HERA
Espacio

La industria española participará en la misión de defensa planetaria de la ESA

La ESA ha adjudicado un contrato de 129.4 millones de euros para el diseño, la fabricación y los ensayos de HERA, la primera misión de defensa planetaria de la Agencia.

Esta ambiciosa misión será la contribución de Europa a un esfuerzo internacional de desvío de asteroides concebido para llevar a cabo la exploración continuada de un sistema binario.

El contrato ha sido firmado hoy entre la  ESA, y la empresa aeroespacial alemana OHB, contratista principal del consorcio de HERA.

HERA constituye la aportación europea a una colaboración internacional de defensa planetaria formada por científicos europeos y estadounidenses denominada Evaluación del Impacto y Desvío de un Asteroide, AIDA. La sonda espacial DART, que será lanzada en julio de 2021, impactará en el menor de los dos cuerpos celestes. A continuación, HERA llevará a cabo un estudio de seguimiento detallado tras el impacto a fin de convertir este experimento a gran escala en una técnica de desvío de asteroides bien caracterizada y repetible.

Al mismo tiempo, HERA demostrará varias tecnologías novedosas, como la navegación autónoma alrededor del asteroide, y recopilará datos fundamentales para ayudar a científicos y planificadores de misiones futuras a comprender mejor la composición de los asteroides y su estructura.

HERA también desplegará por primera vez en el espacio profundo CubeSats europeos, para estudiar el asteroide de cerca, incluida la primera investigación de radar que estudiará el interior de un asteroide.

Aportación Española

Thales Alenia Space ha sido seleccionada por OHB y la ESA, para proporcionar el sistema de comunicaciones, así como la unidad de distribución y acondicionamiento de energía (PCDU) para la misión HERA.

AIDA se compone de dos misiones, DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA, un impactador cinético diseñado para desviar al más pequeño de los dos asteroides Didymos, y la nave inspectora HERA de la ESA, que llegará al asteroide objetivo Didymos 4 años después del impacto de DART.

HERA, cuyo lanzamiento está previsto para 2024, viajará por primera vez en la historia a explorar un sistema binario de asteroides.

Los sistemas que proporcionará Thales Alenia Space serán claves para la misión y permitirán controlar y seguir a la sonda a una distancia de hasta 500 millones de kilómetros y enviar a la Tierra toda la información recopilada por HERA, así como la realización de experimentos de radio ciencia. Thales Alenia Space en España será responsable del sistema de comunicaciones en banda X que permitirá comunicaciones robustas con las estaciones terrenas, liderando un consorcio que incluye a Thales Alenia Space en Italia, como responsable del transpondedor de espacio profundo y a Thales Alenia Space en Bélgica, responsable de los amplificadores de tubo de onda progresiva (TWTA), además de otras compañías. Thales Alenia Space en Bélgica proporcionará también la PCDU, el núcleo eléctrico de la nave.

HERA enviará a la Tierra información crucial sobre las propiedades físicas del más pequeño de los asteroides Didymos, Dimorphos, (incluyendo la masa, dimensiones, forma, densidad, volumen, porosidad, distribución y forma del material superficial) para determinar la eficiencia de la transferencia del impulso en el impacto y poder escalarlo a diferentes asteroides; detalles sobre el cráter generado por el impacto para mejorar nuestro conocimiento de los procesos de formación de cráteres; y observaciones sobre los efectos dinámicos sutiles que son difíciles de detectar a partir de observaciones desde la Tierra.

HERA
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Participación Europea en la Misión

Como se detallaba anteriormente, el contrato se ha adjudicado a un consorcio liderado por OHB System AG, con sede en Bremen (Alemania), como contratista principal.

De los 17 Estados miembros de la ESA que participan en HERA:

