Pour les articles homonymes, voirHéra (homonymie).
| Organisation |  Agence spatiale européenne |
|---|---|
| Constructeur |  OHB |
| Domaine | Défense planétaire Étude desastéroïdes |
| Statut | En transit vers son objectif |
| Lancement | 7 octobre 2024 |
| Lanceur | Falcon 9 |
| Durée | 6 mois (mission scientifique) |
| Identifiant COSPAR | 2024-180A |
| Site | [1],[2],[3] |
| Masse au lancement | 1081 kg |
|---|---|
| Ergols | Hydrazine /Peroxyde d'azote |
| Contrôle d'attitude | Stabilisé sur 3 axes |
| Source d'énergie | Panneaux solaires |
| Puissance électrique | 800watts |
| Satellite de | (65803) Didymos |
|---|---|
| Orbite | Orbite héliocentrique |
| AFC | Caméra panchromatique |
|---|---|
| PALT | Altimètre Laser |
| TIRI | Imageur dans l'infrarouge thermique |
| Hyperscout-H | Imageur hyperspectral |
| ASPECT (CubeSat Milani) | Imageurinfrarouge proche |
| VISTA (CubeSat Milani) | Thermogravimètre |
| JuRa (CubeSat Juventas) | Radar basse fréquence |
Hera est unemission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) développée dans le cadre de son programme dedéfense planétaire. Le but principal de lasonde spatiale Hera, lancée le 7 octobre 2024, est de valider la méthode de l'impact cinétique pour dévier un éventuelobjet céleste (astéroïde ou comète) circulant sur une trajectoire de collision avec la Terre. Pour remplir cet objectif Hera doit compléter la mission de l'impacteurDouble Asteroid Redirection Test (DART), développé par laNASA et qui, le 27 septembre 2022, a volontairement percuté le satelliteDimorphos, le plus petit des objets formant l'astéroïde binaire(65803) Didymos. Hera est chargée de mesurer la taille et la morphologie du cratère formé par l'impact, ainsi que laquantité de mouvement transmis à l'astéroïde. Les données recueillies contribueront à évaluer l'efficacité de laméthode de déviation par impact cinétique.
La mission poursuit aussi des objectifs scientifiques, notamment en mesurant la composition chimique et les caractéristiques physiques (couche superficielle et structure interne) d'unastéroïde binaire. Elle effectuera également des démonstrations technologiques en évaluant les techniques de navigation autonome à proximité d'un petit corps (caractérisés par une faible gravité) ainsi que de déploiement et de communication avec desCubeSats dans l'espace interplanétaire. L'engin spatial devrait atteindre Didymos fin 2026, puis se placer en orbite autour de l'astéroïde et entamer le recueil des données pour une période initiale de 6 mois.
Hera est unesonde spatiale de 1 081 kilogrammes emportant plusieurs instruments (caméras,altimètre,spectromètre). Elle embarque deuxnano-satellites de type CubeSat,Milani etJuventas, équipés eux-mêmes d'instruments. Le coût total de la mission de sa conception jusqu'à son achèvement est évalué en 2024 à 350 millionseuros. Les principaux pays participant au projet sont l'Allemagne (la sociétéOHB est le chef de file pour la conception, le développement, l'assemblage et les tests finaux), l'Italie, laBelgique et l'Espagne. Le responsable scientifique de cette mission est leFrançaisPatrick MICHEL (CNRS, Laboratoire Lagrange).
Lesobjets géocroiseurs sont des corps célestes (astéroïde,comète) dont l'orbite autour du Soleil coupe celle de la Terre et qui peuvent donc, dans un délai plus ou moins lointain, percuter notre planète. Cet impact potentiel provoque des dégâts qui dépendent de leur taille, de leur densité, de leur vitesse, de l'incidence de leur trajectoire et de la zone terrestre frappée. La probabilité d'un impact d'astéroïde de taille importante sur la Terre est basse mais ses conséquences sur la société peuvent être particulièrement graves.
Lesobjets géocroiseurs, qui frappent régulièrement la Terre, ont un diamètre inférieur à 30 mètres et ont une probabilité faible de provoquer une catastrophe. Au-delà d'un diamètre de 30 mètres, l'impact d'un objet géocroiseur peut aller de l'anéantissement d'une ville à celui de la civilisation humaine (objet de plus de 1 000 mètres de diamètre). L'impact d'un objet géocroiseur présentant une menace grave est statistiquement rare (la fréquence d'impact d'un objet de plus de 1 000 mètres est d'environ 1 tous les 500 000 ans).
