La prima missione della Terra verso un asteroide binario, per la difesa planetaria
La pianificazione per la prima missione dell'umanità verso un sistema di asteroidi binari è entrata nella successiva fase ingegneristica. La missione Hera proposta dall'ESA sarà anche il contributo dell'Europa ad un ambizioso esperimento di difesa planetaria.
Nota per il nome della dea greca del matrimonio, Hera volerà verso la coppia di asteroidi vicini alla Terra, Didymos: intorno al corpo principale, del diametro di 780 metri e delle dimensioni di una montagna, orbita una luna di 160 metri, chiamata informalmente 'Didymoon', grande quasi quanto la Grande Piramide di Giza.
"Un tale sistema di asteroidi binari è il banco di prova perfetto per un esperimento di difesa planetaria, ma è anche un ambiente completamente nuovo per investigare sugli asteroidi. Sebbene i sistemi binari rappresentino fino al 15% di tutti gli asteroidi conosciuti, essi non sono mai stati esplorati prima e ci aspettiamo molte sorprese" ha spiegato il responsabile di Hera, Ian Carnelli.
"L'ambiente, dalla gravità estremamente ridotta, presenta anche nuove sfide per i sistemi di guida e di navigazione. Fortunatamente, possiamo contare sull'esperienza unica del team operativo di Rosetta dell'ESA, che è una risorsa incredibile per la missione Hera".
La più piccola Didymoon è il principale obiettivo di Hera: la navicella eseguirà una mappatura scientifica ad alta risoluzione, visiva, laser e radio, di questa luna, che sarà l'asteroide più piccolo mai visitato finora, con lo scopo di produrre delle mappe dettagliate della sua superficie e struttura interiore.
Quanto Hera raggiungerà Didymos, nel 2026, Didymoon avrà assunto un'importanza storica: il primo oggetto nel sistema solare ad aver subìto uno spostamento dell'orbita dovuto all'intervento umano ed in maniera misurabile.
La missione DART della NASA (Double Asteroid Redirection Test) è prevista per una collisione con essa ad ottobre 2022. L'impatto porterà ad un cambiamento nella durata dell'orbita di Didymoon intorno al corpo principale. Gli Osservatori a terra di tutto il mondo potranno vedere la collisione, ma da una distanza minima di 11 km in lontananza.
"A seguito dell'impatto con DART, verranno a mancare le informazioni essenziali – ed è qui che Hera entra in gioco" aggiunge Ian Carnelli. "Le indagini ravvicinate di Hera ci forniranno la massa di Didymoon, la forma del cratere, nonché le proprietà fisiche e dinamiche di Didymoon".
"Questi dati chiave raccolti da Hera trasformeranno un grande - ma unico - esperimento in una ben chiara tecnica di difesa planetaria: una tecnica che potrebbe in linea di principio essere ripetuta se avessimo mai la necessità di fermare un asteroide in arrivo".
Il metodo tradizionale per stimare la massa di un corpo planetario consiste nel misurare la sua attrazione gravitazionale su un veicolo spaziale. Ciò non è fattibile all'interno del sistema di Didymos: il campo gravitazionale di Didymoon sarebbe travolto da quello del suo partner più grande.
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Invece, le immagini ottenute da Hera saranno utilizzate per tracciare punti chiave di riferimento sulla superficie del corpo più grande, 'Didymain', come massi o crateri. Misurando il "vacillio" che Didymoon provoca al suo genitore, relativo al centro di gravità comune del sistema complessivo dei due corpi, la sua massa potrebbe essere determinata con una precisione superiore al 90%.
Hera misurerà inoltre il cratere lasciato da DART con una risoluzione di 10 cm, ottenuta attraverso una serie di audaci voli ravvicinati, dando un'idea delle caratteristiche della superficie e della composizione interna dell'asteroide.
"Hera beneficia di oltre cinque anni di lavoro della precedente missione dell'ESA, AIM, o Asteroid Impact Mission", spiega Ian Carnelli. "Il suo strumento principale è una replica della fotocamera per asteroidi già in volo nello spazio – la Framing Camera utilizzata dalla missione Dawn della NASA mentre esamina Ceres, fornita dal Centro Aerospaziale Tedesco DLR.
"Avrà a bordo anche uno strumento per telerilevamento con metodo lidar a 'radar laser' per le misurazioni della superficie, così come una fotocamera per immagini iperspettrale per qualificare le proprietà della superficie. Inoltre, Hera rilascerà il primo CubeSats dell'Europa nello spazio profondo, per raccogliere ulteriori informazioni scientifiche così come per testare collegamenti multi-veicolo spaziale intersatellitari avanzati".
Nel frattempo, la missione DART della NASA ha superato la revisione di progetto preliminare e sta per entrare nella fase di progetto dettagliata, la “Phase C”.
