La misión Hera de SA para la defensa planetaria, siendo diseñado para estudiar el asteroide más pequeño jamás explorado, son realmente tres naves espaciales en una. La nave nodriza principal llevará dos CubeSats del tamaño de un maletín, que tocará el cuerpo objetivo. Un equipo francés ha estado investigando qué podría suceder en ese instante inicial de contacto extraterrestre.

"Hemos personalizado una torre de caída existente y la hemos equipado con un sistema de poleas y contrapesos para simular un entorno de baja gravedad, "explica la investigadora Naomi Murdoch del Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-Supaero), parte de la Universidad de Toulouse.

"Podemos reducir a un pequeño porcentaje de la gravedad de la Tierra dentro de la caja de prueba que colocamos dentro de la torre de caída, que contiene un modelo de aterrizaje y un terreno de asteroide simulado.

"Nuestro equipo comenzó con un módulo de aterrizaje esférico que aterrizó en una superficie arenosa, pero hemos progresado a formas cúbicas más representativas de los CubeSats reales. También hemos estado estudiando la influencia de diferentes materiales superficiales, y trató de comprender cómo varía el proceso de aterrizaje con las diferentes propiedades del material, niveles de gravedad y velocidades.

"Esto es necesario porque cada vez que vamos a un asteroide diferente terminamos sorprendidos por lo que encontramos. Por ejemplo, Hayabusa2 de Japón, actualmente explorando el asteroide Ryugu, ha encontrado polvo de 'regolito' mucho más escaso y más rocas de lo que los investigadores esperaban ".

La fuerza de gravedad involucrada es menos de una cien milésima parte de la de la Tierra, mucho más bajo de lo que puede reproducir el equipo de ISAE-Supaero. Esto significa que el aterrizaje en sí será más parecido al acoplamiento de una nave espacial que a un aterrizaje planetario tradicional.

"Imagina, por ejemplo, si los CubeSats se liberan a 200 m de la superficie del asteroide, luego tardarán más de una hora en cubrir esa breve distancia hasta la superficie, "agrega Naomi." Todo se mueve en una especie de cámara lenta. Luego también existe la posibilidad de rebotar nuevamente.

"El módulo de aterrizaje Philae del cazador de cometas Rosetta rebotó en la superficie del cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko repetidamente antes de finalmente detenerse. Ciertamente, si usted fuera un astronauta en la superficie, tendría que caminar con pasos increíblemente suaves para evitar salir de la superficie y nunca volvera."

La esperanza es que ambos CubeSats sobrevivan a su descenso para devolver algunas observaciones, incluyendo vistas en primer plano del material de la superficie. Pero el objetivo principal de las pruebas ISAE-Supaero es extraer la mayor cantidad de datos valiosos de ese momento inicial de contacto.

"Hemos equipado nuestro módulo de aterrizaje de prueba con acelerómetros similares a los que llevará uno de los Hera CubeSats, ", dice Naomi." Podemos ver, por ejemplo, cómo varía la dinámica del impacto en función de las propiedades del material, de arena a grava grande, influyendo en cuánto penetramos en la superficie y cuánto dura la colisión.

"Y estamos aprendiendo cómo los resultados difieren según cómo aterrizan los CubeSats, ya sea que bajen por la esquina o de frente, un aterrizaje boca abajo daría una aceleración máxima más alta. Al final de nuestras pruebas, esperamos tener un conjunto de datos para interpretar mejor los aterrizajes reales, y que también resulten útiles para comprender las interacciones de otras misiones con los asteroides ".

En 2005, los investigadores también pudieron adquirir un conocimiento valioso de la corteza de metano congelada de la Luna Titán de Saturno por la forma en que el módulo de aterrizaje Huygens de la ESA se tambaleó al detenerse. El movimiento del módulo de aterrizaje sugiere una consistencia superficial de arena húmeda, cubierto con una capa de polvo esponjoso, con humedad justo debajo de la superficie y la presencia de al menos un guijarro del tamaño de 1-2 cm.

Las pruebas de ISAE-Supaero hasta ahora subrayan cómo el objetivo de Hera de 160 m de diámetro, El asteroide objetivo de gravedad extremadamente baja se perfila como un entorno verdaderamente alienígena. "El material de la superficie está destinado a comportarse de manera diferente, porque la reducción de la gravedad reduce la fuerza normal entre las partículas y, por lo tanto, también la fricción, por lo que debería necesitar menos fuerza para penetrar el mismo material arenoso.

"La baja gravedad también significa otro fenómeno como la fuerza de van der Waals, que hace que cosas como la harina se peguen, jugará un papel mucho más importante. La superficie del asteroide puede tener una colección de rocas grandes que terminan comportándose más como partículas de harina. O la carga electrostática podría alentar la levitación del polvo y su transporte por la superficie ".

Estos datos de aterrizaje también deberían ayudar a revelar las leyes de escala inherentes a la dinámica de colisión. extendiéndose hasta el final de la escala hasta el impacto de la nave espacial DART de la NASA con el mismo asteroide, para probar técnicas de defensa planetaria.

La misión Hera 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.