Depuis qu'il est identifié de manière scientifique, le risque constitué par les objets géocroiseurs est négligé par la société, car une collision avec la Terre d'un astéroïde de taille conséquente est perçue comme un phénomène très rare. Cette attitude vis-à-vis de cette menace est en partie modifiée, en particulier auxÉtats-Unis, lorsque entre le 16 et le les fragments de la comèteShoemaker-Levy 9 s'écrasent de manière spectaculaire sur la planète géanteJupiter. Un impact du même ordre de grandeur sur la Terre aurait eu des conséquences planétaires aux effets similaires à ceux ayant conduit à l'extinction des dinosaures. La menace est désormais tangible et contemporaine. Les États-Unis la prennent les premiers en compte et développent des mesures relevant de ce qui sera baptisé par la suite ladéfense planétaire (planetary defense)[1].
LeCongrès des États-Unis, sensibilisé par l'impact de la comète Shoemaker-Levy 9 sur la planète géante Jupiter et conseillé par plusieurs scientifiques, dontEugene Shoemaker, prend en 1998 une première mesure destinée à évaluer la menace. Il inscrit dans les objectifs de l'agence spatiale américaine (laNASA) la détection de 90 % desobjets géocroiseurs ayant plus d'un kilomètre de diamètre. La NASA dispose de dix ans pour les recenser et déterminer leurs trajectoires et leurs principales caractéristiques[1]. En 2005, le Congrès élargit la mission de la NASA en l'étendant aux objets géocroiseurs de plus de140 mètres de diamètre. La NASA dispose de15 ans pour atteindre ce but (soit jusqu'à 2020), mais le budget accordé par le Congrès est insuffisant pour réaliser cet objectif dans le délai imparti[2],[3]. Au cours des années suivantes, la NASA finance plusieurs programmes de détection par des télescopes terrestres (Catalina Sky Survey,Pan-STARRS,LSST...) et spatiaux (NEOWISE) ayant pour objectif d'effectuer ce recensement indispensable pour évaluer la menace et la prévenir. Pour les géocroiseurs d'un diamètre supérieur à un kilomètre, le but est atteint, mais, pour ceux plus petits, l'objectif calendaire prend beaucoup de retard. En 2019, seuls 1,6 % des géocroiseurs d'une taille supérieure à30 mètres (16 000 sur un nombre estimé à environ un million) et 31 % des géocroiseurs de plus de140 mètres de diamètre (environ 5 000 sur 16 000) ont été identifiés[4]. Un télescope spatial destiné à ce recensement,NEO Surveyor, doit être lancé en 2026.
Courant 2024 aucun des astéroïdes identifiés et dont l'orbite est connue ne présente une menace pour la Terre. La menace viendra donc d'astéroïdes qui n'ont pas encore été découverts[5].
Il n'existe au début de la décennie 2020 aucune méthode opérationnelle permettant de détourner un objet géocroiseur qui menacerait d'entrer en collision avec la Terre. Plusieurs techniques sont envisagées, mais elles nécessitent d'être testées. Généralement il s'agit de modifier légèrement l'orbite de l'objet géocroiseur en appliquant unepoussée sur le corps céleste de manière que celui-ci évite la Terre. Si la poussée est ponctuelle, il faut appliquer celle-ci lorsque le corps se trouve près de sonaphélie (apogée). On peut également choisir d'exercer une poussée plus faible mais continue. Plus on anticipe la correction de la trajectoire, moins celle-ci a besoin d'être importante. Pour éviter un impact avec la Terre, il faut donc recenser le plus tôt possible l'ensemble des objets géocroiseurs susceptibles de menacer la Terre et estimer avec une très grande précision leurs trajectoires pour les décennies à venir. La deuxième condition de réussite est de pouvoir mettre sur pied une mission spatiale permettant de détourner la menace avec une probabilité de succès très élevée. Les principales méthodes de modification de trajectoire sont les suivantes[6] :
L'Agence spatiale européenne (ESA) est la première à se lancer dans l'élaboration d'une mission expérimentale visant à évaluer une méthode de déviation d'un objet géocroiseur. En 2005–2007, suivant les recommandations de son comité NEOMAP (Near-Earth Mission Advisory Panel, soit en françaisGroupe conseil sur les missions spatiales consacrées aux risques d'impact) constitué de 6 experts européens (Willy Benz,Alan Fitzsimmons,Simon F. Green (en),Alan W. Harris,Patrick Michel,Giovanni Valsecchi), elle définit les spécifications de lamission Don Quichotte dont l'objectif est de démontrer qu'il est possible de dévier un astéroïde en utilisant l'énergie cinétique fournie par un impacteur. Le programme ne se concrétise pas pour des raisons de coût et d'absence de programme dédié. Mais la nécessité d'effectuer un tel test est demeurée et les concepts de Don Quichotte ont servi de référence dans de nombreux rapports consacrés à la défense planétaire[8],[9].
