Tschechische Institutionen und Unternehmen sind an der Konzeption, der Umsetzung und dem Betrieb der Hera-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) beteiligt. Hera ist Teil des allerersten Tests zur Planetenverteidigung und soll die Folgen des Zusammenstoßes zwischen der US-Raumsonde DART und dem 170 Meter großen Asteroiden Dimorphos, der den größeren, 800 Meter großen Asteroiden Didymos umkreist, bewerten. In Zusammenarbeit zwischen der Technischen Universität Brünn, dem Institut für Geologie des CAS und Huld wurde ein Programm zur Bewertung der Qualität der an Bord des Würfelsatelliten Milani gewonnenen wissenschaftlichen Daten ausgearbeitet (im Hauptbild), eine von zwei kleineren Sonden, die von der Muttersonde Hera bei der Ankunft auf dem Zielplaneten gestartet werden. Das Institut für Astronomie der CAS arbeitet in Zusammenarbeit mit ausländischen Kollegen an mehreren Observatorien mit Großteleskopen an einer genauen Beschreibung des Didymos-Dimorphos-Systems nach dem Impaktor der DART-Sonde und vor der Ankunft von Hera. Dimorphos wurde am 20. November 2003 von Petr Pravec vom Astronomischen Institut der CAS entdeckt.
Der Start der Hera-Mission ist derzeit nach Problemen mit der Trägerrakete Falcon 9 geplant am 7. Oktober 2024 um 16:56 Uhr unserer Zeit ist soeben mit einer Falcon 9 vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida, USA, gestartet. Ziel der Mission ist die Erkundung des binären Asteroiden Didymos-Dimorphos nach dem Einschlag der US-Sonde DART im September 2022. Die Hera-Sonde wird Didymos nach zwei Jahren Weltraumreise erreichen. Auf dem Weg dorthin wird sie möglicherweise in der Nähe des Planeten Mars vorbeifliegen. Der 780 Meter hohe Didymos wird von seinem Mond Dimorphos umkreist, der 170 Meter hoch ist. Die DART-Sonde hat gerade Dimorphos getroffen, wodurch dieser seine Umlaufbahn um den größeren Didymos geändert hat. Die Hera-Mission besteht aus einer Hauptsonde und zwei kleinen Würfelsatelliten von der Größe eines Schuhkartons, die Hera zu den Ziel-Asteroiden bringen wird. Dies wird das erste Mal sein, dass die Asteroiden von kleinen und relativ kostengünstigen Sonden im Detail untersucht werden. Cubesat Juventas trägt vor allem miniaturisierte Radare zur Bestimmung der geophysikalischen Eigenschaften des Mondes Dimorphos. So wird er seine innere Struktur und sein Gravitationsfeld kartieren. Cubesat Milani trägt die miniaturisierte finnische Hyperspektralkamera ASPECT, die die Asteroiden im sichtbaren und infraroten Teil des Spektrums abbilden wird, sowie den italienischen Staubpartikeldetektor VISTA. Der derzeitige Plan sieht vor, dass beide Cubesats am Ende ihrer Mission auf den Asteroiden landen.
ASPECT Smart Kamera
Die ASPECT-Hyperspektralkamera wird in der Lage sein, beide Asteroiden in einem breiten Lichtbereich abzubilden, der 15-mal größer ist als der für das Auge sichtbare Farbbereich. Hyperspektrale Beobachtungen sind der Schlüssel zum Verständnis der Zusammensetzung der beiden Asteroiden, ihres Ursprungs und zur Beurteilung der Auswirkungen des Einschlags der US-Sonde DART im Planetenverteidigungstest, aber sie erzeugen eine große Datenmenge. Nicht alle Bilder werden von einem kleinen Raumfahrzeug wie Cubesat Milani zur Erde übertragen werden können; realistischerweise wird erwartet, dass etwa 10 (hyperspektrale) Bilder zur Erde gesendet werden können. Daher müssen die wichtigsten Bilder ausgewählt werden, sobald sie aufgenommen sind. Aus diesem Grund ist ASPECT mit einem eigenen Bordcomputer ausgestattet, dessen Leistung mit der eines Smartphones vergleichbar ist. Die Fakultät für Informationstechnologie der Technischen Universität Brünn, das Geologische Institut der CAS und die Firma Huld haben einzigartige Programme für den Bordcomputer ASPECT entwickelt, um die Qualität von Hyperspektralbildern unmittelbar nach ihrer Aufnahme zu bewerten.
"Um eine genaue, hochauflösende mineralogische Karte erstellen zu können, müssen wir sicher sein, dass alle von ASPECT übertragenen Bilder die erforderliche Qualität aufweisen. Sagt Tomas Kohout vom Institut für Geologie der CAS, das für die Auswertung der Bilder verantwortlich ist.
Das Programm erkennt zunächst automatisch, ob sich der Ziel-Asteroid vollständig im Sichtfeld befand und bewertet die Schärfe der Bilder. Anschließend wählt es die Bilder mit der besten Qualität für die Übertragung zur Erde aus und komprimiert sie, um die übertragene Datenmenge so weit wie möglich zu reduzieren. Wenn die Software entscheidet, dass das Foto nicht zur Erde gesendet werden kann, speichert sie es auf dem Lander in einem Archiv und sendet nur die Qualitätsinformationen, die sie findet. Anhand dieser Informationen können die Wissenschaftler dann entscheiden, ob sie die Szene erneut aufnehmen oder eines der gespeicherten Bilder verwenden wollen.
"Wenn man nur begrenzte Möglichkeiten zur Datenübertragung hat und beide Asteroiden kartieren will, plus die anfänglichen Tests und die Kalibrierung des Instruments, kann man es sich nicht leisten, Daten zu verschwenden. Die einzige Lösung besteht also darin, die Qualität der direkt auf der Raumsonde gewonnenen wissenschaftlichen Daten zu analysieren". sagt der Autor der verwendeten Qualitätsbewertungssoftware Tomas Kasparek von der Technischen Universität Brünn.
Keine andere Kamera auf Hera ist mit einem vergleichbaren intelligenten Programm zur Erkennung der Bildqualität ausgestattet, und es ist diese fortschrittliche, in der Tschechischen Republik entwickelte Lösung, die ASPECT zu einer einzigartigen intelligenten Kamera macht.
Neuer Zustand des Didymos-Dimorphos-Systems nach dem Einschlag der DART-Sonde
Der Aufprall der DART-Sonde auf Dimorphos im September 2022 veränderte dessen Umlaufbahn um Didymos, verursachte aber auch andere Veränderungen im Doppelsternsystem. "Zusätzlich zum Ausstoß von Material aus Dimorphos und seiner anschließenden Flucht aus dem System oder seiner teilweisen Wiederablagerung auf Didymos und Dimorphos gab es auch eine Veränderung der Form von Dimorphos und eine Anregung seiner Rotation". Sagt Petr Pravec Die derzeitige Umlaufbahn von Dimorphos um Didymos ist aufgrund der dynamischen Wechselwirkung zwischen der Rotation von Dimorphos und seiner Umlaufbahn (der so genannten Spin-Orbit-Wechselwirkung) und möglicherweise aufgrund der Wechselwirkung mit dem Restmaterial um diese beiden Körper unsicher. Ein internationales Team unter der Leitung von Pravec arbeitet daran, die Beschreibung der aktuellen Umlaufbahn von Dimorphos zu verfeinern. Sie verwenden große Teleskope von 3-10 Metern an mehreren Observatorien in der ganzen Welt, um die erforderlichen Daten zu erhalten. Sie werden die relevanten photometrischen Messungen des Didymos-Dimorphos-Systems im März nächsten Jahres abschließen und nach deren Auswertung und Analyse den aktuellen Status dieses Doppelsternsystems präzisieren. Pravets schließt ab: "Die sich daraus ergebende verfeinerte Beschreibung der Umlaufbahn von Dimorphos sowie ein besseres Verständnis der dynamischen Wechselwirkungen in diesem Doppelsternsystem werden dringend benötigt, um die ersten Phasen des Betriebs von Hera nach ihrer Ankunft bei Didymos-Dimorphos im Dezember 2026 zu planen."
Start der Sonde:
Startzeit und Datum: 7. Oktober um 16:52 Uhr MESZ
Startrampe SLC-40, Cape Canaveral Space Force Station, Florida
Rakete: Falcon 9
Primäre Nutzlast: das Hera-Raumschiff + 2 CubeSats
Frachtgewicht: 1 081 Kilogramm
Umlaufbahn: Heliozentrisch
Für die tschechischen Zuschauer wird es Folgendes bieten Kosmonautix.cz Live-Übertragung vom Start, beginnend etwa 30 Minuten vor dem Start, um 16:20 Uhr MESZ.
(for)/ gnews - RoZ
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