Гера, ее кубсаты и ее каменная мишень. Фото предоставлено: ЕКА/Научный офис
Миссия ЕКА по астероиду Гера и два ее спутника CubeSat взаимодействовали так, как если бы они находились в космосе, а именно внутри стен, облицованных пенопластовыми пирамидами, испытательной камеры ЕКА Максвелла в Нидерландах. Трио общалось друг с другом, обмениваясь данными и информацией о дальности полета, в то время как их материнский корабль «Гера» получал приказы от диспетчеров миссии в Европейском центре космических операций в Дармштадте.
Испытания проходили в камере электромагнитной совместимости Максвелла, которая является частью испытательного центра ESTEC ЕКА, крупнейшего испытательного полигона космических аппаратов в Европе. Металлические стены Максвелла высотой 30 футов защищают его от всех внешних радиопомех, а пирамиды из пенопласта внутри поглощают все радиоволны от тестируемых космических систем. В результате получилось место, имитирующее бесконечную пустоту космоса.
«Как только дверь Maxwell закроется, это единственное место, где мы сможем свободно и безопасно управлять антеннами Hera и двумя ее CubeSat вместе», — объясняет инженер Hera CubeSats Франко Перес Лисси.
«Для остальной части программы испытаний миссии удаленные команды вместо этого отправлялись на космический корабль по кабелям. У нас уже есть подробные модели того, как будет работать связь с Землей и соединения между спутниками, но этот тест позволяет нам протестировать эти модели. для подтверждения реальности».
Испытания были расширены до ESOC, чтобы находившаяся там оперативная группа «Геры» могла удаленно управлять космическим кораблем и передавать телеметрию и данные через мощную антенну «Геры» длиной 1,13 м, как это будет в случае, когда «Гера» окажется в космосе. В то же время Hera и ее CubeSats также общались через выделенные межспутниковые каналы.
Высокопроизводительная антенна Hera, производимая компанией HPS в Германии и Румынии, усиливает сигнал X-диапазона более чем в 4000 раз, чтобы достичь далекой Земли. Межспутниковая связь S-диапазона между Hera и ее CubeSat гораздо слабее и сравнима с домашним Wi-Fi.
Эти программно-определяемые радиоканалы между спутниками, предоставленные португальской компанией Tekever с антеннами французской Anywaves, выполняют двойную функцию: они не только обмениваются данными с Герой, которая служит ретранслятором на Землю, но и обеспечивают расстояние информации, так что троица может на связи в любой момент узнать, где она находится по отношению друг к другу. Это сводит к минимуму риск столкновения.
Многоточечные доплеровские данные, передаваемые через эти межспутниковые каналы, также позволят более точно измерить гравитационные поля астероидов Дидим и Диморфос, чем это могло бы быть достигнуто с помощью одной только Геры.
«Передавая все напрямую по воздуху, мы доказали, что все соединения работают без взаимных помех», — объясняет Паоло Конкари, инженер систем связи в Hera. «На самом деле мы ожидали небольшого ухудшения, но не смогли его обнаружить — это так называемый «коэффициент связи», при котором соседние антенны могут принимать друг друга. Так что выступление в итоге было очень хорошим».
Тестовая кампания также включала первоначальное частичное развертывание CubeSat с верхней палубы астероида Геры: пара будет развернута последовательно со своих развертывателей глубокого космоса, но останется подключенной к Гере до тех пор, пока их операции и радиосвязь с Герой не будут подтверждены в ходе испытаний.
Запуск космического зонда ЕКА «Гера» для защиты планет от астероидов запланирован на октябрь 2024 года. Он будет летать к двойной системе астероидов Дидим в течение двух лет. Там она сосредоточится на меньшем из двух тел, Диморфосе, чья орбита вокруг родительского тела ранее была смещена из-за столкновения с космическим кораблем НАСА DART. Гера соберет дополнительные данные о массе, структуре и составе астероида размером с пирамиду, чтобы превратить воздействие DART из одноразового эксперимента в хорошо понятную и потенциально воспроизводимую технику, которую при необходимости можно будет фактически использовать против приближающегося астероида. Фото предоставлено: Европейское космическое агентство.
О Гере
Гера — первая миссия ЕКА по планетарной обороне. Запуск запланирован на октябрь этого года. Гера полетит к двойной системе астероидов Дидим в космосе, чтобы вблизи изучить небольшую луну Диморфос, находящуюся на орбите вокруг основного тела. Диморфос размером с пирамиду уже стал историческим, поскольку в результате миссии НАСА DART в 2022 году он стал первым объектом в Солнечной системе, орбита которого изменилась в результате деятельности человека.
Гера предназначена для сбора критически важных, недостающих данных о Диморфосе, чтобы ученые могли превратить крупномасштабный эксперимент DART в хорошо понятную и потенциально повторяемую технику планетарной защиты. Чтобы увеличить объем данных, Hera имеет первые космические спутники CubeSat ЕКА с дополнительными инструментами и должна пролететь ближе к поверхности астероида, чем основной зонд, прежде чем окончательно приземлиться.
CubeSat компании Juventas оснащен радиолокационным устройством, предназначенным для проведения первого радиолокационного исследования внутренней структуры астероида, а также гравитационным гравиметром. Его миланский аналог оснащен мультиспектральным имидж-сканером для изучения минералогии поверхности и устройством для измерения пыли.
Информация от: Европейским космическим агентством