À compter de 2012, l'Union européenne s'implique dans ladéfense planétaire et finance quatre études portant sur celle-ci[10] pour un montant total d'environ 16 millions d'euros au cours de la décennie. Leur objectif est de mettre au point les différents aspects d'un système assurant la protection de la Terre contre un impact d'un astéroïde géocroiseur : détection, faisabilité du processus de déviation, modélisation de l'impact, guidage de l'impacteur, méthodes d'observations depuis la Terre, etc. Ces quatre études sont :
.jpg)
AIDA est le premier programme opérationnel ayant pour objectif de tester une méthode de déviation d'un astéroïde géocroiseur. Il est mis sur pied en 2013 par des scientifiques soutenus conjointement par l'agence spatiale américaine, laNASA, et l'Agence spatiale européenne (ESA). Son objectif est de tester le recours à un engin de typeimpacteur pour dévier unastéroïde qui serait susceptible defrapper la Terre. Ce programme prévoit le lancement à destination de l'astéroïde binaire(65803) Didymos de deux engins spatiaux : l'impacteurDART développé par la NASA chargé de s'écraser à grande vitesse sur le plus petit des deux astéroïdes et l'orbiteurAIM développé par l'ESA qui doit mesurer les effets de l'impact. Après une phase d'évaluation par les deux agences spatiales, l'agence spatiale européenne décide fin 2016 de renoncer à son développement, faute d'obtenir un soutien financier suffisant des états membres[15],[16]. La NASA, de son côté, décide de poursuivre le développement de DART. Dans ce nouveau contexte, des observatoires terrestres sont chargés de reprendre partiellement le rôle de AIM (Asteroid Impact Mission). Le projet DART évoluera par la suite en incorporant lenano-satelliteLICIACube, largué avant l'impact et chargé de prendre et de retransmettre les 100 premières secondes de celui-ci.
En 2017, à la demande de plusieurs pays membres de l'Agence spatiale européenne, celle-ci reprend les études d'un remplaçant pour AIM qui est nomméHera (du nom de la déesse grecque du mariageHéra).Hera doit remplir tous les objectifs assignés à AIM, mais en optimisant au maximum tous les composants de la mission.Hera serait lancée en et étudierait les effets de l'impact deDART surDimorphos, le satellite de Didymos, quatre ans après que celui-ci se soit produit[8]. La missionHera est approuvée par le conseil ministériel de l'ESA en[17]. En septembre 2020 l'agence spatiale européenne confie la construction de l'engin spatial à un consortium d'entreprises menés parOHB, dans le cadre d'un contrat de 129,4 millions euros[18]. Elle formalise l'équipe scientifique de la mission, constituée d'un investigateur principal, d'un conseil scientifique, de quatre groupes de travail couvrant tous les aspects de la mission et des responsables scientifiques des instruments[19].
Le coût total de la mission, de sa conception jusqu'à son achèvement, est évalué en 2024 à 350 millions euros. Les principaux pays participants au projet sont l'Allemagne (la sociétéOHB est le chef de file pour la conception, le développement, l'assemblage et les tests finaux), l'Italie, laBelgique et l'Espagne[20].
