ESA’nın Hera misyonu iki CubeSat’ı da beraberinde getiriyor. Dimorphos’a inecekler

Bundan yaklaşık bir yıl sonra Avrupa Uzay Ajansı Hera misyonunu başlatacak. Hedefi Didymos asteroiti olacak ve bu, 390 metrelik kaya yığınını ziyaret eden ikinci insanlı uzay aracı olacak. NASA’nın DART misyonu, gezegen savunmasını test etmek amacıyla Didymos’un minik aycığı Dimorphos’a kinetik bir çarpma cihazı düşürdü.

Hera, Dimorphos’taki çarpma kraterinin boyutunu ve morfolojisini ölçmek için ikili asteroit üzerinde bir takip araştırması gerçekleştirecek. Bunu kolaylaştırmak için Dimorphos’a inecek iki küçük CubeSat gerekiyor.

İki küçük uydunun bir asteroide iniş yapması garip görünebilir. Ancak Hera farklı hedefleri gerçekleştirmek için tasarlandı. Her şeyden önce ESA’nın Gezegensel Savunma programının bir parçası. Yani ana görevi, NASA’nın DART misyonunun Dimorphos ve Didymos üzerindeki etkisini incelemek, böylece Dünya’yı tehdit edebilecek tehlikeli asteroitlerin saptırılması hakkında daha fazla bilgi edinebilmektir. Ancak bu aynı zamanda bir teknoloji tanıtım görevidir.

CubeSats çifti, Robust Ballistic Landings adı verilen bir asteroit üzerine iniş için yeni bir yöntemi test edebilir.

Neredeyse hiç yer çekimi olmayan, dönen bir asteroitin üzerine bir şey indirmek zor bir iştir. Eğer karmaşık bir uzay aracına çok para harcamak istiyorsanız iyi sonuçlar alabilirsiniz. Ancak daha az masrafla ve daha az karmaşıklıkla yapılıp yine de başarılı olunabilir mi? CubeSats Milani ve Juventus da bunu yapmaya çalışacak.

CubeSat çifti, aletleri dışında aynıdır. Yaklaşık 12 kg (26,5 lbs) ağırlığındadırlar, üç eksenli stabilizedirler ve soğuk gaz tahrik sistemlerine sahiptirler. Cihazlarını Hera’nın ikili asteroitle ilgili çalışmasını tamamlamak için kullanacaklar. Cihazları arasında bir spektrometre, uçucu maddeleri ve organik maddeleri tespit etmek için bir termogravimetre, Dimorphos’un iç yapısını araştırmak için bir radar ve bir gravimetre yer alıyor. Ayrıca kameralar ve radyo ekipmanları da bulunmaktadır. Hera, Milani ve Juventus, Dimorphos ve Didymos’u yaklaşık 6 ay boyunca inceleyecek.

Daha sonra, görevlerinin sonunda Milani ve Juventus’un Dimorphos’a çıkması planlanıyor.

A yeni kağıt gönderildi arXiv CubeSats’ın Dimorphos’a inmek için kullanabileceği yeni bir yöntem sunuyor. Başlığı “Bir İkili Asteroitin İkincil Kısmına Sağlam Balistik İnişlerin Tasarımı ve Analizi”dir. Baş yazar, Birleşik Krallık’taki Glasgow Üniversitesi’nden Iosto Fodde’dir.

Yazarlar, “Hera gemisindeki iki CubeSat, Dimorphos adı verilen sistemin ikincil kısmına balistik bir iniş gerçekleştirmeyi planlıyor” diye yazıyor. “Bu tür inişler için, iniş sırasındaki öteleme durumu kontrol edilmiyor, bu da uzay aracının karmaşıklığını azaltıyor, aynı zamanda konuşlanma manevrası hatalarına ve dinamik belirsizliklere karşı duyarlılığını da artırıyor.”

Sağlam Balistik İniş Nedir? Temel olarak bu, bunun motorlu bir iniş olmadığı anlamına gelir.

İşin içinde çok fazla matematik var, ancak bu, müdahaleci olmayan Chebyshev enterpolasyonu (NCI) tekniği olarak adlandırılan şeye indirgeniyor. Temel olarak bir bilgisayar, CubeSat’ın olası durumlarının sayısının zaman içindeki büyüme oranını hesaplar. Bu, uzay aracının başarılı bir inişe olanak sağlayacak çarpma hızlarının ve açılarının sayısını sınırlamasına olanak tanır. Sonuç, uzay aracının inişini optimize edebilmesidir. Böylece minik CubeSat, diğer yöntemlere kıyasla yörüngesinin sağlamlığını artırabilir.

Yeni bir makalenin yazarları, “Sonuçta ortaya çıkan yörünge, geleneksel bir yönteme kıyasla yörüngenin sağlamlığını artırıyor, iniş başarısını %20 artırıyor ve iniş ayak izini önemli ölçüde azaltıyor” diyor.

NASA’nın başarılı asteroit örnek iade görevi OSIRIS-REx, örnekleri Dünya’ya geri getirmenin ne kadar önemli olduğunu güçlendirdi. Olağanüstü başarılıydı. Ama aynı zamanda karmaşık ve nispeten pahalı bir görevdi. Tüm bu karmaşıklık her görev için gerekli değildir. Bu makalenin yazarları, basit bir uzay aracının bir asteroit üzerine indirilmesinin ne kadar basit bir şekilde birçok şeyi ortaya çıkarabileceğine dikkat çekiyor. “Uzay aracı-yüzey etkileşimi, asteroitin iç yapısı ve malzeme özellikleri hakkında doğrudan bilgi sağlarken, asteroitlerin cihazları asteroiti daha ayrıntılı olarak karakterize etmek için bazı yerinde ölçümler yapabildiğinden, asteroitlerin yüzeyine inişler bilimsel getiri açısından inanılmaz derecede değerlidir. derinlik” diye yazıyorlar.

Dolayısıyla asteroitlere iniş yapmanın güvenilir bir yolunu geliştirmek, onları incelemenin bir parçası.

Milani ve Juventus, Hera misyonunun sonunda Dimorphos’a çıkarma girişiminde bulunacak. O zamana kadar kayalar ve kraterler de dahil olmak üzere yüzey hakkında ayrıntılı bilgiye sahip olacaklar. Ancak Dimorphos ikili bir sistemdir ve bu, diğer şeylerin yanı sıra, önceki asteroit görevlerinin uğraşmak zorunda olmadığı ek karmaşıklığı da beraberinde getirir. Yazarlar, “Birincil maddenin büyük etkisinden kaynaklanan karmaşık dinamikler, her iki gövdenin küresel olmayan şekli ve düşük yerçekimi kuvvetleri, iniş yörüngesi tasarımını zorlaştırıyor” diye açıklıyor.

Araştırmacılar özellikle CubeSats’ın DART’ın çarpma krateriyle aynı yarım küreye yerleştirilmesini incelediler. Bu, iniş hızını azaltmak için ilave bir frenleme manevrası gerektirecektir. NCI sağlam balistik iniş yöntemi, “belirsizlikler dikkate alınmadan tasarlanan bir yörüngeye kıyasla iniş başarı yüzdesini %74,3’ten %94,7’ye çıkardı.” Bu, özellikle daha karmaşık uzay aracı tasarımı gerektirmediğinde mühendisleri heyecanlandıran önemli bir gelişmedir.

Yazarlar şöyle açıklıyor: “Bu, ortalama çarpma açısını artırma ve ortalama iniş boylamını istenen konumdan uzaklaştırma pahasına geliyor.” “Ancak, bu değişikliklere rağmen sağlam gidişatın çok daha arzu edilir olduğu görüldü.”

Yazarlar, “Bu sonuçlar, Dimorphos’a balistik iniş tasarımı için bu metodolojinin potansiyelini gösteriyor” diyor.