Misja sondy Hera wykorzystuje doświadczenia NASA z misji Dawn

Misja Hera jest obecnie przedmiotem szczegółowych prac projektowych, które mają zostać przedstawione europejskim ministrom pod koniec tego roku na posiedzeniu Rady Ministerialnej ds. przestrzeni kosmicznej Space19+. Misja ma się rozpocząć pod koniec 2023 r. Sonda kosmiczna będzie badać planetoidę Didymos o średnicy 780 m i jej maleńki księżyc o średnicy 160 m, już po pionierskim eksperymencie z zakresu obrony planetarnej.

„Kamera AFC została zaprojektowana specjalnie dla misji Dawn. Sonda NASA zbadała dwa największe obiekty w pasie planetoid: Westę, o średnicy 525 km i Ceres o średnicy 946 km”, wyjaśnia Holger Sierks z Instytutu Badań Układu Słonecznego imienia Maxa Plancka.

„Na pokładzie sondy nie znajdowała się żadna inna kamera, dlatego kamera AFC pełniła kluczową rolę, i była wykorzystywana zarówno do celów nawigacyjnych, jak i do badań naukowych”.

„Kamera AFC działała jak szwajcarski zegarek w okresie 11 lat użytkowania sondy Dawn. Zanim sonda Dawn zakończyła swoją misję w listopadzie 2018 r., zbliżyła się do Ceres na odległość 30 km i przesłała niesamowite obrazy z wyjątkowo jasnych miejsc na jej powierzchni”.

„Kamera AFC działała jak szwajcarski zegarek w okresie 11 lat użytkowania sondy Dawn. Zanim sonda Dawn zakończyła swoją misję w listopadzie 2018 r., zbliżyła się do Ceres na odległość 30 km i przesłała niesamowite obrazy z wyjątkowo jasnych miejsc na jej powierzchni”.

„Jednocześnie kamera, wyposażona w siedem filtrów spektralnych, od spektrum widzialnego do bliskiej podczerwieni, była w stanie zebrać informacje spektralne o tych formacjach, jak również o pozostałych właściwościach terenu obu planetoid. Ósmy, czysty filtr został użyty, gdy kamera AFC była wykorzystywana do celów nawigacyjnych i szerokopasmowego badania powierzchni”.

Dwa egzemplarze lotne kamer AFC zostały dostarczone do NASA przez Instytut, we współpracy z Niemiecką Agencją Kosmiczną DLR oraz Instytutem Inżynierii Komputerowej i Sieciowej Uniwersytetu Technicznego w Braunschweig. W Instytucie zbudowana i przechowywana jest też zapasowa kamera, która w razie potrzeby zastąpi jedną z kamer.

„Wciąż mieliśmy zapasowe elementy egzemplarzy lotnych, w tym optykę, którą mogliśmy zintegrować z kompletną kamerą, i ostatecznie na półce zostały nam dwa zapasowe egzemplarze  kamer gotowych do lotu”, dodaje Sierks. „Chcieliśmy znaleźć dla nich zastosowanie w locie i zdecydowaliśmy, że powinniśmy przekazać bezpłatnie te w pełni sprawdzone kamery do wykorzystania podczas następnej europejskiej misji do planetoidy”.

Kamera AFC o masie 5,5 kg przypomina wyglądem drukarkę komputerową. Wewnątrz pojemnika znajduje się zasilanie i pamięć, oraz wysuwany z obudowy izolowany termicznie teleskop. Maksymalną czułość obrazu zapewnia chłodzenie detektora CCD teleskopu do temperatury -60 °C.

Jeden z modeli kwalifikacyjnych kamery został już wypożyczony spółce GMV w Hiszpanii, ponieważ to tam opracowywane są autonomiczne systemy nawigacji dla sondy Hera. Pozwala to zespołowi na testowanie algorytmów wykrywania cech powierzchni planetoidy przy użyciu tego samego sprzętu, który będzie faktycznie używany podczas misji.

Podczas gdy kamera AFC została zaprojektowana specjalnie dla planetoid Westa i Ceres, Holger Sierks wyjaśnia, że kamera jest również bardzo dobrze dopasowana do sondy Hera - zwłaszcza dzięki podwójnej funkcjonalności umożliwiającej nawigowanie i prowadzenie obserwacji: „Kiedy ją projektowaliśmy, te dwie planetoidy były nam znane tylko jako małe kropki na niebie, w najlepszym razie były tylko kilkoma pikselami obserwowanymi za pomocą teleskopu kosmicznego Hubble'a, podobnie jak obecnie obserwowany jest układ Didymos. Optyka kamery – dzięki staraniom firmy Kayser-Threde z Monachium, należącej obecnie do OHB - jest wolna od zniekształceń, a ostrość obrazu w kierunku pionowym wynosi do 150 m od powierzchni docelowej”.

Instytut Badań Układu Słonecznego imienia Maxa Plancka zbudował również aparaturę Osiris, główną kamerę sondy Rosetta, więc ma duże doświadczenie w badaniu odległych planetoid. „Ciała te dla ludzkiego oka są ciemne jak węgiel drzewny, więc aby zobaczyć to, co widzimy, potrzebne są bardzo czułe detektory i starannie oceniane czasy ekspozycji”.

Program obrony planetarnej realizowany przez sondę Hera jest wyjątkowo ważny dla Holgera Sierksa oraz członków zespołu Instytutu. Niedawno zespół spotkał się w niemieckim mieście Nördlingen zlokalizowanym w kraterze o średnicy 24 km, utworzonym około 14 milionów lat temu przez uderzenie planetoidy podwójnej, podobnej do Didymos i jej księżyca.