L'objectif principal de la missionHera est d'évaluer la méthode de déviation d'un astéroïde par un impacteur mise en œuvre par la mission américaineDART. Cet engin spatial développé par laNASA et lancée dans l'espace le 24 novembre 2021 a atteint l'astéroïde binaire(65803) Didymos le 26 septembre 2022. L'engin spatial d'une masse de600 kilogrammes a été dirigé à son arrivée vers la surface du petit astéroïdeDimorphos et s'y est écrasé à une vitesse d'environ 6,1 kilomètres par seconde, creusant un cratère de grande taille et soulevant une énorme quantité de matériaux à une altitude atteignant 10 000 kilomètres, dont 37 gros rochers. Les mesures effectuées par des observatoires astronomiques terrestres indiquent que la période orbitale de Dimorphos autour de Dydimos a été diminuée de33 minutes (passant de11 h 55 min 17,3 s à11 h 22 min 16 s), ce qui correspond à la fourchette haute des valeurs prévues. Compte tenu de la structure de l'astéroïde (empilement de roches) découverte sur les dernières photos prises avant l'impact, il était attendu que l'impact ait peu d'effet sur la période orbitale. L'hypothèse émise pour expliquer la valeur relativement importante de la déviation est que les jets de matière, qui ont été observés, ont joué un rôle central dans ce résultat. Comme dans le cas des gaz éjectés par une fusée, ils auraient modifié la vitesse de l'astéroïde par conservation de la quantité de mouvement. Si la mission est un succès, elle ne signifie pas pour autant que la Terre dispose d'une méthode imparable pour détourner un astéroïde menaçant de s'écraser sur la Terre, mais elle permet d'esquisser le développement d'un système de défense planétaire reposant sur des intercepteurs cinétiques[21],[22].
L'objectif principal de la missionHera est d'évaluer la méthode de l'impacteur cinétique pour dévier unobjet géocroiseur qui menacerait de s'écraser sur la Terre. Cette méthode consiste à modifier la trajectoire de l'astéroïde en lançant un engin spatial à une vitesse relative de quelques kilomètres par seconde. De toutes les méthodes c'est celle qui est la plus mature, car elle repose sur l'utilisation des technologies d'engin spatial disponibles et peu coûteuses. Pour remplir cet objectifHera doit étudierin situ les résultats obtenus par l'impacteurDART qui est venu percuter le l'astéroïdeDimorphos. Les objectifs détaillés sont[23],[22] :
Hera a également des objectifs scientifiques. Il doit analyser les caractéristiques des deux astéroïdes : caractéristiques de la surface, porosité interne et structure interne. En particulier,Hera sera la première mission à mesurer la structure de sous-surface et interne d'un astéroïde. Pour cela, elle utilisera le radar basse fréquence JuRA à bord duCubesat Juventas (voir ci-après). L'ensemble de la lune, Dimorphos, sera cartographié avec une résolution spatiale de quelques mètres et le voisinage de l'impact avec une résolution de dix centimètres. La masse de la lune de Didymos sera estimée avec grande précision, permettant une estimation directe de l'efficacité du transfert de la quantité de mouvement consécutif à l'impact de DART[24].
La mission comprend également plusieurs objectifs technologiques. Le plus important est la réalisation d'un logiciel de guidage qui en utilisant les données de plusieurs capteurs permettra de reconstituer l'espace alentour et ainsi de définir de manière autonome une trajectoire sans danger autour de l'astéroïde[23].Hera embarque également deux CubeSats qui seront largués une fois l'astéroïde atteint. Le premier,Milani, a pour mission de récolter des données spectrales de la surface des deux astéroïdes (composition de la surface) et d'identifier la présence de poussières dans l’espace environnant. Le deuxième,Juventas, doit effectuer des mesures de structure interne et de sous-surface, contribuer à la détermination du champ de gravité et donner des informations sur la réponse mécanique de la surface en se posant sur Dimorphos[25].
Didymos est un astéroïde géocroiseur de typeApollon qui boucle une orbite complète autour duSoleil en770 jours. Son orbite très elliptique s'étend largement au-delà deMars (2,27 unités astronomiques) et, lorsqu'il est au plus près du Soleil, il recoupe l'orbite terrestre à sonapogée : sa distance au Soleil est alors de 1,013 3 au contre 1,016 17 au pour la Terre. Il est composé d'un corps primaire de780 mètres de diamètre dont la période de rotation est de2,26 heures. Les images radar ont permis de déterminer que sa forme était celle d'une toupie, avec un renflement marqué au niveau de l'équateur. Le corps secondaire nomméDimorphos a un diamètre de160 mètres. Il orbite autour de Didymos à une distance de 1,18 km, avec une période de11,92 heures (vitesse de17 centimètres par seconde) avant l’impact. Sa vitesse de rotation est sans doute identique à la durée de sa période orbitale autour de Didymos, ce qui le maintient toujours tourné vers le corps parent. Le petit astéroïde est de forme légèrement allongée, avec l'axe long pointé vers Didymos[26],[5],[27].
