ESA’nın Hera Misyonu Başarılı Olursa İki CubeSat İle Birlikte Dimorphos’a İnecek.
Yaklaşık bir yıl sonra ESA, Hera görevini başlatacak. Hedefi Didymos asteroiti ve bu, 390 metrelik kaya yığınını ziyaret eden ikinci uzay aracı olacak. NASA’nın DART misyonu (büyük göktaşlarının Dünya’ya çarpmasını engelleme görevi), gezegenimizin savunmasını test etmek amacıyla Didymos’un küçük Aycığı Dimorphos’a kinetik bir çarpma cihazı fırlatmıştı.
Şimdi Hera, Dimorphos’taki çarpma kraterinin boyutunu ve morfolojisini ölçmek için ikili asteroit üzerinde bir takip araştırması gerçekleştirecek. Bunu kolaylaştırmak için Dimorphos’a ineceği iki küçük CubeSat tasarlıyor.
İki küçük uydunun bir göktaşına iniş yapması garip görünebilir. Ancak Hera farklı hedefleri gerçekleştirmek için tasarlanıyor. Her şeyden önce ESA’nın ‘Dünya Gezegeni Savunma programının’ bir parçası.
Yani ana görevi, NASA’nın DART misyonunun Dimorphos ve Didymos üzerindeki etkisini incelemek, böylece Dünya’yı tehdit edebilecek tehlikeli göktaşların saptırılması hakkında daha fazla bilgi edinebilmektir. Ancak bu aynı zamanda bir teknoloji tanıtım görevidir.
CubeSat çifti, RBL (Sağlam Balistik İnişler) adı verilen yeni bir yöntemi de test etmiş olarak asteroit üzerine iniş yapacak. Neredeyse hiç yer çekimi olmayan, dönen bir asteroitin üzerine bir şey indirmek zor bir iştir. Eğer karmaşık bir uzay aracına çok para harcamak istiyorsanız iyi sonuçlar alabilirsiniz.
Ancak daha az masrafla ve daha az karmaşıklıkla yapılıp yine de başarılı olunabilir mi? Milani ve Juventus CubeSat çifti bunu yapmaya çalışacak. CubeSat’lar, aletleri dışında aynıdır. Yaklaşık 12 kg ağırlığındadırlar, üç eksenli stabilizedirler ve soğuk gaz tahrik sistemlerine sahiptirler.
Cihazlarını Hera’nın ikili asteroitle ilgili çalışmasını tamamlamak için kullanacaklar. Cihazları arasında bir spektrometre, uçucu maddeleri ve organik maddeleri tespit etmek için bir termogravimetre, Dimorphos’un iç yapısını araştırmak için bir radar ve bir gravimetre yer alıyor.
Ayrıca kameralar ve radyo ekipmanları da bulunmaktadır. Hera’nın, Milani ve Juventus’u, Dimorphos ve Didymos’u yaklaşık 6 ay boyunca inceleyecek. Daha sonra, görevlerinin sonunda Milani ve Juventus’un Dimorphos’a çıkması planlanıyor.
Yeni bir çalışmada, CubeSat’ların Dimorphos’a inmek için kullanabileceği yeni bir teknik sunuluyor. Yöntemin adı “İkili Bir Asteroitin İkincil Kısmına Sağlam Balistik İnişlerin Tasarımı ve Analizi” Ekibin lideri Glasgow Üniversitesi’nden Iosto Fodde’dir.
Araştırmacılara göre, “Hera gemisindeki iki CubeSat, Dimorphos adı verilen sistemin ikincil kısmına balistik bir iniş gerçekleştirmeyi planlıyor. Bu tür inişlerde, iniş sırasındaki öteleme durumu kontrol edilmiyor, bu da uzay aracının karmaşıklığını azaltıyor aynı zamanda konuşlanma manevrası hatalarına ve dinamik belirsizliklere karşı duyarlılığını da artırıyor.”
