science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nauwe ontmoetingen:plannen voor extra Hera-flyby

Didymos’ 770-daagse baan, die cirkelt van minder dan 10 miljoen km van de aarde tot buiten Mars, op meer dan dubbele afstand van de aarde tot de zon, zoals te zien in de NASA JPL Small-Body Database Browser. Krediet:NASA-JPL

De door ESA voorgestelde Hera-missie zal al twee asteroïden bezoeken:het binaire paar Didymos. Het Hera-team hoopt dat aantal te verhogen door een vlucht langs een andere asteroïde uit te voeren tijdens de driejarige vlucht van de missie.

De kans doet zich voor omdat Hera zal vliegen om de 770-daagse baan van Didymos te evenaren, die cirkelt van minder dan 10 miljoen km van de aarde tot buiten Mars, op meer dan dubbele afstand van de aarde tot de zon.

Tijdens het proces zal Hera zowel meerdere nabije-aarde asteroïden als de binnenrand van de belangrijkste asteroïdengordel passeren. Eerste studies bij ESA's European Space Operations Center hebben tientallen kandidaat-asteroïden opgeleverd voor verschillende missiescenario's.

"Idealiter zouden we een flyby van een andere binaire asteroïde willen, om vergelijkingen met Didymos mogelijk te maken, " legt ESA's Hera-projectwetenschapper uit, Michael Kuppers.

"We zouden iets van een ander taxonomisch type kiezen dan de S-type asteroïden zoals Didymos. We zouden ook de voorkeur geven aan een groter object:door zijn grotere omvang zouden we het van verder weg zinvol kunnen oplossen."

Neem als voorbeeld een lichaam dat onderzoekers graag zouden zien:het 2121 Sevastopol binaire paar in de binnenste gordel heeft een hoofdlichaam met een diameter van 8,6 km en een maan met een diameter van 3,5 km.

Dit systeem is een lid van de slecht begrepen 'Flora'-familie van steenachtige asteroïden in de hoofdgordel, geproduceerd door een botsingsgebeurtenis een relatief recente 100 miljoen jaar geleden - getheoretiseerd om in verband te worden gebracht met de Chicxulub-impact die de dinosaurussen doodde.

Hera-missie. Krediet:ESA/ScienceOffice.org

De volgende stap zou zijn om een ​​shortlist van doelen te maken, die dan het onderwerp zouden kunnen zijn van waarnemingen op de grond om meer te weten te komen over hun eigenschappen en de kennis van hun banen aan te scherpen vóór de lancering van Hera eind 2023.

ESA's Rosetta-komeetjager voerde twee asteroïdenvluchten uit toen hij door de hoofdgordel ging tijdens zijn tien jaar durende vlucht naar komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, langs de ruitvormige 2867 Šteins met een diameter van 5 km en de gigantische Lutetia met een diameter van 120 km.

"Om flybys mogelijk te maken, we moeten weten waar ons traject relatief dicht bij asteroïden zal passeren als we niets doen, " merkt Michael Khan op, hoofd Mission Analysis bij ESA's Flight Dynamics-divisie. "Dan passen we het traject aan om een ​​specifiek verschil te maken voor die afstand, brengt ons veel dichterbij.

"Met Rosetta hadden we veel mogelijkheden, omdat het een groot ruimtevaartuig was met extra brandstof in de tanks om de missie weer op de rails te krijgen voor het geval er iets mis zou gaan. Bovendien voerden we veel zwaartekracht-assisted flybys uit rond de aarde en Mars, en het licht masseren van die flybys gaf ons veel bewegingsvrijheid.

Een visualisatie van enkele van de asteroïden in ons zonnestelsel, gemaakt door NASA-asteroïde-onderzoeker Paul Chodas. Krediet:NASA -Paul Chodas

"Hera is Rosetta niet, dit zal echter een kleinere missie zijn met een kortere cruisefase en lagere prestatielimieten. We gaan het nog proberen, maar de beperkingen zijn zodanig dat we pas na de lancering van Hera zeker weten op welke asteroïden we ons kunnen richten. Het zal afhangen op welke dag binnen Hera's lanceervenster we opstijgen, en ook de precisie van die start - het is mogelijk dat extra brandstof die is gereserveerd voor asteroïden, nodig is om ons traject naar Didymos te verfijnen. Maar elke flyby zou een uitstekende gelegenheid zijn om Hera's wetenschappelijke terugkeer nog verder te stimuleren.""

Om de twee missies te vergelijken, Rosetta was zo groot als een vrachtwagen, terwijl Hera de schaal van een bureau zal zijn. Maar elke asteroïde die langs vliegt zou zijn eindmissie ten goede komen en overvloedige bonuswetenschap bieden.

Asteroïde Steins gezien vanaf een afstand van 800 km, genomen door de OSIRIS-camera aan boord van Rosetta. De effectieve diameter van de asteroïde is 5 km, ongeveer zoals voorspeld. Op de top van de asteroïde (zoals weergegeven in deze afbeelding), een grote krater, ongeveer 1,5 km groot, kan gezien worden. Wetenschappers waren verbaasd dat de asteroïde de inslag die verantwoordelijk was voor de krater overleefde. Krediet:ESA/MPS voor OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA

Michael Küppers maakte ook deel uit van het Rosetta-team:"Deze urenlange asteroïdevluchten waren behoorlijk dramatische gebeurtenissen, en onze kans om onze wetenschappelijke instrumenten uit te proberen en wetenschappelijke resultaten te verkrijgen van deze onbekende objecten, voorbereiding op ons hoofddoel van 67P/Churyumov-Gerasimenko."

Hera's hoofdwetenschapper Patrick Michel, CNRS Onderzoeksdirecteur van het Franse observatorium Côte d'Azur, hoopt dat Hera inderdaad een flyby zou bereiken:"Elk object zou waardevol zijn. Elke keer dat we een nieuwe asteroïde zijn tegengekomen, hebben we iets onverwachts ontdekt."

Hera, Europa's bijdrage aan een internationaal planetair verdedigingsexperiment, wordt momenteel bestudeerd om ter goedkeuring te worden voorgelegd aan ESA's Space19+ Council-vergadering van Europese ruimteministers.

Een jaar na de vlucht, de analyse laat zien dat Lutetia een oer-asteroïde is, met een oppervlak bedekt met kraters, verpulverde rotsen en aardverschuivingen. Mogelijk heeft het miljarden jaren geleden ook geprobeerd een ijzeren kern te vormen. Credit:ESA 2010 MPS voor OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA