Computeranimatie van Don Quijote en zijn planetoïde. Afbeelding tegoed: ESA. Klik om te vergroten.
Op basis van de aanbevelingen van experts op het gebied van asteroïden, heeft ESA twee doel-asteroïden geselecteerd voor zijn missie om de aarde af te buigen, Don Quijote.
Don Quijote is een asteroïde-afbuigende missie die momenteel wordt bestudeerd door ESA's Advanced Concepts Team (ACT). Eerder dit jaar heeft het NEO Mission Advisory Panel (NEOMAP), bestaande uit bekende experts in het veld, bij ESA een rapport over de selectie van doelen voor de toekomstige asteroïde-mitigatiemissies van Europa ingediend, waarin de relevante criteria voor het selecteren van een doel werden geïdentificeerd en twee objecten die aan de meeste van die criteria voldoen. De asteroïden? tijdelijke benamingen zijn 2002 AT4 en 1989 ML.
Met deze input en de steun van ESA's Concurrent Design Facility (CDF) experts, heeft het Advanced Concepts Team nu een uitgebreide beoordeling van geschikte missie-architecturen, lanceringsstrategieën, voortstuwingssysteemopties en experimenten voltooid.
Het huidige scenario voorziet twee ruimtevaartuigen in afzonderlijke interplanetaire trajecten. Het ene ruimtevaartuig (Hidalgo) zal een asteroïde inslaan, het andere (Sancho) zal eerder bij de doel-asteroïde aankomen, elkaar ontmoeten en de asteroïde een aantal maanden in een baan om de aarde brengen en deze voor en na de inslag observeren om veranderingen in zijn baan te detecteren.
Industriële studies gaan nu beginnen; het zal aan Europese experts zijn om alternatieve oplossingen voor te stellen voor het ontwerp van de goedkope NEO-precursormissie. Dit zal de eerste stap zijn op weg naar de ontwikkeling van een middel om asteroïde-inslagen aan te pakken? een van de weinige natuurrampen die onze technologie kan voorkomen.
Bijna raak?
Terwijl de ogen van de wereld afgelopen kerst op de Aziatische tsunami gericht waren, keek een groep wetenschappers ongemakkelijk naar een nieuwe potentiële natuurramp? de dreiging van een asteroïde-inslag.
Op 19 december 2004 werd MN4, een asteroïde van ongeveer 400 m, verloren sinds de ontdekking zes maanden eerder, opnieuw waargenomen en werd zijn baan berekend. Het werd meteen duidelijk dat de kans dat het de aarde zou raken tijdens een ontmoeting in 2029 ongewoon groot was. Naarmate de dagen verstreken, nam de kans niet af en werd de asteroïde berucht omdat hij alle eerdere records op de impactrisicoschalen van Turijn en Palermo overtrof - schalen die het risico van een asteroïde-impact meten, net zoals de schaal van Richter de grootte van een aardbeving kwantificeert.
Pas nadat eerdere waarnemingen van het object waren gevonden en een nauwkeuriger traject was berekend, werd duidelijk dat het de aarde niet zou beïnvloeden? althans niet in 2029. Effecten op latere data zijn, hoewel onwaarschijnlijk, niet volledig uitgesloten. Het is buitengewoon moeilijk om te zeggen wat er zal gebeuren, tenzij we een betere manier bedenken om deze of andere NEO's op te sporen en indien nodig stappen te ondernemen om ze aan te pakken.
De meeste wereldexperts zijn het erover eens dat deze mogelijkheid nu binnen ons bereik ligt. Een missie als ESA's Don Quijote zou een middel kunnen zijn om een bedreigende NEO te beoordelen en concrete stappen te ondernemen om deze van de aarde af te leiden.
Maar elke goede prestatie moet worden gerepeteerd en om klaar te zijn voor een dergelijke bedreiging, moeten we eerst onze hardware op een onschadelijke asteroïde proberen. Don Quijote zou de eerste missie zijn die een dergelijke poging deed. De grote vraag was: welke asteroïde en hoe zou hij moeten zijn?
Op zoek naar het perfecte doelwit
De NEO-populatie bevat een verwarrende verscheidenheid aan objecten en het is geen triviale taak om te beslissen welke fysieke parameters het meest relevant zijn voor mitigatie-overwegingen. Maar de NEOMAP-experts gingen de uitdaging aan en gaven ESA in februari 2005 hun aanbevelingen over de asteroïde selectiecriteria voor ESA's afbuigingsrepetitie.
Mensen kunnen zich afvragen of het uitvoeren van een afbuigtest, zoals gepland voor Don Quijote, enig risico voor onze planeet vormt. Wat als er iets misgaat? Kunnen we een probleem creëren in plaats van te leren hoe we dit kunnen vermijden?
Experts wereldwijd zeggen dat het antwoord nee is. Zelfs een zeer dramatische impact van een zwaar ruimtevaartuig op een kleine asteroïde zou alleen maar resulteren in een minuscule wijziging van de baan van het object. In feite zou de verandering zo klein zijn dat de Don Quijote-missie twee ruimtevaartuigen vereist? een om de impact van de ander te volgen. Het tweede ruimtevaartuig meet de subtiele variatie van de baanparameters van het object die vanaf de aarde niet waarneembaar zouden zijn.
Doelobjecten kunnen ook worden geselecteerd zodat alle mogelijke problemen helemaal worden vermeden, door te kijken naar de manier waarop de afstand tussen de asteroïde en de banen van de aarde met de tijd verandert. Als de doel-asteroïde geen? Earth crosser? Is, zoals het geval is met NEO's in de? Amor? klasse (die banen hebben met een periheliumafstand van meer dan 1 AU), het testen van een afbuigmanoeuvre vormt geen risico voor de aarde.
Andere overwegingen met betrekking tot de baan van de doel-asteroïde zijn ook belangrijk, vooral de verandering van de baansnelheid die het ruimtevaartuig nodig heeft om 'in te halen'? met de doel-asteroïde? de zogenaamde? delta V ?. Dit moet voldoende klein zijn om de benodigde hoeveelheid drijfgas voor ruimtevaartuigen te minimaliseren en het gebruik van goedkopere lanceerinrichtingen mogelijk te maken, maar hoog genoeg om hetzelfde ruimtevaartuig te kunnen gebruiken met een aantal mogelijke doelen.
Vereisten voor navigatie- en doorbuigingsmetingen leggen een aantal zware beperkingen op aan de doelselectie. De vorm, dichtheid en grootte zijn allemaal belangrijke factoren, maar zijn vaak slecht bekend. Een ruimtevaartuig dat in een baan om een asteroïde draait, moet op de hoogte zijn van het zwaartekrachtveld van het object om te kunnen navigeren. Het? Impactor ruimtevaartuig? moet de positie van het zwaartepunt kennen om het punt te definiëren waarnaar het streeft.
Asteroïden zijn er in allerlei smaken, maar qua samenstelling domineren twee hoofdtypen. Onze nog rudimentaire kennis van de overvloed aan verschillende asteroïden in de asteroïdenpopulatie in de buurt van de aarde geeft aan dat de volgende gevaarlijke asteroïde eerder een? C-type? Is dan een? S-type ?. C-typen hebben donkere oppervlakken met een koolstofhoudende spectrale signatuur, terwijl S-typen helderdere oppervlakken hebben, waarbij hun spectra nauw overeenkomen met die van silicaten. De oppervlakte-eigenschappen van de doel-asteroïde - en met name het percentage licht dat het weerkaatst - zijn een cruciale factor in de laatste fase van de navigatie van het impactor-ruimtevaartuig. Hoe helderder het lijkt, hoe gemakkelijker het is om op te richten. Maar voor een repetitie mag het doelwit niet te gemakkelijk zijn.
ESA heeft asteroïden 2002 AT4 en (10302) 1989 ML geselecteerd als missiedoelen omdat ze het beste compromis vormen tussen alle (soms tegenstrijdige) selectiecriteria. In 2007 zal een beslissing worden genomen over welke van de twee de eindbestemming wordt van zowel het Sancho- als het Hidalgo-ruimtevaartuig.
Don Quijote? de dolende ridder rijdt weer
De fase van interne studies over de Don Quijote-missie is nu voorbij en het is tijd voor de ruimtevaartindustrie om geschikte ontwerpoplossingen voor te stellen. ESA heeft de Europese ruimtevaartbedrijven open uitgenodigd om voorstellen in te dienen over mogelijke ontwerpen. De selectie van de meest veelbelovende zal tegen het einde van het jaar plaatsvinden. Begin 2006 zouden twee teams moeten gaan werken aan hun interpretaties van deze technologiedemonstratiemissie. Een jaar later, zodra de resultaten beschikbaar zijn, zal ESA het definitieve ontwerp selecteren dat moet worden geïmplementeerd, en dan is Don Quijote klaar om een asteroïde aan te nemen!
extra notities
Don Quijote is een NEO-doorbuigingstestmissie die volledig is gebaseerd op conventionele ruimtevaarttechnologieën. Het zou uit twee ruimtevaartuigen bestaan: een ervan (Hidalgo) die een asteroïde met een zeer hoge relatieve snelheid raakt, terwijl een tweede (Sancho) eerder bij dezelfde asteroïde zou aankomen en vóór en na de inslag in de buurt zou blijven om de variatie op te meten. de baanparameters van de asteroïde, evenals om het object te bestuderen.
Asteroid 2004 MN heeft nu een officiële aanduiding gekregen, (99942) Apophis. Recente waarnemingen met behulp van Doppler-radar met Arecibo-radiotelescoop in Puerto Rico hebben de kans op inslag tijdens toekomstige ontmoetingen tot zeer kleine niveaus teruggebracht, hoewel ze een inslag op de aarde niet volledig hebben uitgesloten. In 2029 zal de asteroïde de dichtstbijzijnde benadering ooit hebben gezien voor een object van deze omvang, dat door de aarde slingert op een afstand van ongeveer 32.000 kilometer. Het traject zal ruim binnen de geosynchrone baan van de meeste telecommunicatie- en weersatellieten liggen en het object zal met het blote oog zichtbaar zijn. In 2013 worden verdere radarmetingen verwacht.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