Sağlam Balistik İniş Nedir? Temel olarak bu, bunun motorlu bir iniş olmadığı anlamına gelir. İşin içinde çok fazla matematik vardır, ancak bu, NCI tekniği (Müdahaleci Olmayan Chebyshev enterpolasyonu) olarak adlandırılan şeye indirgeniyor.
Temel olarak bir bilgisayar, CubeSat’ın olası durumlarının sayısının zaman içindeki büyüme oranını hesaplar. Bu, uzay aracının başarılı bir inişe olanak sağlayacak çarpma hızlarının ve açılarının sayısını sınırlamasına olanak tanır. Sonuç, uzay aracının inişini optimize edebilmesidir.
Böylece minik CubeSat, diğer yöntemlere kıyasla yörüngesinin sağlamlığını artırabilir. Bu yeni yöntemde çalışan araştırmacılar “Sonuçta ortaya çıkan yörünge, geleneksel bir yönteme kıyasla yörüngenin sağlamlığını ve iniş başarısını % 20 artırıyor ayrıca iniş ayak izini önemli ölçüde azaltıyor” diyorlar.
NASA’nın başarılı asteroit örnek iade görevi OSIRIS-REx, göktaşı örneklerini Dünya’ya getirmenin ne kadar önemli olduğu gerçeğini güçlendirdi. Olağanüstü başarılıydı. Ama aynı zamanda karmaşık ve nispeten pahalı bir görevdi.
Tüm bu karmaşıklık her görev için gerekli değildir. Bu çalışmadaki bilim insanları, basit bir uzay aracının bir asteroit üzerine indirilmesinin ne kadar kolay bir şekilde birçok şeyi ortaya çıkarabileceğine dikkat çekiyor ve şöyle söylüyorlar:
“Uzay aracı-yüzey etkileşimi, asteroitin iç yapısı ve malzeme özellikleri hakkında doğrudan bilgi sağlarken, asteroitlerin cihazları göktaşının daha ayrıntılı bir şekilde karakterize edilmesi için bazı yerinde ölçümler yapabildiğinden, asteroitlerin yüzeyine inişler bilimsel getiri açısından inanılmaz derecede değerlidir. Dolayısıyla asteroitlere iniş yapmanın güvenilir bir yolunu geliştirmek, onları incelemenin bir parçasıdır.”
Milani ve Juventus, Hera misyonunun sonunda Dimorphos’a çıkarma girişiminde bulunacak. O zamana kadar kayalar ve kraterler de dahil olmak üzere yüzey hakkında ayrıntılı bilgiye sahip olacaklar. Ancak unutmayalım ki Dimorphos ikili bir sistemdir.
Bu, diğer şeylerin yanı sıra, önceki asteroit görevlerinin uğraşmak zorunda olmadığı ek karmaşıklığı da beraberinde getirir. Uzmanlar, “Birincil maddenin büyük etkisinden kaynaklanan karmaşık dinamikler, her iki gövdenin küresel olmayan şekli ve düşük çekim kuvvetleri, iniş yörüngesi tasarımını zorlaştırıyor” diye açıklıyor.
Araştırmacılar özellikle CubeSat’ların DART’ın çarpma krateriyle aynı yarım küreye yerleştirilmesini incelediler. Onlara göre, Bu, iniş hızını azaltmak için ilave bir frenleme manevrası gerektirecektir.
NCI sağlam balistik iniş yöntemi, “belirsizlikler dikkate alınmadan tasarlanan bir yörüngeye kıyasla iniş başarı yüzdesini %74,3’ten %94,7’ye çıkardı.” Bu, özellikle daha karmaşık uzay aracı tasarımı gerektirmediğinde mühendisleri heyecanlandıran önemli bir gelişmedir.
Araştırmacılar şöyle açıklıyor: “Bu, ortalama çarpma açısını artırma ve ortalama iniş boylamını istenen konumdan uzaklaştırma pahasına oluyor. Ancak, bu değişikliklere rağmen sağlam gidişatın çok daha arzu edilir olduğu görüldü. Bu sonuçlar, Dimorphos’a balistik iniş tasarımı için bu metodolojinin potansiyelini gösteriyor.”
