De missie naar de kleinste asteroïde die ooit is verkend, zal dezelfde hoofdcamera gebruiken als de missie naar de grootste van allemaal. Het door ESA voorgestelde Hera-ruimtevaartuig voor het Didymos-asteroïdepaar heeft zijn belangrijkste imager geërfd van NASA's Dawn-missie naar de Vesta- en Ceres-asteroïden.

Hera is momenteel het onderwerp van gedetailleerd ontwerpwerk, voorafgaand aan de presentatie aan de Europese ministers van Ruimtevaart tijdens de Space19+ Ministeriële Raad eind dit jaar, voor lancering eind 2023. Het ruimtevaartuig zal een kleine maan met een diameter van 160 m van de Didymos-asteroïde met een diameter van 780 m onderzoeken, in de nasleep van een baanbrekend planetair verdedigingsexperiment.

Maar de Asteroid Framing Camera (AFC) die Hera zal gebruiken om door de ruimte te navigeren en de beoogde dubbele asteroïden te onderzoeken, is al gebouwd en klaar. Twee van deze camera's - Hera zal een paar dragen, voor redundantie – zitten in beschermend stikstofgas in een cleanroom in Göttingen, Duitsland.

"De AFC is speciaal ontworpen voor NASA's Dawn-missie naar de twee grootste lichamen in de asteroïdengordel:Vesta, op 525 km doorsnee, en 946 km diameter Ceres, " legt Holger Sierks van het Max Planck Institute for Solar System Research uit.

"Er was geen andere camera aan boord van het ruimtevaartuig, dus de AFC had een cruciale rol, zowel voor navigatie als voor wetenschappelijk onderzoek worden ingezet.

"De AFC werkte als een Zwitsers uurwerk gedurende de 11-jarige levensduur van Dawn. Voordat Dawn uiteindelijk eindigde in november 2018, kwam het ruimtevaartuig tot op 30 km van het oppervlak van Ceres, en gaf een spectaculair uitzicht op de opvallende lichtpunten.

"Tegelijkertijd de camera, uitgerust met zeven spectrale filters van het zichtbare tot het nabij-infrarood, spectrale informatie over deze formaties kon verzamelen, evenals de rest van de asteroïden. Een achtste heldere filter werd gebruikt toen de AFC werd gebruikt voor navigatiedoeleinden en voor breedbandige oppervlaktewetenschap."

Twee AFC-vluchteenheden werden door het Instituut aan NASA geleverd, in samenwerking met het DLR German Aerospace Center en het Institute of Computer and Network Engineering van de Technische Universiteit van Braunschweig. Er werd een reservecamera gebouwd en bewaard in het Instituut om indien nodig een vluchteenheid te vervangen.

"We hadden nog reserve, subsystemen voor vliegkwaliteit, inclusief de optica die we konden integreren in een volledige camera, dus eindigde met twee vluchtklare reserveonderdelen op de plank, " voegt Holger toe. "We wilden een vluchtgebruik voor hen vinden, en besloten dat we deze volledig missie-bewezen camera's gratis moesten bijdragen aan Europa's volgende asteroïde-missie."

De AFC van 5,5 kg lijkt op een doos ter grootte van een computerprinter met stroom en massageheugen met een thermisch geïsoleerde telescoop die eruit steekt. Maximale beeldgevoeligheid wordt gegarandeerd door de CCD-lichtdetector van de telescoop te koelen tot -60 °C.

Er is al een camera met een kwalificatiemodel uitgeleend aan GMV in Spanje voor de ontwikkeling van autonome navigatiesystemen voor Hera. Hierdoor kan het team hun feature-detecterende algoritmen testen met dezelfde hardware die daadwerkelijk zal worden gevlogen.

Hoewel de AFC speciaal voor Vesta en Ceres is ontworpen, Holger legt uit dat de camera ook heel goed bij Hera past, vooral met zijn dubbele wetenschaps- en navigatiefunctionaliteit:"Toen we hem ontwierpen, die twee asteroïden waren bij ons alleen bekend als kleine stippen in de lucht, op zijn best slechts een paar pixels breed met de Hubble-ruimtetelescoop, zoals het Didymos-systeem vandaag. De optiek van de camera – het werk van de firma Kayser-Threde in München, nu eigendom van OHB - zijn vervormingsvrij met een scherpe focus, tot op 150 m van het doeloppervlak."

Het Max Planck Institute for Solar System Research bouwde ook de belangrijkste Osiris-wetenschappelijke imager van de Rosetta-komeetjager, heeft dus veel ervaring met het van dichtbij in beeld brengen van verre planetoïden. "Deze lichamen zouden zo donker zijn als houtskool voor het menselijk oog, dus er zijn zeer gevoelige detectoren en zorgvuldig ingeschatte belichtingstijden nodig om te zien wat we zien."

Hera's planetaire verdedigingsdoel voelt persoonlijk aan voor Holger en de rest van het Institute-team. Het team ontmoette elkaar onlangs in de Duitse stad Nördlingen, gelegen in een krater met een diameter van 24 km, gevormd door een inslaande binaire asteroïde net als Didymos en zijn maan, naar schatting 14 miljoen jaar geleden.