Par CubeSata uz pomoć radara mogao bi mapirati unutrašnjost asteroida blizu Zemlje

Karakterizacija asteroida blizu Zemlje (engl. Near-Earth Asteroids ili NEA) ključna je ako želimo spriječiti njihov potencijalni udar na Zemlju. Međutim, dosadašnje misije bile su iznimno skupe, što predstavlja izazov za istraživanje svemira.

---

Tim predvođen Patrickom Bambachom iz Max Planck Instituta za istraživanje Sunčevog sustava u Njemačkoj razvio je koncept misije koja koristi relativno jeftine CubeSatove, konkretno dvije jedinice od 6U, za proučavanje unutrašnjosti asteroida blizu Zemlje. “U” je oznaka za jedinicu standardne veličine CubeSata, gdje je 1U ekvivalentan volumenu od 10x10x10 centimetara. Dakle, 6U znači da CubeSat ima dimenzije otprilike 10x20x30 centimetara. Ova misija, poznata kao Deep Interior Scanning CubeSat ili DISCUS, prvi put je predložena 2018. godine.

Tehnologija i ciljevi misije DISCUS

Kako prenosi Universe Today, glavna arhitektura misije DISCUS uključuje dva odvojena 6U CubeSata opremljena snažnim radarima. Ovi CubeSatovi bi bili postavljeni na suprotne strane asteroida blizu Zemlje kako bi radarima skenirali njegovu unutrašnjost. Ciljani asteroid trebao bi biti slične veličine kao Itokawa, meta prve Hayabusa misije, s promjerom od oko 330 metara. Itokawa je “porozni asteroid,” što znači da je njegova unutrašnjost labavo povezana i manje gusta, što je ključno za postizanje ciljeva misije.

Za precizno proučavanje, tim planira koristiti radar poznat kao poludipol, koji emitira na niskim frekvencijama pogodnim za prolazak kroz veće objekte. Također, koristi se tehnika poznata kao modulacija korak-frekvencije, koja mijenja frekvenciju radara kako bi omogućila šire karakterizacije unutrašnjosti asteroida.

Drugi CubeSat, smješten na suprotnoj strani asteroida, primao bi te radarske signale, analizirao sve deformacije valnih oblika i povezao ih s materijalima kroz koje je radar prošao. Prema izračunima, ova tehnika bi trebala omogućiti razlučivost unutrašnjosti asteroida veličine Itokawe do razine od nekoliko desetaka metara.

Osim toga, signali bi prošli kroz dodatnu spektralnu analizu koristeći tehniku računalne radarske tomografije. Ova tehnika, slična CT skeniranju koje se koristi u medicini, omogućuje detaljnu analizu unutrašnjosti čvrstih objekata poput asteroida.

Tehnički aspekti i izazovi misije

Znanstveni teret misije DISCUS zauzima samo 1U od ukupno 6U prostora svakog CubeSata. Preostali prostor zauzimaju standardne komponente dostupne na tržištu, uključujući pogonski sustav (2U), komunikacijski sustav (1U) i avioniku (1U). Dipol antena i solarni paneli bili bi postavljeni izvan standardnog kućišta CubeSata kako bi se omogućilo bolje prikupljanje energije i jača signalna snaga.

Jedan od ključnih elemenata je pogonski sustav, koji bi omogućio ubrzanje do oko 3,2 km/s, što je dovoljno za postizanje brzine nekih NEA. Alternativno, planira se korištenje gravitacijskog manevra oko Mjeseca za dodatno ubrzanje do 4 km/s, što bi omogućilo pristup većem broju asteroida.

Poseban asteroid, 1993 BX3, bio je u fokusu tima tijekom razvoja misije 2018. godine. Ovaj asteroid se 2021. godine približio Zemlji na udaljenost 18,4 puta veću od udaljenosti do Mjeseca, pri brzini koja je bila kompatibilna s mogućnostima misije DISCUS. Iako se tim nadao da će prototip biti spreman za lansiranje prema ovom asteroidu, nije bilo značajnog napretka od objave koncepta misije 2018. godine.

Međutim, s rastućim brojem misija usmjerenih na asteroide blizu Zemlje i sve većom popularnošću CubeSatova, postoji velika vjerojatnost da će buduće CubeSat misije koristiti ideje iz DISCUS-a za proučavanje ovih fascinantnih objekata.