AIDA (международное космическое сотрудничество)
Предлагаемые космические миссии к астероидам

АИДА
Тип миссииДвойные астероидные зонды
ОператорЕКА / НАСА
Веб-сайтисследование AIDA
Начало миссии
Дата запуска
Ракета
Диморфос [5] ударник
Компонент космического корабляДАРТ
Дата удара26 сентября 2022 г.
(65803) Орбитальный аппарат Дидимос [6]
Компонент космического корабляГера , Милани , Ювентас
Орбитальная вставка14 декабря 2026 г. [7]

Миссии по оценке воздействия астероидов и отклонения ( AIDA ) — это предлагаемая пара космических зондов , которые будут изучать и демонстрировать кинетические эффекты столкновения ударного космического корабля с луной астероида . Миссия предназначена для проверки и подтверждения моделей воздействия, которые позволят космическому аппарату успешно отклонить астероид на пути столкновения с Землей . [8]

Первоначальный план предусматривал создание европейского космического корабля Asteroid Impact Mission (AIM) для работы в синергии с крупным ударником NASA под названием Double Asteroid Redirection Test (DART) и наблюдения за непосредственными последствиями удара. AIM был отменен в 2016 году, когда Германия не смогла профинансировать свою часть, и после некоторой негативной реакции в Европейском космическом агентстве (ESA) в 2018 году AIM был заменен на меньший космический корабль Hera , который был запущен через три года после DART для орбитального исследования и изучения кратера на астероиде. Hera также развернет два европейских CubeSat в глубоком космосе для близкого изучения астероидов: Juventas и Milani. [9]

DART столкнулся с Диморфосом , астероидом-спутником 65803 Дидим , 26 сентября 2022 года. [10] Гера прибудет к Дидимосу в декабре 2026 года, через четыре года и три месяца после столкновения DART . [11]

История

Инфографика, демонстрирующая эффект воздействия DART на орбиту Didymos B с развертыванием LICIACube

Первоначально роль Hera должна была быть реализована гораздо более крупным космическим аппаратом под названием Asteroid Impact Mission (AIM) [ 12], который бы наблюдал за шлейфом, кратером и недавно обнаруженным материалом, чтобы предоставить уникальную информацию для отклонения астероида, науки и горнодобывающих сообществ. В декабре 2016 года Европейское космическое агентство (ESA) отменило разработку космического аппарата AIM после того, как Германия решила финансировать только проект ExoMars . [13] Германия предложила покрыть только 35 миллионов из 60 миллионов, необходимых для продолжения части AIM, [13] и этого было недостаточно для продолжения разработки. [14] Если бы AIM был разработан, его условные требования в 2012 году были следующими: [15] [16]

  • астероидный посадочный модуль (на основе немецкого MASCOT ) для проведения измерений на месте
  • тепловизионный инфракрасный тепловизор для различения различных свойств поверхности, например, камней или зернистых поверхностей
  • моностатический высокочастотный радар для получения информации о структуре поверхности астероида
  • бистатический низкочастотный радар (на орбитальном аппарате и на посадочном модуле), позволяющий заглянуть внутрь астероида и получить данные о его внутренней структуре
  • два межпланетных CubeSat [17] [18]
  • оптическая связь в дальнем космосе .

Согласно первоначальному предложению, AIM должен был быть запущен в октябре 2020 года, а DART — в июле 2021 года. AIM должен был выйти на орбиту более крупного астероида и изучить его состав и состав его спутника. Затем DART должен был столкнуться со спутником астероида в октябре 2022 года во время близкого сближения с Землей. [19] AIM должен был изучить прочность астероида, физические свойства поверхности и внутреннюю структуру, а также измерить влияние на орбиту спутника астероида вокруг более крупного астероида.

Тем не менее, NASA продолжило разработку миссии DART к 65803 Didymos и планирует измерить последствия удара с помощью наземных телескопов [20] [21] и с помощью итальянского CubeSat, который DART возьмет с собой. После отмены AIM директор ESA Ян Вернер заявил о своих намерениях возродить европейскую миссию в той или иной форме. [20] Этьен Шнайдер , заместитель премьер-министра Люксембурга , выразил сожаление в связи с отменой AIM и прокомментировал, что его страна продолжит выступать за реализацию миссии. [22]

Статус

К марту 2018 года предложение Hera находилось на этапе B1, где составлялся предварительный проект. 7 января 2019 года команда Hera объявила о выборе двух CubeSat для участия в миссии: APEX и Juventas . [23] В ноябре 2019 года должностные лица ЕКА одобрили запуск Hera в 2024 году. [ 24] В сентябре 2020 года ЕКА заключило контракт, охватывающий детальное проектирование, изготовление и тестирование Hera. [9] В этом случае APEX CubeSat также заменяется на Milani , названный в честь покойного Андреа Милани, [25] [26] выдающегося профессора и ведущего ученого по астероидам.

В 2018 году Итальянское космическое агентство (ASI) приняло решение предоставить NASA вторичный космический аппарат под названием LICIACube ( легкий итальянский CubeSat для получения изображений астероидов ), состоящий из 6 модулей CubeSat, который был совмещен с DART и отделился за 15 дней до столкновения 11 сентября 2022 года для получения изображений выброса, пролетающего мимо астероида. [27] [28] [29] [30] LICIACube оснащен двумя оптическими научными камерами, получившими название LUKE и LEIA.

Сотрудничество

Миссия AIDA является совместным международным проектом Европейского космического агентства (ESA), Немецкого аэрокосмического центра (DLR), Обсерватории Лазурного берега (OCA), NASA и Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (JHU/APL). [19]

Миниатюрный лидар на борту Hera будет предоставлен консорциумом команд из Португалии, Польши и Ирландии. [6] Два спутника CubeSat будут развернуты Hera в Дидимосе: [31] Milani CubeSat разрабатывается Италией, Чехией и Финляндией. [32] [33] Juventas CubeSat разрабатывается GomSpace и румынским подразделением GMV . [34 ]

Наряду с исследованием ударного кратера DART , Hera также может нести японский ударный элемент, который будет копией малого ударного элемента (SCI) на борту миссии по возвращению образцов астероида Hayabusa2 . [12] DART НАСА взял с собой пролетный CubeSat 6U, называемый LICIACube, который был разработан Итальянским космическим агентством (ASI) для получения изображений выброса. [27] [28] [29]

DART и LICIACube

Иллюстрация космического аппарата DART и LICIACube, приближающихся к Диморфосу .

DART или Double Asteroid Redirection Test представлял собой ударный аппарат весом 500 кг (1100 фунтов), на котором была установлена ​​одна камера — Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation (DRACO), созданная на основе камеры LORRI на борту New Horizons , — для поддержки автономного наведения на центр спутника Didymos B. [ 35] На нем также находился итальянский кубсат под названием LICIACube, который был выпущен до столкновения 11 сентября 2022 года для получения изображений события. [36] Предполагается, что столкновение 500-килограммового (1100 фунтов) [37] DART со скоростью 6 км/с (3,7 миль/с) [21] вызовет изменение скорости порядка 0,4 мм/с, что приведет к небольшому изменению орбиты Didymos B, но со временем к большому изменению орбитального положения (или орбитальной фазы). [15] [19] [16] DART атаковал Dimorphos 26 сентября 2022 года. [10]

  • Анимированное видео миссии DART от запуска до столкновения с отделением LICIACube
  • DART в конфигурации запуска
    DART в конфигурации запуска
  • LICIACube, спутник-компаньон зонда DART
    LICIACube, спутник-компаньон зонда DART

Гера

Зонд Hera и его 2 кубсата, Milani и Juventas

Hera — европейский компонент миссии ESA–NASA AIDA. Космический аппарат Hera , одобренный 29 ноября 2019 года, [24] сосредоточится на ключевых измерениях для проверки моделей удара и отклонения астероида, таких как подробная характеристика ударного кратера, созданного ударником DART . [38] Hera также измерит результат удара DART, такой как изменение орбиты двойной системы, [38] и позволит подробно охарактеризовать объем и свойства поверхности Диморфоса, а также измерить объем и морфологию ударного кратера DART . [39]

Базовая полезная нагрузка Hera включает камеру, миниатюрный лидар и два CubeSat, предназначенных для характеристики астероидов. Конструкция космического корабля допускает 40 килограммов (88 фунтов) дополнительной массы полезной нагрузки, включая Small Carry-on Impactor (SCI), предложенный японским космическим агентством JAXA . Рассматриваются и другие варианты, такие как небольшой посадочный модуль. [38] Hera была запущена на Falcon 9 7 октября 2024 года. [4]

Предлагаемая полезная нагрузка

Предполагаемая полезная нагрузка на Hera : [16] [12] [6]

