Caracterizar asteroides próximos da Terra (NEAs) é essencial se esperamos eventualmente impedir que um deles nos atinja. Mas até agora, missões para fazer isso têm sido caras, o que nunca é bom para a exploração espacial. Então, uma equipe liderada por Patrick Bambach do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar na Alemanha desenvolveu um conceito de missão que utiliza um CubeSat 6U relativamente barato (ou, mais precisamente, dois deles) para caracterizar o interior de NEAs que custariam apenas uma fração do preço de missões anteriores.
A missão, conhecida como missão Deep Interior Scanning CubeSat para um asteroide de pilha de entulho próximo à Terra, ou DISCUS, foi inicialmente lançada em 2018. Sua arquitetura central envolve dois CubeSats 6U separados equipados com um radar poderoso. Eles viajariam para lados opostos de uma NEA e direcionariam um radar para passar pelo interior da NEA.
Para entender mais sobre a arquitetura da missão, é melhor olhar para o tipo de asteroide mais adequado para ser visitado pelo DISCUS. Os autores sugerem um do tamanho de Itokawa, o alvo da primeira missão Hayabusa. Ele tem cerca de 330 metros de diâmetro, bem na faixa de tamanho que os planejadores da missão estavam procurando, e é designado como uma “pilha de entulho”, o que significa que o interior é relativamente esparso.
Um interior esparso é crítico para os objetivos da missão, pois a densidade de um asteroide pode impactar dramaticamente o kit de ferramentas científicas necessário para caracterizá-lo. Para o DISCUS, a equipe da missão planeja uma antena de radar conhecida como meio-dipolo. Isso transmitiria em uma frequência relativamente baixa, que tem mais probabilidade de passar por objetos maiores. Além disso, eles planejam usar uma técnica de radar conhecida como modulação de frequência escalonada, que altera a frequência do radar para permitir a mais ampla gama de caracterizações.
A nave espacial oposta no outro lado do asteroide receberia então esses sinais de radar, analisaria quaisquer deformações de forma de onda que ocorressem e correlacionaria isso aos materiais pelos quais o radar teve que passar. Os cálculos mostram que essa técnica deve permitir uma resolução de algumas dezenas de metros para o interior de um asteroide do tamanho de Itokawa.
No entanto, eles também precisam ser executados por outra técnica de análise espectral chamada tomografia de radar computadorizada. Essa técnica é frequentemente usada em diagnósticos de radiologia na Terra — o nome TC scan vem de — mas também pode ser usada para analisar o interior de objetos sólidos no sistema solar.
Crédito – Canal do YouTube de Nicole Bienert
No entanto, a carga útil científica é apenas uma parte do pacote DISCUS e, idealmente, ocuparia apenas 1U dos 6U alocados em cada sonda. Os outros cinco seriam ocupados por uma série de componentes prontos para uso, incluindo um sistema de propulsão (2U), sistema de comunicação (1U) e suíte aviônica (1U). A antena dipolo e os painéis solares seriam implantados fora do alojamento padrão do CubeSat, permitindo melhor coleta de energia e intensidade do sinal.
Uma das seleções mais críticas é o sistema de propulsão, que permitiria uma aceleração de cerca de 3,2 km/s, permitindo que o DISCUS igualasse as velocidades com pelo menos alguns NEAs. Alternativamente, a missão planeja lançar a nave ao redor da Lua para obter um impulso de até 4 km/s e obter acesso a ainda mais asteroides.
Um asteroide em particular se destacou para a equipe enquanto eles desenvolviam o design da missão em 2018. O asteroide 1993 BX3 chegou a 18,4 vezes a distância da Lua em 2021 e estava viajando a uma velocidade que o DISCUS poderia igualar, então a equipe de design da missão esperava ter um protótipo pronto e funcionando para permitir um lançamento para aquele asteroide em particular.
Infelizmente, isso não aconteceu, e não houve muito trabalho no conceito da missão desde o livro de bolso de 2018. No entanto, mais e mais missões estão mirando NEAs, e os CubeSats estão se tornando cada vez mais populares. Eventualmente, uma missão CubeSat visitará um desses objetos e provavelmente será baseada, pelo menos parcialmente, em algumas ideias do DISCUS.
Saber mais:
Bambach et al. – DISCUS – A missão Deep Interior Scanning CubeSat para uma pilha de entulho perto do asteroide da Terra
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Imagem principal:
Esta ilustração mostra a nave espacial Hera da ESA e seus dois CubeSats no asteroide binário Didymos. Crédito da imagem: ESA