Juventas CubeSat. Crédito:ESA / GomSpace
Lo suficientemente pequeño como para ser un equipaje de mano de un avión, Sin embargo, la nave espacial Juventas tiene grandes objetivos de misión. Una vez en órbita alrededor de su cuerpo objetivo, La Juventas desplegará una antena más grande que ella, para realizar el primer estudio de radar subterráneo de un asteroide.
La misión Hera propuesta por la ESA para la defensa planetaria explorará los asteroides gemelos Didymos, pero no irá allí solo:también servirá como nave nodriza para que los dos primeros 'CubeSats' de Europa viajen al espacio profundo.
CubeSats son misiones de clase de nanosatélites basadas en cajas estandarizadas de 10 cm, aprovechando al máximo los sistemas comerciales listos para usar. La Juventas será un CubeSat de '6 unidades', seleccionado para volar a bordo de Hera junto con el Explorador de Prospección de Asteroides APEX de tamaño similar, construido por un consorcio sueco-finlandés-alemán-checo.
Juventas, el nombre romano de la hija de Hera, está siendo desarrollado para la ESA por la empresa GomSpace y GMV en Rumanía. junto con consorcios de socios adicionales que desarrollan los instrumentos de la nave espacial.
"Estamos incorporando mucha complejidad a la misión, ", señala la ingeniera de sistemas de GomSpace, Hannah Goldberg." Uno de los conceptos erróneos más grandes sobre los CubeSats es que son simples, pero tenemos los mismos sistemas que una nave espacial de tamaño estándar.
"Otra reputación de los CubeSats es que no hacen mucho, pero tenemos múltiples objetivos de misión en el transcurso de nuestra misión de un mes alrededor del asteroide Didymos más pequeño. Una de nuestras unidades CubeSat está dedicada a nuestro instrumento de radar de baja frecuencia, que será la primera vez en la ciencia de los asteroides ".
Hera en Didymos. Crédito:ESA–ScienceOffice.org
La Juventas desplegará una antena de radar de metro y medio de largo, que se desplegará como una cinta métrica, y fue desarrollado por Astronika en Polonia. Este instrumento se basa en la herencia del radar CONSERT que voló en el cazador de cometas Rosetta de la ESA, supervisado por Alain Herique del Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG).
Las señales de radar deben llegar a cien metros de profundidad, dando una idea de la estructura interna del asteroide. "¿Es un montón de escombros? o algo más en capas, ¿O monolítico? ", añade Hannah. quien anteriormente trabajó en la empresa minera de asteroides Planetary Resources antes de mudarse a GomSpace.
Órbita de la Juventas. Crédito:GomSpace
"Este es el tipo de información que será esencial para futuras misiones mineras, para estimar dónde están los recursos, que mezclados están, y cuánto esfuerzo se requerirá para extraerlos ".
El especialista en radares de la ESA, Christopher Buck, ha trabajado en el diseño del instrumento con IPAG:"El tamaño y la potencia de nuestro instrumento de radar es mucho menor que los de misiones anteriores, así que lo que estamos haciendo es usar una secuencia de código pseudoaleatorio en las señales; piense en la alternativa de un pobre. Los satélites de navegación utilizan una técnica comparable, permitiendo a los receptores compensar su muy baja potencia.
Juventas con radar desplegado. Crédito:GomSpace
"Enviamos una serie de señales que poseen una fase de señal en constante cambio, luego construimos gradualmente una imagen correlacionando los reflejos de estas señales, empleando sus cambios de fase como nuestra guía. Una razón por la que podemos hacer esto es que estaremos orbitando alrededor del asteroide con relativa lentitud, del orden de unos pocos centímetros por segundo, dándonos tiempos de integración más largos en comparación con las órbitas alrededor de la Tierra u otros planetas ".
La tecnología se probó con Rosetta, donde el radar CONSERT miró profundamente dentro del cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko y ayudó a localizar el módulo de aterrizaje Philae en la superficie del cometa. Juventas usa una versión 'monoestática' más compacta del diseño.
Mientras la Juventas orbita, el CubeSat también recopilará datos sobre el campo de gravedad del asteroide utilizando un 'gravímetro' dedicado de 3 ejes, desarrollado por primera vez por el Observatorio Real de Bélgica para la misión de exploración de las Lunas Marcianas de Japón, así como su enlace de radio de regreso a Hera, medir cualquier desplazamiento Doppler de las señales de comunicación causado por su proximidad al cuerpo.
"Pero la misión está siendo diseñada para operar con un contacto mínimo con su nave nodriza y el suelo, funcionando de forma autónoma durante días a la vez, "dice Hannah.
El radar de Rosetta solía buscar el módulo de aterrizaje de Philae. Crédito:ESA / Rosetta / Philae
"Esta es una gran diferencia con la órbita terrestre, donde las comunicaciones son mucho más sencillas y frecuentes. Entonces volaremos en lo que se llama una 'órbita de terminación autoestabilizadora' alrededor del asteroide, perpendicular al sol, requiriendo maniobras mínimas de mantenimiento de posición ".
La fase final de la misión vendrá con un intento controlado con precisión de aterrizar en el asteroide.
"Tendremos giroscopios y acelerómetros a bordo, así capturaremos la fuerza de nuestro impacto, y cualquier rebote de seguimiento, para obtener información sobre las propiedades de la superficie del asteroide, aunque no sabemos qué tan bien seguirá funcionando Juventas una vez que finalmente aterrice. Si podemos operar con éxito después del impacto, Continuaremos tomando medidas del campo de gravedad local desde la superficie del asteroide ".
La misión de Hera, incluyendo sus dos CubeSats, se presentará en la reunión Space19 + de la ESA este noviembre, donde los ministros del espacio de Europa tomarán una decisión final sobre el vuelo de la misión.
