Volo radar verso il centro dell'asteroide Hera con Juventas CubeSat

“Gli asteroidi oggi sono frammenti di collisioni tra gli elementi costitutivi del nostro intero sistema solare. Se riusciamo a vedere l'interno di un asteroide, possiamo ottenere preziose informazioni sull'evoluzione del sistema solare e sui modi per difendere il nostro pianeta.” Michael Kuipers, scienziato del progetto Hera dell'Agenzia spaziale europea. “Questo asteroide è un enorme monolite o piuttosto un mucchio di macerie tenute insieme dalla sua stessa gravità? La risposta a questa domanda ha implicazioni pratiche su come gli asteroidi in arrivo si allontaneranno dalla Terra in futuro”.

Lo Juventas CubeSat misura appena 37x23x10 cm ed è stato progettato per l'Agenzia Spaziale Europea da un'azienda lussemburghese. Gomspace. La navicella spaziale sarà integrata presso la sede di GomSpace in Danimarca. L'azienda è specializzata in CubeSats: piccoli satelliti a basso costo assemblati da scatole standardizzate da 10 cm, solitamente destinati al posizionamento nell'orbita terrestre.

Costruire per lo spazio profondo

Jan Persson guida il progetto Juventas per GomSpace: “Questa è una missione molto diversa dai soliti CubeSats che costruiamo e gestiamo. Andare oltre l'orbita terrestre, nello spazio profondo, è una rara opportunità che richiede un'attenzione molto attenta ai dettagli richiesti. Anche la Juventas ha bisogno di un sistema di navigazione Agile per volare attorno a un asteroide”.

La missione dell'ESA sull'asteroide Hera è il contributo dell'Europa a un esperimento internazionale di difesa planetaria. Dopo l'impatto nel 2022 Missione Dart Sull’asteroide Dimorphos, la luna dell’asteroide più grande Didymos – che ha cambiato la sua orbita attorno a Didymos e ha inviato un pennacchio di detriti per migliaia di chilometri nello spazio – Hera tornerà a Dimorphos per esaminare da vicino il cratere lasciato da DART. La missione misurerà anche la massa e la composizione di Demorphos, insieme a Didymos. Hera sarà lanciata nell'ottobre 2024 con a bordo due CubeSat per l'osservazione ravvicinata della coppia di asteroidi: Juventas sarà affiancato dalla missione iperspettrale Milani. I tre rimarranno in contatto tra loro attorno agli asteroidi tramite un innovativo sistema di comunicazione satellitare.

Lancio del radar più piccolo di sempre

La Juventus, che prende il nome dalla figlia romana di Hera, può essere piccola ma ha una vasta impronta artistica. Lo strumento radar a bassa frequenza, il più piccolo sistema radar mai lanciato nello spazio, è stato progettato da Istituto di Planetologia e Astrofisica di Grenoble Seguace Università di Grenoble Alpi E il Università della Tecnologia di Dresdacon i dispositivi elettronici spenti Imtronix Lussemburgo. I segnali radar saranno trasmessi da quattro antenne lunghe 1,5 metri, più lunghe della stessa navicella della Juventus, fornite dalla Polonia. Astronica.

“Il radar Juventas (JuRa) è unico e fornirà alla scienza una rara visione della composizione degli asteroidi”, spiega Jan Persson. “È stato notevolmente miniaturizzato per adattarsi all'interno di un CubeSat. La sfida principale era che il dispositivo genera molto calore nel veicolo spaziale. Il nostro team di progettazione termica di GomSpace ha lavorato duramente per risolvere questo problema.”

“Per poter volare, Juventas dispone anche di una telecamera a luce visibile, di un lidar, di inseguitori stellari per la navigazione e di un sistema di propulsione a gas freddo, oltre a un collegamento radio intersatellitare per tracciare la propria posizione e condividere dati con Hera”, ha aggiunto Franco Pérez Lisi, sistemista Hera.

Per condurre un’indagine radar dell’asteroide più piccolo, Juventas entrerà in un’esclusiva “orbita Terminator autostabilizzante” attorno a Didymos. Ciò comporta la rotazione parallela alla linea giorno-notte dell’asteroide, bilanciando la debole gravità dell’asteroide con la debole ma costante pressione della luce solare stessa, chiamata pressione della radiazione solare. In effetti, la gravità di Didymos è così bassa che la Juventus orbiterà attorno all'asteroide a soli centimetri al secondo. JuRa trarrà vantaggio da quella bassa velocità per inviare più volte lo stesso segnale codificato all'asteroide, aumentando il rapporto segnale/rumore complessivo dello strumento. I segnali riflessi vengono decodificati e convertiti in un'immagine 3D sul terreno.

La discesa è iniziata

Una volta che Juventas avrà terminato la scansione radar, orbiterà attorno a Dimorphos per iniziare la fase successiva della sua missione: l'atterraggio sull'asteroide più piccolo. “Stiamo ancora analizzando il modo migliore per farlo, ma la nostra velocità deve essere sufficientemente bassa – nell'ordine dei centimetri al secondo – affinché la Juventus possa atterrare senza rimbalzare nello spazio”, afferma Jan Persson. ed entrano in gioco i giroscopi”. “Il comitato raccoglierà dati per saperne di più sulle proprietà della superficie. Quando Juventas si fermerà, vogliamo che abbia una configurazione stabile per alimentare il secondo carico scientifico della navicella, il gravimetro GRASS.”

GRASS (Gravity Meter for Small Objects in the Solar System) è il primo strumento in grado di misurare direttamente la gravità sulla superficie di un asteroide. Sviluppato dall'Osservatorio reale belga (rapinare) In collaborazione con l'azienda spagnola Emxi. Il piano è quello di registrare come cambiano i livelli di gravità su Demorphos nel corso della sua orbita attorno a Didymos.

Sia Juventas che Milani CubeSats si sono ora uniti alla nave madre Hera per i test presso l'ESTEC Test Center dell'ESA nei Paesi Bassi, la più grande struttura di test su veicoli spaziali in Europa. Il trio è stato recentemente collocato nella camera di compatibilità elettromagnetica di Maxwell per garantire che i collegamenti tra i satelliti funzionino correttamente.