Tipărire 

Un instrument proiectat în România va măsura prima deviere a unui asteroid în cadrul unei misiuni de apărare planetară NASA/ESA

21 Septembrie 2022

Ce se va întâmpla cu omenirea dacă un asteroid lovește din nou Pământul? Vom avea aceeași soartă cu dinozaurii sau vom putea să evităm dezastrul? În acest an se derulează primul efort internațional de deviere a traiectoriei unui asteroid, iar România este unul dintre actorii care contribuie la componenta europeană a acestei misiuni.

65803 Didymos este un asteroid clasificat potențial periculos, format din asteroidul principal și satelitul acestuia, numit Dimorphos. 65803 Didymos este ținta misiunii internaționale AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment), cu cele două componente ale sale: componenta americană DART care va impacta satelitul asteroidului pe 26 septembrie 2022 și cea europeană HERA care va observa dacă am reușit sau nu devierea asteroidului, precum și modificări ale suprafeței acestuia.

România va furniza câteva elemente esențiale în succesul misiunii europene. Expertiza românească va ajuta Hera să ajungă la asteroid și să măsoare foarte precis deviația acestuia în urma impactului cu DART. De asemenea, va sprijini unul din primii doi cubesats deepspace ai ESA să se apropie de asteroid.

Despre „ochii” misiunii Hera fără de care aceasta nu s-ar putea ghida și manevra corect, realizați cu implicarea GMV România puteți citi aici. 

În acest articol explorăm altimetrul misiunii Hera, care va măsura cu o precizie de până la 10 cm devierea asteroidului. Acest altimetru a fost realizat cu aportul Institutului Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronică - INOE 2000.

Altimetrul, al cărui design optic a fost realizat integral de către INOE, este principalul instrument care va confirma sau infirma succesul întregii misiuni, răspunzând la întrebările: am reușit să deviem asteroidul? Și dacă da, cu cât a fost modificată traiectoria acestuia?

De ce deviem un asteroid?

Misiunea DART a NASA se îndreaptă spre doi asteroizi care formează sistemul binar Didymos. Vehiculul spațial al NASA se va ciocni în mod intenționat cu cel mai mic dintre cei doi asteroizi pe 26 septembrie 2022, pentru a vedea dacă îi poate modifica orbita.

Ulterior, ESA, va trimite o misiune proprie spre cei doi asteroizi, pentru a observa în detaliu ce s-a întâmplat în urma impactului. Misiunea Hera va măsura masa asteroidului, compoziția acestuia, va analiza craterul provocat de coliziune și ne va ajuta să înțelegem mai bine asteroizii. Pe lângă satelitul principal, Hera va avea și două probe de dimensiuni reduse, Juventas și Milani, care se vor apropia mult mai mult de asteroid, vor culege date științifice, după care vor asoliza pe acesta.

Deocamdată, comunitatea științifică are informații incomplete despre acest sistem binar, iar misiunea se bazează pe cunoștințe teoretice, încă nevalidate. Hera și cele două probe ne vor trimite informații despre acest sistem binar, ajutându-ne astfel să înțelegem mai bine asteroizii și să aflăm de exemplu ce fel de resurse se găsesc pe asteroizi și dacă putem sa le folosim în beneficiul omenirii.

Hera va măsura și dacă s-a reușit sau nu tentativa de deviere — o metodă care ne-ar putea ajuta să gestionăm mai bine situațiile de risc ce implică asteroizii. Pentru a observa cât de mult s-a deplasat asteroidul satelit față de centrul sistemului binar, misiunea Hera are nevoie de un altimetru extrem de precis.

Succesul misiunii, măsurat cu ajutorul expertizei din România

După impactul cu DART, misiunea Hera va ajunge la asteroid și va face un studiu detaliat cu mai multe instrumente de la bord. Dintre acestea, altimetrul este singurul instrument care va fi instalat pe Hera pentru a măsura distanța până la asteroid și a determina noua orbită în urma impactului. Altimetrul este capabil să măsoare distanța unor ținte din apropierea satelitului de la 100m până la 15km cu o acuratețe de 0.1m. Acesta va trimite un fascicul laser către asteroid, iar un telescop va capta întoarcerea semnalului. Prin această metodă, cercetătorii vor putea calcula dacă și în ce măsura asteroidul Dimorphos s-a deplasat față de poziția inițială.

Designul optic al altimetrului a fost realizat integral la Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronică - INOE 2000. Participarea la dezvoltarea unui instrument științific sub coordonarea contractorului principal, Efacec Portugalia, în cadrul unei misiuni internaționale NASA/ESA, este o dovadă a expertizei din România, apreciată la nivel european.

2022 09 INOE Image B

Credit: ESA-Science Office

„INOE dezvoltă aparate mult mai sofisticate decât cel din cadrul misiunii Hera, pentru utilizări terestre”, explică Dr. Anca Nemuc, manager INOE. „Provocarea cea mai mare a acestui proiect a fost adaptarea tehnologiilor și cunoștințelor noastre pentru ca altimetrul să poată funcționa corect în condițiile extreme din spațiu.”

Calificarea pentru zbor a unui instrument reprezintă aproape dezvoltarea unui cu totul alt aparat. Echipa INOE a trebuit să reconsidere aspecte de la materiale speciale care trebuie să reziste la șocul lansării în spațiu și la modificări extreme de temperatură, la selectarea furnizorilor care au experiență pe zona spațială, până la testarea funcționalității instrumentului în condițiile speciale de spațiu, atât de diferite de cele de pe Pământ.

Beneficiile colaborării cu ESA și expertiză românească recunoscută la nivel european

Colaborarea INOE cu ESA a început în 2014, în cadrul proiectului Multiply care a dezvoltat un lidar multispectral. Pe baza performanței de atunci, INOE a fost recomandat în Europa, astfel încât în 2017, Efacec Portugalia, contractor principal, a contactat echipa INOE pentru proiectul Helena. În cadrul acestui proiect, au fost dezvoltate conceptul și primul prototip în miniatură pentru altimetrul viitoarei misiuni Hera, care să demonstreze fezabilitatea conceptului.

In 2021, proiectul PALT a continuat munca începută cu realizarea unui prototip de dimensiuni mai mari și ulterior realizarea instrumentului final, care va fi lansat în spațiu, la bordul Hera.

Pe lângă designul optic al altimetrului, INOE a fost, de asemenea, implicat în procesul de achiziție a părților care sunt folosite pentru construirea instrumentului și în testarea acestora. 

„Implicarea în toate etapele proiectului, de la dezvoltarea conceptului până la realizarea prototipului și apoi a instrumentului calificat pentru zbor a expus echipa din România la un nivel de cunoștințe extrem de valoroase, acumulate de echipele din Europa de-a lungul timpului,” explică Dr. Nemuc. „Implicarea în Hera a contribuit fără îndoială la consolidarea expertizei acumulate în Multiply și dezvoltarea de noi competențe care întăresc competitivitatea INOE în domeniul spațial la nivel european și nu numai.”

În prezent, instrumentul se află în faza de construcție. Dr. Livio Belegante, liderul echipei tehnice INOE implicate în Hera, va merge în această toamnă în Portugalia pentru a participa la asamblarea finală a instrumentului și testele corespunzătoare acestei etape. Din partea INOE a fost implicată în misiunea Hera o echipă de patru cercetători și ingineri.

Credit imagine principală: ESA - ScienceOffice.org