Para ello, utilizará el radar de baja frecuencia JuRA a bordo del CubeSat Juventas (ver más abajo). Se cartografiará toda la luna Dimorphos con una resolución espacial de unos pocos metros y las inmediaciones del impacto con una resolución de 10 centímetros. La masa de la luna Didymos se estimará con gran precisión, lo que permitirá una estimación directa de la eficiencia de transferencia de momento a partir del impacto de DART. [6]
La misión también incluye varios objetivos tecnológicos. El más importante es la creación de un software de orientación que, utilizando datos de varios sensores, permitirá reconstruir el espacio circundante y, de esta manera, determinar de forma independiente una trayectoria segura alrededor del asteroide.
Hera también debe embarcar en dos CubeSats que se lanzarán una vez que se alcance el asteroide. Estos CubeSats son:
La misión DART , lanzada el 24 de noviembre de 2021 a las 06:21 UTC por un cohete Falcon 9 desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg, alcanzó el asteroide binario 65803 Didymos el 26 de septiembre de 2022, colisionando con su satélite Dimorphos a las 23:16 UTC a una velocidad relativa de unos 6,6 km/s. [7] El impacto debe cambiar el período orbital de Dimorphos alrededor de Didymos, que es de 11,9 horas, en un mínimo de 73 segundos, lo que debería ser observado por telescopios terrestres.
Hera fue lanzada el 7 de octubre de 2024 a las 14:52 UTC por un cohete Falcon 9 que despegó desde Cabo Cañaveral . [8] La nave espacial realizará una maniobra en el espacio profundo en noviembre. [9] Después de una asistencia gravitacional en Marte en marzo de 2025, donde Hera pasará algún tiempo observando la luna marciana Deimos , [10] la nave espacial llegará al asteroide binario 65803 Didymos el 28 de diciembre de 2026, cuatro años después de DART, para comenzar seis meses de investigación. Hera será la primera en hacer un encuentro con un asteroide binario. Una vez cerca del asteroide doble, seguirán cinco etapas:
El bus principal de Hera tiene forma de caja basada en un tubo central y un cono adaptador de 1,6 × 1,6 × 1,7 metros. Dos alas de paneles solares se extienden desde lados opuestos, y una antena parabólica de alta ganancia está montada en una cara. La masa total de lanzamiento de la nave espacial es de aproximadamente 1214 kg, la masa seca es de 696 kg. Las dimensiones desplegadas de la nave espacial son 2,2 x 11,4 x 2,2 metros. Los paneles solares tienen una superficie de unos 13 metros cuadrados. La nave espacial utilizará 712 W a la distancia nominal de 2,4 UA. La propulsión química bipropelente se utiliza para 16 propulsores de control de órbita y 6 propulsores de control de reacción, todos ellos motores de 10 N. El delta-V total disponible es de unos 1300 m/s. Las comunicaciones con tierra son de banda X (~8,4 GHz), con dos antenas de baja ganancia además de la antena parabólica de alta ganancia. Las comunicaciones en banda S (~2,2 GHz), utilizando antenas de parche, se utilizarán para comunicarse con los dos CubeSats llamados Juventas y Milani , con un alcance de 60 km. La orientación de la nave espacial se mantiene mediante 4 ruedas de reacción , giroscopios , utilizando rastreadores de estrellas y sensores solares, así como dos cámaras de encuadre de asteroides (AFC). La orientación de la actitud se realiza a través del altímetro planetario (PALT). [12]
La sonda Milani (anteriormente conocida como APEX ( Asteroid Prospection Explorer )) es una misión CubeSat 6U desarrollada por Tyvak International srl [ cita requerida ] para realizar un estudio mineral multiespectral de la composición del sistema binario de asteroides (65803) Didymos / Dimorphos.