  • Камера для кадрирования астероидов, позволяющая получить информацию о динамике двойного астероида и его физических характеристиках. [40]
  • Лидарный лазерный высотомер для измерения форм двух тел и ограничения массы луны астероида. [40]
  • Тепловизор [40]
  • Milani — это 6-юнитовый CubeSat, несущий визуальный и ближний ИК-спектрометр ASPECT и VISTA для характеристики пыли. Milani будет изучать состав поверхности двойной системы и выполнять технологические демонстрационные эксперименты, связанные с межспутниковой связью (ISL) и автономной оптической навигацией. CubeSat будет работать в течение 3–6 месяцев в непосредственной близости от системы. [41]
  • Juventas — это 6-секционный CubeSat , несущий камеру и низкочастотный радар (JuRa) для определения внутренней структуры Диморфоса. [42] [43] Он будет работать в течение 3–6 месяцев вблизи астероида. [7] В конце своей миссии он попытается совершить посадку на поверхность Диморфоса, чтобы получить данные крупным планом. [7]

Проектирование миссии

Схема, показывающая ход миссии. В текущем предложении AIM заменен на Hera , MASCOT отсутствует, а CubeSats теперь предполагается 6U вместо 3U

AIDA будет нацелена на 65803 Didymos , двойную астероидную систему, в которой один астероид вращается вокруг меньшего. Диаметр основного астероида составляет около 800 метров (2600 футов); его малый спутник составляет около 150 метров (490 футов) в диаметре на орбите примерно в 1,1 км (0,68 мили) от основного. Didymos не является астероидом, пересекающим орбиту Земли , и нет никакой возможности, что эксперимент по отклонению может создать опасность столкновения с Землей. [16]

Удар 300-килограммового (660 фунтов) космического корабля DART на скорости 6,25 км/с вызовет изменение скорости порядка 0,4 мм/с, что приведет к значительному изменению взаимной орбиты этих двух объектов, но лишь к минимальному изменению гелиоцентрической орбиты системы. [15] [19] [16] AIDA предоставит большую выгоду, получив размер образовавшегося ударного кратера в дополнение к измерению передачи импульса, поскольку для расчета эффективности передачи импульса необходимы эффекты пористости и прочности цели . [19] [16]

DART врезался в небольшую луну астероида Дидим 26 сентября 2022 года, в то время как Hera прибудет к Дидимосу в 2027 году, через пять лет после падения DART . Чтобы максимизировать научный результат, команда AIDA предложила отложить запуск DART , чтобы Hera первой прибыла к астероиду, что позволит ей изучить воздействие DART , шлейф, кратер и недавно вышедший на поверхность материал. [12] Хотя большинство первоначальных целей AIDA все равно будут достигнуты, если Hera прибудет после DART , недостатком является то, что данные прямого наблюдения за воздействием и выбросом не будут получены. [12]

Архитектура миссии AIDA

Космический корабль-носительВторичный космический аппаратЗамечания
ДАРТLICIACube [27]
ГераЮвентас [42] [7]
  • Авторы GomSpace и GMV
  • 6U CubeSat орбитальный аппарат
  • Камера, моностатический низкочастотный радар JuRa, [43] акселерометры и гравиметр [40]
  • Попытается приземлиться на поверхность астероида [7] [40]
Милани [9]
  • Консорциум Италия/Чехия/Финляндия
  • 6U CubeSat орбитальный аппарат
  • Спектрометр VIS/ближнего ИК-диапазона, анализатор летучих веществ
  • Охарактеризует состав поверхности Дидимоса и Диморфоса, а также пылевую среду вокруг системы.
  • Проведет демонстрационные эксперименты по технологии

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Талберт, Триша (17 февраля 2021 г.). «Запуск DART перемещается во вторичное окно». Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  2. ^ "Hera". ESA . Сентябрь 2022. Получено 20 октября 2022 .
  3. ^ "Falcon 9 (Block 5) | Hera". NextSpaceflight.com . Получено 4 сентября 2024 г. .
  4. ^ ab Foust, Jeff (20 октября 2022 г.). "ESA переводит две миссии на Falcon 9". SpaceNews . Получено 20 октября 2022 г. .
  5. ^ "Исследование AIDA". Европейское космическое агентство. 19 декабря 2012 г. Архивировано из оригинала 20 октября 2014 г. Получено 19 сентября 2014 г.
  6. ^ abc Карнелли, Ян (11 октября 2017 г.). "Исследование миссии Геры" (PDF) . ESA . ​​Получено 11 июня 2018 г. .
  7. ^ abcde Juventas CubeSat в поддержку миссии ЕКА «Гера» на астероид Дидимос Ханна Р. Голдберг, Озгюр Каратекин, Биргит Риттер, Ален Эрике, Паоло Тортора, Клаудиу Приорок, Борха Гарсиа Гутьеррес, Паоло Мартино, Ян Карнелли. 33-я ежегодная конференция AIAA/УрГУ по малым спутникам
  8. ↑ Обоснование миссии AIDA. Архивировано 11 мая 2015 г. на Wayback Machine . ESA, 25 мая 2012 г.
  9. ^ abc "Промышленность начинает работу над европейской миссией планетарной обороны Hera". 15 сентября 2020 г. Получено 16 июня 2021 г.
  10. ^ ab Bardan, Roxana (26 сентября 2022 г.). «Миссия NASA DART поражает астероид в ходе первого в истории испытания планетарной обороны». NASA . Получено 30 сентября 2022 г. .
  11. ^ "Hera". www.esa.int . Получено 5 мая 2022 г. .
  12. ^ abcde Мишель, Патрик; Кюпперс, Майкл; Сиркс, Хольгер; Карнелли, Ян (26 апреля 2017 г.). «Европейский компонент миссии AIDA к бинарному астероиду: характеристика и интерпретация воздействия миссии DART» (PDF) . Advances in Space Research (статья). 62 (8) (опубликовано 18 декабря 2017 г.): 2261– 2272. doi :10.1016/j.asr.2017.12.020. S2CID  55274187.
  13. ^ ab Марсоход ExoMars получает финансирование, несмотря на крушение посадочного модуля на Марс Скиапарелли. Аликсандра Каоле Вила, Nature World News , 7 декабря 2016 г.
  14. ^ NASA продолжает миссию по исследованию астероидов, несмотря на решение ЕКА о финансировании Джефф Фауст, Space News 13 декабря 2016 г.
  15. ^ abc Cheng, AF; Michel, P.; Reed, C.; Galvez, A.; Carnelli, I. (2012). DART: Тест перенаправления двойного астероида (PDF) . Европейский планетарный научный конгресс 2012 г. EPSC Abstracts.
  16. ^ abcdef Мишель, П.; Ченг, А.; Карнелли, И.; а. Ривкин, К.; Гальвез, А.; Уламец, С.; Рид, К. (февраль 2015 г.). «AIDA: Миссия по оценке воздействия и отклонения астероидов изучается в ЕКА и НАСА» (PDF) . Обсерватория Лазурного Берега . 1829 : 6008. Бибкод : 2015LPICo1829.6008M . Проверено 29 марта 2015 г.
  17. ^ Спутники Cubesat для миссии ESA Astroid [sic]. Источник: ESA. 2 ноября 2015 г.
  18. ^ Лазаньи Манги, Риккардо; Моденини, Дарио; Дзаннони, Марко; Тортора, Паоло (2018). «Предварительный орбитальный анализ миссии Cube Sat к двойной системе астероидов Дидимос». Достижения в космических исследованиях . 62 (8): 2290–2305 . Бибкод : 2018AdSpR..62.2290L. дои : 10.1016/j.asr.2017.12.014. hdl : 11585/632497 . S2CID  125298773.
  19. ^ abcde Исследование оценки воздействия и отклонения астероидов (AIDA). Архивировано 07.06.2015 на Wayback Machine .
  20. ^ ab Foust, Jeff (15 февраля 2017 г.). «NASA продолжает миссию к астероиду, несмотря на решение о финансировании ESA». SpaceNews . Получено 11 июня 2018 г.
  21. ^ ab Andone, Dakin (25 июля 2017 г.). "NASA представляет план по испытанию техники защиты от астероидов". CNN . Получено 25 июля 2017 г. .
  22. ↑ Генри, Калеб (15 февраля 2017 г.). «Люксембургский министр не желает позволить миссии ЕКА по исследованию астероидов умереть без борьбы». SpaceNews . Получено 10 июня 2018 г.
  23. ^ Бергин, Крис (7 января 2019 г.). «Hera добавляет цели в испытательную миссию по планетарной обороне». NASASpaceFlight.com . Получено 11 января 2019 г. .
  24. ^ ab Миссия Hera одобрена, поскольку ЕКА получает самый большой бюджет за всю историю. Керри Хебден, Room Space Journal . 29 ноября 2019 г.