.png)
.jpg)
La sonde spatialeHera est lancée le 7 octobre 2024[Note 1] par unefuséeFalcon 9 de la sociétéSpaceX qui décolle depuisCape Canaveral (États-Unis). Le lanceur spatiale est mis en œuvre dans une version non réutilisable (donc plus puissante), car elle communique àHera une vitesse excédant de5,9 km/s lavitesse de libération (11,2 km/s) de la Terre (valeur record à ce jour pour une mission interplanétaire lancée par un lanceur Falcon 9)[28]. La sonde spatiale circule initialement sur uneorbite héliocentrique de 2,27 × 1,01 unités astronomiques avec uneinclinaison orbitale de2,3 degrés et uneapoapside (aphélie) située entre les planètes Mars et Jupiter[22].
Après une première correction de trajectoire qui a lieu deux à trois semaines après le lancement, la sonde spatiale passera en mars 2025 à 6 000 kilomètres de la planèteMars pour effectuer une manœuvre d'assistance gravitationnelle permettant d'optimiser sa trajectoire. Durant ce survol elle passera à environ 1 000 kilomètres de la lune martienneDéimos et utilisera certains de ses instruments pour collecter des données sur ces deux corps célestes. Une deuxième correction de trajectoire sera effectuée en janvier 2026. Durant son transit final, le survol d'un astéroïde pourrait avoir lieu si l'équipe au sol identifie un tel objet à portée deHera[29],[30].
Hera doit atteindre l'astéroïde binaireDidymos en décembre 2026, deux ans après son lancement, quatre ans après l'impact deDART sur l'astéroïde Dimorphos. La sonde spatiale doit calquer sa trajectoire sur celle de Didymos à l'issue de cinq manœuvres exécutées entre le 14 décembre et début février. Le champ gravitationnel de l'astéroïde est trop faible pour que la sonde spatiale puisse se placer en orbite autour de celui-ci. L'engin spatial applique la technique mise au point pour la sonde spatialeRosetta : il décrit des arcs hyperboliques autour dubarycentre du système binaire avec une vitesse relative de12 centimètres par seconde en utilisant régulièrement sa propulsion.Hera entame en février ses investigations, qui devraient durer six mois, mais qui pourraient être prolongées au-delà de cette période[30],[31],[32],[22].
Une fois en orbite autour de Dydomis,Hera, qui est la première mission à effectuer un rendez-vous avec un astéroïde binaire, entamera la phase opérationnelle de la mission qui comprend cinq étapes.
Les premières investigations débutent après l'insertion en orbite et durent environ 6 semaines. La trajectoire de la sonde spatiale décrit des arcs hyperboliques à une distance comprise entre 20 et 30 kilomètres du système binaire. Chaque semaine sa trajectoire enchaîne un arc hyperbolique court de trois jours et un arc long de quatre jours. Ses investigations portent sur la forme générale des astéroïdes, leur masse et leur champ gravitationnel ainsi que sur leurs propriétés thermiques et dynamiques. Les données recueillies permettent également de déterminer les régions qui seront étudiées par des survols à faible altitude[33].
Au cours de la deuxième phase, d'une durée de deux semaines,Hera déploie les deux CubeSats Juventas et Milani et sert de support pour les premières opérations menées par ceux-ci. L'engin spatial reste sur la même orbite que dans la phase précédente[33]. Les deux CubeSats sont utilisés pour réaliser des mesures plus précises grâce à une altitude moins élevée que leur vaisseau-mère. Le risque encouru est compensé par leur faible coût de développement.Juventus, qui emporte un radar, doit effectuer la première analyse de la structure interne d'un astéroïde à l'aide de ce type d'instrument. De son côté, le CubeSatMilani doit effectuer des mesures spectrales de la surface de Dimorphos ainsi qu'une analyse de la poussière en suspension autour de cet astéroïde[34].
