Миссия Hera к астероиду Дидимос продемонстрирует, что баллистический метод посадки — ключ к успешным и доступным миссиям на астероиды
В конце 2024 года ожидается запуск миссии Hera от Европейского космического агентства, что станет вторым случаем отправки космического аппарата на астероид. Главной целью станет астероид Дидимос размером около 390 метров.
Миссия DART, организованная NASA, была предназначена для испытания метода планетарной защиты путём столкновения со спутником Дидимоса — Диморфос. Миссия Hera, в свою очередь, ориентирована на последующее исследование двойной системы астероидов с целью измерения размеров и морфологии кратера, образованного на Диморфосе в результате удара DART. Для поддержки данной миссии были разработаны два маленьких космических аппарата, предназначенных для посадки на Диморфос.
Художественное изображение космического аппарата Hera и сопровождающих его кубсатов на подлёте к астероиду Дидимос и его спутнику. Источник: ESAГлавной задачей миссии Hera является внесение вклада в программу Планетарной защиты ESA — исследованию воздействия миссии DART NASA на Диморфос и Дидимос для расширения наших знаний о методах отклонения опасных астероидов, представляющих угрозу для Земли. Кроме того, миссия имеет важное значение и в технологическом аспекте.
Для обоих кубсатов был разработан эксперимент по тестированию нового метода посадки на астероид, который называется Robust Ballistic Landings. Посадка на вращающийся астероид с практически отсутствующей гравитацией представляет определённые инженерные трудности. Если вкладывать значительные средства в разработку сложного космического аппарата, то можно достичь достойных результатов. Но можно ли это сделать с меньшими затратами и более простыми средствами, сохраняя при этом высокую успешность миссии? Именно на этот вопрос помогут ответить кубсаты Milani и Juventus.
Эти два аппарата почти идентичны, за исключением своих инструментов. Их масса составляет около 12 кг, они будут помогать в исследовании Hera. Научные инструменты включают спектрометр, термогравиметр для обнаружения летучих веществ и органических соединений, радар для сканирования внутренней структуры Диморфоса и гравиметр. В дополнение к этому, они оснащены камерами и радиооборудованием. Hera, Milani и Juventus будут исследовать Диморфос и Дидимос на протяжении около шести месяцев.
В конце своей миссии Milani и Juventus осуществят посадку на Диморфос. В своей работе Design and Analysis of Robust Ballistic Landings on the Secondary of a Binary Asteroid, инженеры миссии представили новый метод посадки на Диморфос. Автором является Иосто Фодде из Университета Глазго (Великобритания). Команда провела несколько математических расчётов, но в конечном итоге решила использовать технику интерполяции Чебышева (NCI). Основа данного метода — вычисление скорости роста количества возможных состояний кубсата с течением времени. Это позволяет космическому аппарату ограничить количество скоростей и углов, при которых можно совершить успешную посадку. В результате космический аппарат может оптимизировать свою траекторию и обеспечить её более высокую надёжность по сравнению с другими методами.
Результирующая траектория повышает надёжность по сравнению с обычным методом, увеличивая успешность посадки на 20%
Миссия OSIRIS-REx показала, насколько важно получение образцов. Миссия была успешной, но также сложной и дорогостоящей. Однако все эти сложности не обязательно должны быть атрибутами каждой миссии: авторы нового метода убеждены, что посадка простого космического аппарата на астероид возможна: «Запуски космических аппаратов на поверхность астероидов обладают огромным научным значением, поскольку дают прямые сведения о внутренней структуре астероида и свойствах его материала, а также могут провести локальные измерения для более полного исследования».
© iXBT