  • Alemania se encuentra en cabeza, a cargo del diseño general y de la integración, así como de las cámaras principales de navegación, los tanques de propulsante, los motores cohete, la antena de alta ganancia, las ruedas de reacción y la unidad de memoria masiva.
  • Italia está trabajando en los subsistemas de generación de energía eléctrica y propulsión, y suministrará el transpondedor para comunicaciones desde el espacio profundo que hará posible el experimento de radiociencia de la misión. Además, Italia lidera el CubeSat de prospección de polvo y minerales.
  • Bélgica está desarrollando el ordenador de a bordo y el software de HERA, que constituirá el cerebro de la nave, además de la unidad de acondicionamiento y distribución de potencia, que será el corazón del subsistema eléctrico. También participa en el desarrollo de la cámara infrarroja térmica, a cargo de la Agencia Espacial Japonesa, y en el centro de operaciones de los CubeSats en ESA/ESEC.
  • Luxemburgo lidera el desarrollo del CubeSat de radar Juventas y el sistema de comunicación intersatelital que permitirá que los dos CubeSats de Hera se comuniquen con la Tierra a través de una innovadora red que usará a Hera como relé de datos.
  • Portugal y Rumanía están desarrollando el altímetro láser que proporcionará información clave para las funciones de navegación autónoma. Además, Rumanía está desarrollando la unidad de procesamiento de imágenes, el cableado y el equipo de pruebas eléctricas (al tiempo que contribuye al desarrollo del sistema GNC).
  • La República Checa es responsable de la estructura completa del satélite, el software de la carga útil (que controlará los instrumentos), la validación independiente del software y el equipo de apoyo en tierra para los ensayos prevuelo del satélite. También suministra componentes para el radar de baja frecuencia de Juventas y software de procesamiento de datos en el segundo CubeSat.
  • Por su parte, España está desarrollando el avanzado sistema de guiado, navegación y control de Hera, así como el sistema de comunicaciones de espacio profundo. También suministra el gravímetro de Juventas.
  • Austria da apoyo al análisis y procesamiento de datos de la misión.
  • Dinamarca contribuye al CubeSat Juventas y a la unidad de terminal remoto.
  • Francia suministrará el radar de baja frecuencia de Juventas y sensores estelares para la determinación de actitud de Hera, y da apoyo a la planificación de las operaciones de la carga útil de los CubeSats y a sus trayectorias de proximidad.
  • Hungría da apoyo a la calibración científica de las cámaras.
  • Los Países Bajos están desarrollando el nuevo sistema de despliegue de CubeSat en el espacio profundo y suministrarán los sensores solares de Hera.
  • Suiza contribuye con elementos estructurales y mecanismos para los paneles solares.
  • Finlandia suministrará la cámara multiespectral y equipamiento a bordo del segundo CubeSat. También aportará la unidad de procesamiento de datos.
  • Polonia contribuye con las antenas desplegables de radar de baja frecuencia de Juventas.
  • Irlanda suministrará una innovadora unidad de giróscopos que ayudará a la navegación inercial por el espacio profundo.
  • Letonia, como Estado miembro asociado de la ESA, contribuye con un detector para el altímetro láser de la misión.

 

En defensa del planeta

Los asteroides son cuerpos originados en las nebulosas de estrellas jóvenes que nunca llegaron a ser planetas, formados por roca y metal. De entre ellos, solo aquellos que tienen una órbita que les acerca a la Tierra, conocidos como asteroides próximos a la Tierra, suponen un riesgo de colisión con la Tierra. Hay muchos cuerpos de este tipo en nuestro sistema solar, desde pequeños que miden unos pocos metros (hay entre 40 y 50 millones de ellos) hasta otros más grandes, que miden más de 1 km pero mucho más escasos (hay menos de 1000 de ellos).

Ni los asteroides más pequeños ni los más grandes representan una amenaza real para la humanidad. Los asteroides pequeños en realidad chocan con la Tierra con bastante frecuencia (cada dos semanas) sin consecuencias. Los más grandes, aunque potencialmente peligrosos, son bien conocidos y rastreados, y se necesitan millones de años para que uno de ellos golpee la Tierra. De hecho, el impacto de un asteroide de 10 km es la teoría más aceptada sobre la extinción del Cretácico hace unos 66 millones de años, terminando con tres cuartas partes de las especies de plantas y animales, entre ellos, los dinosaurios. Otro impacto de asteroide famoso fue Tunguska en Siberia en 1908, presumiblemente perteneciente a la clase de asteroides de 30 a 100 metros, que golpean la Tierra cada 10 años.

Son los asteroides de clase media los que deben preocuparnos, un ejemplo de los cuales explorará HERA. Hay alrededor de 30.000 asteroides próximos a la Tierra de entre 100 y 300 metros de tamaño, el 82% de ellos aún no han sido detectados y golpean la Tierra cada 10.000 años. La energía de impacto de un asteroide de este tipo es equivalente a unos 50 megatones de TNT, el poder de una «Bomba Tsar». El efecto de tal impacto sería devastador si llegara a un área poblada, capaz de destruir una ciudad entera, o de generar un tsunami si impactara en el mar.

El sistema binario de asteroides Didymos es prototípico de los miles que suponen un riesgo de impacto para nuestro planeta. Alrededor del cuerpo principal, de 780 metros de diámetro (el tamaño de una montaña) orbita una luna de 160 metros, Dimorphos, con un tamaño similar al de la gran pirámide de Guiza. HERA tendrá como objetivo esta luna, que se convertirá en el asteroide más pequeño jamás visitado por una sonda.

La nave DART será lanzada en julio de 2021 y se prevé que impacte en la superficie de Dimorphos en septiembre de 2022 a una velocidad de casi 7 kilómetros por segundo, con lo cual se espera que modifique su órbita alrededor de Didymos creando un cráter considerable en su superficie. Dimorphos se convertirá entonces en el primer objeto del Sistema Solar cuya órbita y características físicas hayan sido alteradas de forma medible por un esfuerzo humano.

La nave HERA alcanzará al asteroide binario a finales de 2026 y durante 6 meses realizará un estudio detallado, mapeando el cráter del impacto provocado por DART y midiendo la masa y otras propiedades físicas del asteroide para determinar el efecto del impacto en su órbita. Así, los datos proporcionados por HERA permitirán, por primera vez, validar o perfeccionar los modelos numéricos de impacto a escala de asteroides, dejando así lista para su uso esta técnica de desvío para la defensa planetaria si en algún momento fuera necesaria para salvaguardar la Tierra.