Durant la phase de caractérisation détaillée d'une durée de quatre semaines, la trajectoire de la sonde spatiale décrit des arcs hyperboliques répétés chaque semaine comme dans la première phase mais à une distance plus faible des astéroïdes (8 à 20 kilomètres). Il détermine sa trajectoire de manière semi-autonome. Durant cette phase il cartographie la surface des astéroïdes avec une résolution spatiale de l'ordre du mètre et détermine leur spectre thermique ainsi que leurs caractéristiques internes[33].
Au cours de la phase d'observation à faible d'altitude d'une durée de 6 semaines, la sonde spatiale abaisse son altitude à quatre kilomètres. Sa trajectoire est désormais définie de manière complètement autonome et repose notamment sur l'altimètre laser PALT. Deux survols à basse altitude sont effectués permettant d'obtenir des données à très haute résolution spatiale d'une large fraction de la surface de Dimorphos, y compris la région du cratère creusé par DART[33].
Les phases précédentes ont permis de remplir tous les objectifs assignés à la mission. La phase expérimentale a pour objectif de tester des techniques de navigation innovantes comprenant des survols à très basse altitude (un kilomètre ou moins) qui permettront d'obtenir des données morphologiques, spectrométriques et thermiques avec une résolution spatiale de l'ordre du décimètre pour des zones sélectionnées dont le cratère d'impact créé par DART. Cette phase s'achèvera avec l'atterrissage deHera à la surface de Didymos, fournissant de nouvelles données à très haute résolution. Les Cubesats Milani et Juventas de leur côté atterriront sur la surface Dimorphos[33].
La missionHera comprend le satellite principaléponyme et deux nano-satellites embarqués,Juventas etMilani, de typeCubeSat.
La sonde spatialeHera a la forme d'un cube de 1,6 × 1,6 × 1,7 mètre de côté. Sa masse au lancement est de 1081 kg. Sa structure est constituée de panneaux ennid d'abeilles d'aluminium avec en son centre un cylindre enfibre de carbone dans lequel sont situés les réservoirs d'ergols. Son énergie électrique est fournie par deux ensembles de troispanneaux solaires orientables longs de cinq mètres qui produisant800watts au point de leur orbite le plus éloigné du Soleil. La superficie totale de ces panneaux est de 14 m2 et, une fois déployés dans l'espace, ils portent l'envergure de l'engin spatial à11,5 mètres[35],[36],[37],[34].
Le satellite eststabilisé sur 3 axes. L'attitude est contrôlée par 4roues de réactions et 16 petitsmoteurs-fusées d'une poussée unitaire de 10newtons, qui sont placés par paire à chacun des coins de l'engin spatial et qui brûlent un mélangehypergolique d'hydrazine et deperoxyde d'azote. L"attitude est déterminée à l'aide des données fournies par unecentrale à inertie, desviseurs d'étoiles et descapteurs solaires. Les corrections d'orbite durant le transit entre la Terre et Dydimos et une fois sur place sont réalisées par 6 moteurs-fusées aux caractéristiques similaires à ceux utilisés pour le contrôle de l'orientation. Ces moteurs sont regroupés en cercle sur une des faces de l'engin spatial[37].
Les télécommunications reposent sur uneantenne parabolique grandgain de1,13 mètre de diamètre et un faisceau de 0,5°. L'antenne n'étant pas mobile, son pointage vers la Terre est réalisé en faisant pivoter l'ensemble de l'engin spatial. Deuxantennes faible gain omnidirectionnelles prennent en charge les communications, notamment lorsque la sonde spatiale, à la suite d'une anomalie de fonctionnement, est enmode survie et qu'elle ne maîtrise plus son orientation. Ces communications sont réalisées enbande X[37]. Par ailleurs, une liaison inter-satellitaire enbande S permet, d'une part, les échanges de données et de commandes entreHera et les deux nano-satellites et, d'autre part, de mesurer de manière précise la masse de Dydimos et Dimorphos en évaluant l'influence de leur champ gravitationnel sur la distance entre les trois engins spatiaux[38].
La navigation à l'approche de l'objectif et une fois sur place est assistée par deux caméras AFC (Asteroid Framing Cameras)[39] et l'altimètre PALT (Planetary Altimeter)[40].
Les capteurs des instruments scientifiques embarqués à bord deHera et des deux CubeSats sont tous installés sur une des faces de l'engin spatial (Asteroid Deck), qui est donc maintenue tournée vers la région de l'espace observée durant les phases de recueil de données scientifiques. La caméra compacte SMC (Spacecraft Monitoring Camera), qui est développée par la société italienne TSD-Space et qui dispose d'un capteurCMOS de quatremégapixels, est utilisée pour disposer d'une vue sur cette face et permet d'observer le déploiement des deux CubeSats[41],[22].
Les instruments principaux deHera sont les deux caméras AFC (Asteroid Framing Cameras), développées par la société JenaOptronik. Identiques et redondantes, elles disposent chacune d'un capteur panchromatique (noir et blanc) FaintStar de 1 020 × 1 020 pixels et sont équipées d'un téléobjectif. Lechamp de vue est de5,5 x 5,5° et elles fonctionnent en lumière visible. Larésolution spatiale atteint un mètre à une distance de 10 kilomètres. Les images fournies par ces caméras sont utilisées pour préciser les caractéristiques physiques de la surface de l'astéroïdeDidymos et deDimorphos ainsi que du cratère créé par DART et de la zone d'atterrissage de Juventas[42],[43],[44].
Hyperscout-H (Hyperspectral Imager) est unimageur hyperspectral qui doit fournir des images dans une plagespectrale comprise entre 400 et 1 000 nm (de l'ultraviolet au proche infrarouge en passant par lespectre visible). L'instrument fait ses observations dans 45 bandes spectrales distinctes. Il est développé par la société néerlandaise Cosine[43],[44],[22]. Il s'agit d'une version spécifique développée pourHera, différente de l'instrument Hyperscout standard développé pour équiper les nano-satellites.
PALT (Planetary Altimeter) est un altimètre micro-lidar utilisant un laser émettant un rayon lumineux infrarouge à 1,5 micromètre. Sa trace au sol est d'un mètre à une altitude d'un kilomètre (soit unmilliradian). La précision de la mesure d'altitude est de0,5 mètre. Sa fréquence est de10hertz[43].
TIRI (Thermal InfraRed Imager) est un imageur fonctionnant dans l'infrarouge moyen qui est fourni par l'agence spatiale japonaise (JAXA). L'instrument est basé sur un instrument développé pour la sonde spatiale japonaiseHayabusa 2. La plage spectrale observée est comprise entre 7 et 14 micromètres et il dispose de 6 filtres. Son champ de vue est de 13,3 x 10,6°. La résolution spatiale est de 2,3 mètres à une distance de 10 kilomètres[43],[44],[22].
La masse des deux astéroïdes composant le système binaire, les caractéristiques de leur champ de gravité, leur vitesse de rotation et leurs orbites seront mesurées en utilisant les perturbations des ondes radio provoquées par l'effet Doppler. Les mesures portent sur les échanges radio entreHera et les stations terriennes, ainsi qu'entreHera et les CubeSats. Du fait de l'orbite basse sur lesquels circuleront les CubeSats, ces dernières mesures sont cruciales pour déterminer la gravité de Didymos[43],[44].
| Caractéristique | AFC | Hyperscout-H | PALT | TIRI |
|---|---|---|---|---|
| Type | Imageur visible | Spectro-imageur | Altimètre | Imageur infrarouge thermique |
| Masse (kg) | <1,5 | 5,5 | 4,5 | <4,4 |
| Champ de vue (degrés) | 5,5 | 15,5 x 8,3 | non-applicable | 13,3 x 10 |
| Résolution spatiale (microradians) | 94,1 | 133 | 1000 | 226 |
| Bande spectrale (nanomètres) | 420-850 | 400-1000 | 700-1400 | |
| Autres | 25 bandes spectrales | précision verticale : 0,5 m. | 6 filtres | |
| Consommation électrique (Watts) | <1,3 | 2,5 (moyenne) - 4,5 (pic) | <14,5 | 20 (moyenne) - <30 |
| Masse | < 1,5 | 5,5 | 2,5 | > 3,5 |
| Fournisseur | JenaOptronik |  Cosine | JenaOptronik |  JAXA |
Deux nano-satellites de typeCubeSat, baptisés Milani et Juventas, sont transportés parHera et largués avant l'arrivée dans lesystème astéroïdal(65803) Didymos. Ils sont chargés d'effectuer des investigations qui viennent compléter celles de leur vaisseau porteur.