  25. ^ «Андреа Милани (1948–2018)» . 29 ноября 2018 г.
  26. ^ "L'INDUSTRIA ITALIANA IN PRIMA LINEA NELLA MISSIONE HERA DELL'ESA" . 15 сентября 2020 г.
  27. ^ abc Астероиды падают на Землю уже миллиарды лет. В 2022 году мы нанесем ответный удар. Архивировано 31 октября 2018 г. в Wayback Machine Энди Ривкин, Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. 27 сентября 2018 г.
  28. ^ аб Кречмар, Питер; Кюпперс, Михаэль (20 декабря 2018 г.). «Революция CubeSat» (PDF) . ЕКА . Проверено 24 января 2019 г.
  29. ^ ab Тест на перенаправление двойного астероида: Земля наносит ответный удар. Елена Адамс; Дэниел О'Шонесси; Мэтью Рейнхарт и др. 2019 IEEE Aerospace Conference; 2–9 марта 2019 г. doi :10.1109/AERO.2019.8742007 Цитата: «Кроме того, DART несет 6U CubeSat, предоставленный Agenzia Spaziale Italiana (ASI). CubeSat предоставит изображения, документирующие столкновение, а также наблюдение на месте за местом столкновения и образовавшимся выбросом».
  30. ^ Моделирование и визуализация выброса удара DART для оперативного планирования полета CubeSat. Fahnestock, E.; Yu, Y.; Cheng, AF Astronomy Abstract Service; декабрь 2018 г.
  31. ^ Карнелли, Ян (31 января 2018 г.). "Статус AIM/Hera" (PDF) . ESA . ​​Получено 11 июня 2018 г. .
  32. ^ "Missione Hera, Tyvak Int., реализующая кубы "Андреа Милани"" . 16 сентября 2020 г. Проверено 16 июня 2021 г.
  33. ^ "НАЗАД В КОСМОС: В 2024 ГОДУ МИЛАНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИМЕТ УЧАСТИЕ В ПЕРВОЙ МИССИИ ПО ПЛАНЕТАРНОЙ ОБОРОНЕ". 16 сентября 2020 г. Получено 16 июня 2021 г.
  34. ^ "CubeSats joining Hera mission to asteroid system". Space Daily . 8 января 2019 г. Получено 11 января 2019 г.
  35. ^ https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/fy2021_congressional_justification.pdf - 10 февраля 2020 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  36. ^ "LICIACUBE: NASA CHOOSES AN ARGOTEC'S SMALLSAT!". Argotec . Архивировано из оригинала 25 июня 2020 года . Получено 17 декабря 2019 года .
  37. ^ DART: Домашняя страница в APL Архивировано 10.05.2018 в Wayback Machine . Космический корабль DART. APL, 2017.
  38. ^ abc Миссия Hera: европейский компонент миссии ESA-NASA AIDA к бинарному астероиду. Мишель, Патрик; Кюпперс, Майкл; Карнелли, Ян. 42-я научная ассамблея КОСПАР. Состоялась 14–22 июля 2018 г. в Пасадене, Калифорния, США, Тезисы доклада. B1.1-42-18
  39. ^ Raducan, Sabina D.; Collins, Gareth S.; Davison, Thomas M. (1 мая 2019 г.). «Численное моделирование воздействия DART и важность миссии Hera» (PDF) . Конференция IAA по планетарной обороне . Вашингтон, округ Колумбия. S2CID  150382273. Архивировано из оригинала (PDF) 27 апреля 2021 г. . Получено 27 апреля 2021 г. .
  40. ^ abcde Исследование двойного астероида 65803 Didymos миссией Hera. EPSC Abstracts. Том 13, EPSC-DPS2019-583-1, 2019. Совместное заседание EPSC-DPS 2019. 15–20 сентября 2019 г.
  41. ^ Феррари, Фабио; Францезе, Витторио; Пульятти, Маттиа; Джордано, Кармине; Топпуто, Франческо (15 марта 2021 г.). «Предварительный профиль миссии Milani CubeSat Геры». Достижения космических исследований (статья). 67 (6): 2010–2029 . arXiv : 2102.01559 . Бибкод : 2021AdSpR..67.2010F. дои : 10.1016/j.asr.2020.12.034. ISSN  0273-1177. S2CID  231750015.
  42. ^ ab Низкочастотный радар для обнаружения астероидов с помощью Juventas Cubesat на HERA. Ален Эрик, Дирк Плеттемайер, Влодек Кофман, Ив Роже, Кристофер Бак и Ханна Голдберг. EPSC Abstracts. Том 13, EPSC-DPS2019-807-2, 2019. Совместное заседание EPSC-DPS 2019.
  43. ^ ab JuRa: радар Juventas на Гере для познания Дидимуна Ален Эрик, Дирк Плеттемайер, Ханна Голдберг, Влодек Кофман и команда JuRa. EPSC Abstracts. Том 14, EPSC2020-595. doi :10.5194/epsc2020-595.
  • Страница ESA Hera
  • Страница сообщества Hera
  • JAXA Гера страница
  • Научные слова: Didymoon
  • Видео: 5-минутная презентация AIDA на YouTube.
  • Видео: 4-минутная презентация Геры на YouTube
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=AIDA_(международное_космическое_сотрудничество)&oldid=1268203284"