Los instrumentos principales de Hera son las dos cámaras AFC (Asteroid Framing Cameras), desarrolladas por la empresa JenaOptronik. Idénticas y redundantes, cada una de ellas dispone de un sensor pancromático FaintStar de 1020 x 1020 píxeles con un teleobjetivo. El campo de visión es de 5,5 x 5,5 grados y la resolución espacial alcanza un metro a una distancia de 10 kilómetros. Estas cámaras deben proporcionar características físicas de la superficie de los asteroides Didymos y Dimorphos, así como del cráter creado por DART y de la zona de aterrizaje de Juventas. [ cita requerida ]
HyperScout-H es un generador de imágenes hiperespectrales que debe proporcionar imágenes en un rango espectral entre 665 y 975 nm (visible e infrarrojo cercano). El instrumento realiza sus observaciones en 25 bandas espectrales distintas. Está desarrollado por cosine Remote Sensing . Se trata de una versión específica desarrollada para Hera , diferente del HyperScout estándar. [ cita requerida ]
PALT es un altímetro planetario micro- Lidar que utiliza un láser que emite un haz de luz infrarroja a 1,5 micrones. Su recorrido sobre el terreno es de 1 metro a una altitud de 1 kilómetro (1 milirradián ). La precisión de la medición de la altitud es de 0,5 metros. Su frecuencia es de 10 hercios . [ cita requerida ]
TIRI es un sensor de imágenes infrarrojas térmicas proporcionado por la JAXA , la agencia espacial japonesa. El rango espectral observado está entre 7 y 14 micras y tiene 6 filtros. Su alcance visual es de 13,3 x 10,6°. La resolución espacial es de 2,3 metros a una distancia de 10 kilómetros. [ cita requerida ]
La masa de los dos asteroides que forman el sistema binario, las características de su campo gravitatorio, su velocidad de rotación y sus órbitas se medirán mediante perturbaciones de ondas de radio provocadas por el efecto Doppler . Las mediciones se refieren a los intercambios de radio entre Hera y las estaciones terrestres, pero también entre Hera y los CubeSats. Debido a la baja órbita en la que circularán los CubeSats, estas últimas mediciones son cruciales para determinar la gravedad de Didymos. [ cita requerida ]
Dos nanosatélites tipo CubeSat , llamados Milani y Juventas, son transportados por Hera y liberados antes de su llegada al sistema asteroidal 65803 Didymos . Son los encargados de realizar investigaciones que complementan las de su nave portadora.
Ambos CubeSats están construidos sobre una plataforma similar. Se trata de CubeSats 6U-XL con una masa (incluyendo el combustible) de aproximadamente 12 kilogramos. Están estabilizados en 3 ejes y tienen un sistema de propulsión de gas frío. Se comunican con la nave nodriza en banda S. El efecto Doppler que afecta a los enlaces de radio se utiliza para medir las características del campo gravitatorio del sistema binario. Tienen una cámara de luz visible y rastreadores de estrellas que se utilizan para determinar las variaciones dinámicas de Didymos. Por último, los dos CubeSats están equipados con acelerómetros que se utilizarán para determinar las propiedades de la superficie de Dimorphos si los CubeSats aterrizan en su superficie como está previsto al final de su misión. Juventas está desarrollado por GomSpace mientras que Milani está fabricado por Tyvak International .
El CubeSat Milani (que debe su nombre a Andrea Milani ) tiene como objetivo tomar imágenes y medir las características del polvo que pueda estar presente. Debe cartografiar los dos asteroides que forman el sistema binario 65803 Didymos, caracterizar su superficie, evaluar los efectos del impacto de DART, contribuir a las mediciones del campo gravitatorio de los asteroides y determinar las características de las nubes de polvo que pueden estar presentes alrededor de los asteroides.
Para cumplir estos objetivos cuenta con dos instrumentos:
Juventas tiene como objetivo determinar las características geofísicas de Dimorphos. La sonda debe cartografiar su campo gravitatorio y determinar su estructura interna, así como las características de su superficie.
Para cumplir estos objetivos cuenta con los siguientes instrumentos: