ESA planuje misję do najmniejszej dotąd planetoidy

Koncepcyjna misja Hera byłaby pierwszą misją do planetoidy podwójnej: 780-metrowego Didymosa i 160-metrowego drugiego składnika układu. Hera będzie badała skutki uderzenia sondy DART w mniejszy obiekt. Źródło: ESA

Planowana przez Europejską Agencję Kosmiczną misja Hera ustanowi nowy rekord w przestrzeni kosmicznej. Sonda badająca planetoidy nie tylko będzie pierwszą sondą, która odwiedzi podwójny układ planetoid – parę Didymos – ale też mniejszy z tych dwóch obiektów, rozmiarami podobny do Wielkiej Piramidy w Gizie, stanie się najmniejszą planetoidą kiedykolwiek odwiedzoną przez sondę.

Z daleka jedna planetoida wygląda tak jak druga, do momentu gdy bezpośrednio je ze sobą porównamy. Sprawdzając dobrze znany wykres skali przygotowany przez Planetary Society i obejmujący wszystkie planetoidy i komety jak dotąd zbadane przez sondy kosmiczne zauważymy, że Didymos byłby na nim jedynie niewielką kropką, a jego mniejszy księżyc miałby problem z zajęciem jednego piksela.

Sam Didym0s ma średnice jedynie 780 metrów – to mniej niż jakakolwiek inna planetoida odwiedzona przez planetoidę, za wyjątkiem 350-metrowej planetoidy Itokawa odwiedzonej przez sondę Hayabusa oraz 500-metrowej planetoidy Bennu, wokół której obecnie krąży sonda Osiris-REx.

Oznacza to, że krążący wokół Didymosa księżyc Didymoon jest najmniejszą ze wszystkich planetoid, do których planowano jakiekolwiek misje kosmiczne. Jej rozmiary to jedynie 160 metrów.

“Mikroskopijne rozmiary Didymoona stają się naprawdę wyraźne gdy spojrzymy na inne planetoidy” mówi główny badacz misji Hera – Patrick Michel z CNRS.

Patrick jest także badaczem w zespole misji Hayabusa2 do planetoidy Ryugu o rozmiarach około 1 kilometra. “Zdjęcia z sondy Hayabusa2 przedstawiają nam duży głaz w pobliżu północnego bieguna Ryugu – ten pojedynczy głaz jest rozmiarami zbliżony do Didymoona”.

Niewielkie rozmiary Didymoona sprawiły, że został on wybrany do pionierskiego testu systemu obrony planetarnej. W 2022 roku amerykańska sonda DART uderzy w Didymoon starając się zmienić jego orbitę wokół większego Didymosa, tym samym testując możliwość zmiany toru lotu planetoidy.

“Nie będzie to pierwsza sonda, która uderzy w obiekt planetarny” dodaje Patrick. “Sonda Deep Impact uderzyła w kometę Tempel 1 w 2005 roku, ale nie próbowała odchylić jej trajektorii, a jedynie odsłonić materię podpowierzchniową. Sześciokilometrowej średnicy obiekt był do tego zbyt duży. Jednak Didymoon jest wystarczająco mały, a na ciasnej 12-godzinnej orbicie wokół obiektu macierzystego, jego okres orbitalny możemy zmienić w mierzalny sposób”.

Po uderzeniu, Hera będzie badała planetoidy Didymos w 2026 roku zbierając kluczowe informacje, których nie udałoby się zebrać z powierzchni Ziemi, w tym masę Didymoona, jego właściwości podpowierzchniowe oraz kształt krateru wybitego przez sondę DART.

“To nam da dobre szacunki transferu momentu pędu w trakcie uderzenia a tym samym skuteczności tej techniki odchylania trajektorii lotu” tłumaczy Michael Kuppers, naukowiec projektu z ESA. “Są to fundamentalne parametry, które umożliwią nam potwierdzenie numerycznych modeli impaktu niezbędne do projektowania przyszłych misji komicznych. W ten sposób lepiej zrozumiemy czy ta technika może być wykorzystana także do większych planetoid, dając nam pewność, że potrafimy chronić naszą planetę w razie potrzeby”.

Didymoon idealnie nadaje się do tych badań, bowiem właśnie takie obiekty stanowią klasę najwyższego ryzyka wśród obiektów zbliżających się do Ziemi: większe obiekty łatwiej śledzić, mniejsze ciała spalą się w atmosferze lub spowodują lokalne szkody, podczas gdy obiekt o rozmiarach Didymoona mógłby zniszczyć cały region naszej planety.

Układ Didymos jest także atrakcyjny pod względem dodatkowych badań naukowych, oferując informacje o powstawaniu układów podwójnych, które stanowią 15% znanych planetoid.

Źródło: Planetary Society

“Didymos rotuje bardzo szybko, obracając się wokół własnej osi w zaledwie dwie godziny” mówi Patrick. “W pobliżu równika jego słabe oddziaływanie grawitacyjne może być przezwyciężone przez siłę odśrodkową, co potencjalnie może prowadzić do unoszenia materii z powierzchni – to główna teoria tłumacząca pochodzenie Didymoona. Zatem lądowanie na równiku byłoby nie możliwe. Trzeba byłoby lądować na jednym z biegunów tego obiektu.

“Niewielkie rozmiary Didymoona oznaczają, że wiemy o nim bardzo mało, ale zakładamy, że jest związany pływowo ze swoim ciałem macierzystym, tak jak Księżyc z Ziemią. Plan przewiduje wylądowanie co najmniej jednego CubeSata tam, aczkolwiek będzie to wymagało bardzo precyzyjnej nawigacji. Planetoida będzie miała grawitację rzędu jednej milionowej części grawitacji na Ziemi, a prędkość ucieczki z jej powierzchni to jedynie 6 centymetrów na sekundę, zatem cubesat może wylądować, odbić się od powierzchni i odlecieć w przestrzeń kosmiczną”.

Misja Hera jest aktualnie w fazie badań i zostanie dopiero zaprezentowana Radzie Space19+ w ESA. Start misji planuje się na 2023 rok.

Źródło: ESA

Sonda Deep Impact uderzyła w 6-km średnicy jądro komety Tempel 1 w dniu 4 lipca 2005 roku. Zdjęcie zostało wykonane 67 sekund po uderzeniu. Źródło: ESA
Sonda Double Asteroid Redirect Test (DART) stanowi amerykański element projektu AIDA, w ramach którego ma uderzyć w mniejszy z dwóch obiektów układu Didymos w październiku 2022 roku.