SpaceX wysłało misję ESA Hera do asteroidy, w którą uderzyliśmy w 2022

Choć misja ESA Hera nie jest misją, której celem ostatecznym jest Czerwona Planeta, data jej startu jest mocno powiązana z pozycją tego ciała niebieskiego. Trajektorię sondy zaplanowano bowiem tak, by w trakcie dwuletniej podróży przeleciała ona w pobliżu Marsa w marcu 2025 r. (przy okazji Hera dokona wtedy obserwacji Deimosa). Dwa lata po rozpoczęciu misji, w drugiej połowie 2026 r. sonda ma wejść na orbitę układu podwójnego asteroid Didymos-Dimorfos.

Mniejsza z tworzących układ Didymos-Dimorfos asteroid, o średnicy 151 m, nazwana Dimorfos, jedna z 1,3 miliona znanych nam tego typu ciał niebieskich w Układzie Słonecznym, była celem eksperymentu w 2022 r. Polegał on na wykorzystaniu sondy Dart o masie niespełna 600 kilogramów jako kinetycznego impaktora. Uderzenie w asteroidę miało pokazać w jak dużym stopniu jesteśmy w stanie zmienić orbitę takiego ciała niebieskiego. Eksperyment zakończył się sukcesem, obserwacje z Ziemi wykazały zmianę okresu obiegu Dimorfosa względem większej asteroidy Didymos (o średnicy 780 metrów) - skrócony o około 33 minuty, a teleskop Hubble pokazał na zdjęciach wyrzuconą po zderzeniu w przestrzeń kosmiczną materię - doliczono się 37 skał. Rozmiar i odległość układu Didymos-Dimorfos od Ziemi (obecnie są to 104 miliony km) uniemożliwiają jednakże dokładną ocenę tego co wydarzyło się we wrześniu 2022 r.

To dlatego jeszcze przed wysłaniem sondy NASA Dart wiadome było, że konieczna jest misja uzupełniająca, a taką zaplanowała ESA pod nazwą Hera. To sonda, która zbliży się do obu asteroid i towarzyszące jej dwa mniejsze cubesaty. Jest to pierwszy pojazd zbudowany w ramach programu ESA Space Safety (Bezpieczeństwo Kosmiczne). To przedsięwzięcie, które zakłada działania zdążające do minimalizacji kosmicznych zagrożeń, które mogą dotknąć Ziemi. Jego elementem jest nie tylko obrona przed nadlatującymi asteroidami, ale też zaśmieceniem otoczenia Ziemi - na 2027 r. przewidziano misję Draco, która pomoże stworzyć dokładny model destrukcji satelity w ziemskiej atmosferze.

Misja Hera jest trzecią europejską misją do niewielkiego ciała niebieskiego w Układzie Słonecznym. W 1986 r. sonda Giotto sfotografowała z bliska jądro komety Halleya, a w 2014 r. sonda Rosetta zbadała inną kometę, 67P Churiumow-Gierasimienko. Po misji Hera, planowana jest misja ESA Ramzes, która w 2028 r. wyruszy na spotkanie z asteroidą Apophis.

Sonda Hera jest wyjątkowa pod kilkoma względami. To pierwszy pojazd, który wejdzie na orbitę wokół podwójnej asteroidy, a w tym najmniejszej asteroidy jaką kiedykolwiek mieliśmy okazję zbadać z bliska. Jako pierwsza misja ESA dostarczy małe cubesaty, które zbadają powierzchnię Dimorfosa - Juventas zajmie się obserwacjami radarowymi (jego rozkładane anteny zbudowała polska Astronika), a Milani spektroskopowymi. Oprogramowanie sondy powstawało przy współudziale innego polskiego przedsiębiorstwa - N7Space.

Hera to misja, która odwiedzi najszybciej rotującą asteroidę (Didymos obraca się w około 2,26 godziny) jaką mieliśmy okazję badać. Efektem programu jest też dokładna radarowa mapa wnętrza Dimorfosa - to jedna z rzeczy, oprócz dokładnej masy tej asteroidy, której jeszcze nie wiemy. Inne pytania na które odpowie misja Hera związane są z realnymi efektami zderzenia, których pomiary z Ziemi są obarczone sporym błędem lub wręcz są niedostrzegalne.

To bardzo istotne, gdyż misja NASA Dart przekonała nas, że Dimorfos należy do typu asteroid złożonych z kupy gruzu, które nie są łatwe do destrukcji, a jednocześnie stanowią spory odsetek obiektów potencjalnie zagrażających Ziemi. Choć pomysł impaktora kinetycznego wciąż jest rozważany, to ostatnio ponownie zaczęto zastanawiać się nad użyciem ładunków jądrowych, ale w inny sposób niż dotychczas - te eksplodując w pewnej odległości od asteroidy emitują dużą dawkę promieniowania rentgenowskiego, które może doprowadzić do odparowania sporej części asteroidy i również zmiany jej orbity. Analiza własności układu Didymos-Dimorfos po zderzeniu z pewnością będzie przydatna także dla naukowców rozważających tę jądrową opcję ochrony przed asteroidami.

