Misja Hera, a z nią obrona planetarna, coraz bliżej
Misja ESA Hera i jej dwa CubeSaty współdziałały tak, jakby znajdowały się w przestrzeni kosmicznej, pomyślnie przechodząc testy w Maxwell Test Chamber w Holandii.
Jak wskazują inżynierowie ESA, trzy pojazdy kosmiczne komunikowały się ze sobą, dzieląc się danymi i informacjami w tym samym czasie, gdy ich statek-matka Hera otrzymywał polecenia od kontrolerów misji w European Space Operations Center (ESOC) w Darmstadt w Niemczech.
Testy, jak tłumaczą naukowcy, odbyły się w komorze kompatybilności elektromagnetycznej Maxwell, będącej częścią Centrum Testowego ESTEC ESA, największego ośrodka testowego statków kosmicznych w Europie. Wysokie na 9 metrów metalowe ściany Maxwella chronią przed wszelkimi zewnętrznymi zakłóceniami radiowymi, od wewnątrz są one wyłożone piankowymi piramidami, które pochłaniają wszystkie fale radiowe z testowanych systemów kosmicznych. Rezultatem jest miejsce, które naśladuje nieskończoną pustkę kosmosu.
„Po zamknięciu drzwi Maxwella staje się to jedynym miejscem, w którym możemy swobodnie i bezpiecznie obsługiwać anteny Hery i jej dwóch CubeSatów. Przez resztę programu testowego misji polecenia telekomunikacyjne były wysyłane do statku kosmicznego za pośrednictwem kabli. Mamy już szczegółowe modele tego, jak będzie działać połączenie z Ziemią i połączenia między satelitami, ale testy pozwalają nam zweryfikować te modele z rzeczywistością” – wyjaśnia Franco Perez Lissi, inżynier Hera CubeSats.
Testy w ESOC, umożliwiły zespołowi misji Hera, zdalną obsługę statku kosmicznego oraz przesyłanie danych telemetrycznych i danych za pośrednictwem anteny głównego statku kosmicznego o średnicy 1,13 m, dokładnie tak, jak będzie to miało miejsce, gdy Hera znajdzie się w kosmosie. W tym samym czasie główny statek i jego CubeSaty komunikowały się również za pośrednictwem dedykowanych łączy międzysatelitarnych.
Antena statku Hera, wzmacnia sygnał w paśmie X ponad 4 tysiące razy, aby sygnał mógł dotrzeć do odległej Ziemi. Łącza międzysatelitarne w paśmie S łączące główny pojazd misji i jego CubeSaty są znacznie słabsze, porównywalne do domowego Wi-Fi.
Oparte na radiu definiowanym programowo, łącza międzysatelitarne, jak tłumaczą astronomowie, pełnią podwójną rolę – nie tylko wymieniają dane z Herą, która służy jako przekaźnik sygnału na Ziemię, ale także dostarczają informacji o zasięgu, pozwalając trio wiedzieć, gdzie znajdują się w danym momencie względem siebie, minimalizując ryzyko kolizji.
Wielopunktowe dane dopplerowskie (radar, który wykorzystuje efekt Dopplera do generowania danych o prędkości obiektów znajdujących się w pewnej odległości, odbywa się to poprzez odbijanie sygnału mikrofalowego od pożądanego celu i analizowanie, w jaki sposób ruch obiektu zmienił częstotliwość powracającego sygnału) dostarczane przez łącza między satelitami umożliwią również dokładniejszy pomiar pól grawitacyjnych asteroid Didymos i Dimorphos niż Hera mogłaby osiągnąć samodzielnie.
„Dzięki temu, że wszystko jest transmitowane bezpośrednio w powietrzu, udowodniliśmy, że wszystkie łącza mogą działać bez wzajemnego zakłócania się. W rzeczywistości spodziewaliśmy się niewielkiego pogorszenia jakości, ale tak naprawdę nie znaleźliśmy niczego – co nazywa się współczynnikiem sprzężenia, w którym sąsiednie anteny mogą się nawzajem odbierać – więc ostatecznie uzyskaliśmy bardzo dobrą wydajność” – wyjaśnia Paolo Concari, inżynier ds. systemów łączności Hera.
Jak tłumaczą inżynierowie ESA, testy objęły również wstępne częściowe rozmieszczenie satelitów CubeSat z górnego pokładu asteroidy Hera – para satelitów będzie pojedynczo wysuwana z urządzeń Deep Space Deployers, w których zostaną wyniesione w kosmos, ale pozostanie połączona z Herą, dopóki ich działanie i łączność radiowa nie zostaną potwierdzone przez testy.
Hera to, jak tłumaczą naukowcy, pierwsza misja ESA mająca na celu obronę planetarną. Ma wystartować w październiku 2024 roku, poleci do binarnego systemu asteroid Didymos w głębokiej przestrzeni kosmicznej, aby przeprowadzić zbliżenie do księżyca Dimorphos na orbicie wokół głównego ciała. Dimorphos o rozmiarach Wielkiej Piramidy jest ważnym obiektem w Układzie Słonecznym dla ludzkości, ponieważ jego orbita została zmieniona przez działalność człowieka w wyniku uderzenia misji DART NASA w 2022 roku.
Hera ma na celu zebranie kluczowych brakujących danych o układzie podwójnym asteroid dla naukowców, aby dzięki eksperymentowi DART mogła powstać skuteczna metoda obrony planetarnej. Aby zwiększyć ilość pozyskanych danych, Hera będzie miała towarzyszy w postaci pierwszych CubeSatów ESA, przenoszących dodatkowe instrumenty.
CubeSat Juventas zawiera instrument radarowy, który ma przeprowadzić pierwszą sondę radarową wewnętrznej struktury asteroidy, wraz z grawimetrem wykrywającym grawitację. Druga mini satelita Milani jest wyposażona w wielospektralną kamerę do badania mineralogii powierzchni, a także w detektor pyłu.
Emil Gołoś