Les deux CubeSats sont construits autour d'uneplateforme similaire. Ce sont des CubeSats 6U-XL d'une masse (ergols compris) d'environ 12 kilogrammes. Ils sontstabilisés sur 3 axes et disposent d'un système depropulsion à gaz froid. Ils communiquent avec le vaisseau mère enbande S. L'effet Doppler affectant les liaisons radio est utilisé pour mesurer les caractéristiques du champ de gravitation du système binaire. Ils disposent d'une caméra en lumière visible et deviseurs d'étoiles qui sont utilisés pour déterminer les variations dynamiques de Didymos. Enfin les deux CubeSats sont équipés d'accéléromètres qui seront utilisés pour déterminer les propriétés de la surface de Dimorphos si les CubeSats se posent à sa surface comme cela est envisagé à la fin de leur mission. Juventas est développé par la sociétéGomSpace (Luxembourg) tandis que Milani est réalisé parTyvak International (Italie)[45],[46].
Le CubeSat Milani a pour objectif de réaliser des images et de mesurer les caractéristiques de la poussière potentiellement présente autour de l'astéroïde binaire(65803) Didymos. Il doit cartographier les deux astéroïdes, caractériser leur surface, évaluer les effets de l'impact de DART, contribuer aux mesures du champ gravitationnel des astéroïdes et déterminer les caractéristiques des nuages de poussière potentiellement situés autour des astéroïdes[45]. Son nom est un hommage àAndrea Milani Comparetti, mathématicien et astronome[47].
Pour remplir ces objectifs il emporte deux instruments[48],[45] :
Les instruments du CubeSat Juventas doivent déterminer les caractéristiques géophysiques deDimorphos avec une précision inégalée . Il doit cartographier sonchamp de gravité et déterminer sa structure interne ainsi que les caractéristiques de sa surface[46].
Pour remplir ces objectifs, il emporte les instruments suivants[49],[50],[46] :
La déroulement de la mission spatiale repose sur plusieurs installations au sol :
L'exploration des petits corps du Système solaire (comètes, astéroïdes) constitue un domaine dans lequel l'Agence spatiale européenne excelle avec les missionsGiotto lancée en 1985 etRosetta lancée en 2004. Deux autres missions relevant de cette catégorie sont en cours d'évaluation ou de développement.RAMSES (Rapid Apophis Mission for Space Safety) doit se placer enorbite autour de l'astéroïde géocroiseur(99942) Apophis peu avant son survol de la Terre. Si son développement est approuvé fin 2025, la sonde spatiale sera lancée en 2028 et atteindra Apophis début 2029. Pour limiter le temps de développement, l'engin spatial est pour l'essentiel un clone deHera ayant une plus grande capacité de manoeuvre (plus d'ergols) et moins d'instruments[52]. La missionComet Interceptor, qui a pour objectif d'étudier au cours d'un survol unecomète dans son état d'origine, c'est-à-dire lors de son premier passage près du Soleil. Son développement est approuvé et son lancement est programmé pour 2029[53]. Enfin l'Agence spatiale européenne développeM-ARGO (Miniaturised Asteroid Remote Geophysical Observer) qui a pour objectif de démontrer les capacités d'un nano-satellite affecté à une mission d'exploration du Système solaire. CeCubeSat 12U, qui serait lancé vers 2026, doit se placer en orbite autour d'un astéroïde qu'il étudiera à l'aide d'une caméra et d'un altimètre[54].
— Description de la mission.Sur les autres projets Wikimedia :
| Concepts | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Détection, caractérisation et suivi des objets géocroiseurs |
| ||||||||
| Expérimentations méthodes de déviation | |||||||||
| Organisations |
| ||||||||
| Étude in situ des géocroiseurs | |||||||||
| Géocroiseurs remarquables | |||||||||
| Impacts cosmiques avec la Terre | |||||||||
| Autres | |||||||||
| Lanceurs | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Programme spatial habité | |||||||||||||
| Satellites scientifiques |
| ||||||||||||
| Satellites d'application |
| ||||||||||||
| Principales participations |
| ||||||||||||
| À l'étude | |||||||||||||
| Projets abandonnés | |||||||||||||
| Établissements | |||||||||||||
| Programmes | |||||||||||||
| Historique |
| ||||||||||||
| Articles liés | |||||||||||||
| Les dates indiquées sont celles de lancement de la mission. | |||||||||||||