Podstawowym celem misji ESA Hera jest wejście na orbitę wokół układu podwójnego Didymos-Dimorfos i kompleksowe badania asteroid z niewielkiej odległości, ze szczególnym uwzględnieniem miejsca uderzenia przez sondę Dart. Jednakże nie jest wykluczona opcja, w przypadku której w ostatecznej fazie badań sonda wyląduje na powierzchni Dimorfosa.

Dotychczasowe obrazy w świetle widzialnym dla Dimorfosa i Didymosa jakimi dysponujemy to zdjęcia wykonane przez zderzeniem sondy, a także tuż po nim przez mniejsze cubesaty towarzyszące Dart. Sonda Hera, która zbliży w się na odległość co najmniej 8 km od asteroid, dostarczy nam kolejnych zdjęć o rozdzielczości od kilku metrów do nawet 10 cm, które pokazują układ kilka lat po zderzeniu.

To nie wszystko, dalsze eksperymentalne fazy badań przewidują przeloty w odległości 1 km, a nawet jeśli się to uda, lądowanie sondy na powierzchni Dimorfosa. Wcześniej na powierzchni Dimorfosa wylądują oba cubesaty. Wyzwaniem dla misji jest zachowanie odpowiedniego położenia sondy względem asteroid w trakcie ich badania. Ponieważ oba badane ciała niebieskie mają relatywnie małą masę, silniki manewrowe Hery będą musiały stale korygować trajektorię sondy, a orbity wokół układu przyjmą oryginalny łukowaty kształt.

Sonda Hera jest zapakowana już w przestrzeni ładunkowej rakiety SpaceX Falcon9. Start ze stanowiska 40, z którego rakiety SpaceX startowały już ponad 200 razy, zaplanowany jest obecnie na poniedziałek 7 października po godzinie 16:52 naszego czasu lub, w przypadku problemów z pogodą, co niestety jest bardzo możliwe, w zapasowym terminie we wtorek 8 listopada po godzinie 16:46.

Warto wspomnieć przy tej okazji, że SpaceX ma ostatnio problemy z obsługą swoich rakiet. W lipcu miało to związek z niewłaściwie umieszczonymi na orbicie satelitami Starlink, w sierpniu doszło do nieudanego lądowania pierwszego członu rakiety, a pod koniec września po wyniesieniu na orbitę załogi Crew-9, powracający drugi człon rakiety nie był w stanie odpalić ponownie silników i spadł do oceanu poza przewidywanym obszarem (tylko główny, pierwszy człon rakiet Falcon 9 jest przeznaczony do ponownego użycia).

Wtedy FAA uziemiało loty SpaceX na pewien czas. Teraz jest podobnie, jednakże misja Hera jest tu odstępstwem od reguły. Ponieważ nie będzie tym razem wejścia w atmosferę drugiego członu rakiety, FAA warunkowo przyznało zgodę SpaceX na rozpoczęcie misji. Teraz tylko wewnętrzne problemy techniczne z rakietą jeszcze przed startem i zbliżający się do Florydy huragan Milton, mogą pokrzyżować plany ESA i SpaceX.

Start misji ESA Hera lub zapis jego przebiegu możemy obejrzeć na kanale SpaceX na platformie X, a także kanale ESA Web TV. Jeśli wydarzy się coś co powstrzyma kontrolę misji przed wydaniem zgody na poniedziałkowy lub wtorkowy start, to sprzyjające okno startowe rozciąga się do 27 października. W tym czasie trzeba wystrzelić sondę jeśli chcemy zachować aktualny plan misji. W przeciwnym razie misja zostanie znacząco opóźniona - zarówno start jak i moment dotarcia do asteroidy, który może przesunąć się nawet o pięć lat.

Warto zauważyć, że ewentualne problemy z misją Hera mogą mieć wpływ także na start misji Europa Clipper, który obecnie zaplanowany jest na czwartek 10 października. W tym przypadku z usług SpaceX skorzystać chce NASA, które wysyła swój pojazd w kierunku Jowisza. NASA oczekuje, że pomiędzy oboma startami będzie przynajmniej 48 godzinny odstęp, a to oznacza, że wspomniany huragan może dotrzeć do Florydy i namieszać w planach lotów. Okno startowe dla misji Europa Clipper potrwa z kolei do 6 listopada.

Źródło: SpaceX, ESA, inf. własna