Planetarisk forsvar – hvad kan Hera lære os?

Hera, den planetariske forsvarsmission fra European Space Agency (ESA), er begyndt på sin to-årige rejse. Med opsendelsen af ​​Hera-rumfartøjet den 7. oktober nåede ESA et af sine vigtigste mål - at sammensætte et rumfartøj på størrelse med en varevogn og derefter opsende det med hastighed.

Et andet mål med missionen er at studere eftervirkningerne af NASAs DART-mission i 2022, som med succes ændrede en asteroides bane gennem et direkte nedslag.

Heras rolle i at beskytte Jorden mod asteroider

Omkring 30,000 asteroider kommer relativt tæt på Jorden, og en sådan rumsten rammer planeten hvert 10,000. En sådan påvirkning ville ifølge Thales svare til en eksplosion på omkring 50 megaton.

"Hera er en del af den internationale indsats for at besvare spørgsmålet: Kunne vi gøre noget, hvis vi opdagede en på kollisionskurs?" skrev ESA på X (tidligere Twitter).

Ifølge Thales er det asteroider af mellemstørrelse, vi bør bekymre os om, da deres indvirkning på et befolket område ville være ødelæggende. Så en nærmere undersøgelse af virkningerne af DART's nedslag vil gøre det muligt for Hera at forfine strategier for asteroideafbøjning til fremtidige planetariske forsvarsinitiativer.

Ifølge ESA-forskere vil undersøgelsen af ​​ulykkesstedet hjælpe med at løse mysterierne ikke kun om Dimorphos, som er på størrelse med den store pyramide i Giza med en diameter på 495 fod, men også med Didymos, jo større asteroide den kredser om. Didymos er på størrelse med et bjerg med en diameter på 2,559 fod.

Derudover vil Hera hjælpe os med at forstå vores solsystem ved at afdække mere information om dets dannelse. Dette terningformede rumfartøj vil være det første til at transportere CubeSats til det dybe rum, hvilket yderligere forbedrer dets videnskabelige kapacitet.

"Hera vil levere værdifulde data til fremtidige asteroideafbøjningsmissioner og videnskab for at hjælpe menneskehedens forståelse af asteroidegeofysik samt solsystemets dannelse og evolutionære processer," skrev SpaceX på X.

Før Hera når det dobbelte asteroide-system i slutningen af ​​2026, som vil tage det 121 millioner miles (næsten 195 millioner kilometer) væk fra Jorden, vil rumfartøjet svinge forbi Mars i midten af ​​marts næste år. Dette vil give Hera det ekstra momentum, der er nødvendigt for at nå asteroiderne.

Under rejsen vil Hera flyve inden for 3,728 miles fra Mars' overflade og dermed observere en af ​​den røde planets to måner, ved navn Deimos. Rumfartøjet vil modtage data til Mars' måner eXploration (MMX)-sonden, som vil blive opsendt i de kommende år for at undersøge månerne og lande en lille rover på Phobos for at indsamle prøver til undersøgelse.

Hera vil derefter ankomme til Didymos' kredsløb, hvor den vil bruge seks uger på at undersøge begge asteroider. Når den er færdig med observationerne, vil rumfartøjet udsende to CubeSat'er med deres egne fremdriftssystemer.

En af CubeSat-satellitterne hedder Juventas og er udstyret med et radarinstrument, der kan kigge dybt ned under overfladen af ​​rumklipper. Den anden hedder Milani, en multispektral billeddannelsesenhed, der kortlægger støv og mineraler på disse asteroider. CubeSat-satellitterne vil bruge forbindelser mellem satellitter til at kommunikere med rumfartøjet og derefter sende deres fund tilbage til Jorden.

Over en periode på 10 uger vil Hera udføre observationer, der vil bringe den tættere på asteroidens overflade, så tæt som 0.6 kilometer på den. I sidste ende kunne Hera lande på Didymos, mens CubeSats kunne gøre lignende forsøg på at lande på Dimorphos.

Med al den erfaring, som ESA har og vil tilegne sig på Hera, planlægger den at bruge den til sin næste mission, Ramses. På denne måde, hvis vi nogensinde opdager en asteroide på kollisionskurs med Jorden, kan sådanne rekognosceringsmissioner lanceres hurtigt for præcist at bestemme deres bane og udelukke en falsk alarm.

Samarbejdsindsatser i Europas planetariske forsvar

Som en del af Europas planetariske forsvarsprogram blev Hera, med sine to satellitter på størrelse med skotøjsæsker, opsendt fra NASAs Kennedy Space Center i Florida på en Falcon 9-raket.

Denne raket fra Elon Musks SpaceX er en genanvendelig, to-trins, mellemhøj løfteraket, der giver sikker og pålidelig transport af mennesker og nyttelast ind i kredsløb om Jorden. Denne genanvendelighed, der af SpaceX er defineret som "verdens første genanvendelige raket i orbitalklassen", giver virksomheden mulighed for at reducere omkostningerne ved adgang til rummet.

Som pr officiel hjemmeside, Falcon 9 har haft 377 samlede opsendelser, 333 samlede landinger og i alt 308 genflyvninger indtil videre.

Til Europas første planetariske forsvarsmission leverede Beyond Gravity også de essentielle komponenter, herunder et centralt strukturrør, solvinger og elektroniske produkter, som er afgørende for missionens succes.

"At ændre en asteroides bane er en vigtig planetarisk forsvarsteknik for menneskeheden, hvis en stor asteroide nogensinde viser sig at være på kollisionskurs med Jorden."

– Oliver Grassmann, Executive Vice President for Satellites hos Beyond Gravity, en nøgleleverandør til rumindustrien

Med sine solvinger sikrer virksomheden, at Hera til enhver tid har tilstrækkelig strøm til at drive sin drift. Hera-rumfartøjet har to solvinger, som er fem meter lange og hver har tre hængslede paneler. Dette giver rumfartøjet et overfladeareal på omkring fjorten kvadratmeter.

Det var første gang, at Beyond Gravity udviklede komplette solpaneler til en europæisk mission. Disse arrays er designet til altid at være på linje med Solen og fungerer også under ekstreme forhold. Dette skyldes, at sollys på Mars kun er 43 % så klart som Jorden, og går det ud over, går det ned til 17 %.

Da det kan fungere ved temperaturer mellem -100 C og +140 C, når Hera går ud over Mars, vil solpanelerne stadig være i stand til at generere 800 watt strøm, hvilket er tilstrækkeligt til at drive nøglesystemer som navigationskameraer, kommunikationssystemer, og den indbyggede computer.

Udover solvinger har Beyond Gravity leveret det centrale rør til rumfartøjet, der fungerer som rumfartøjets rygrad. Dette rør er lavet af kulfiberforstærket polymer, der fungerer som det vigtigste strukturelle element.

Som en central struktur holder den alle komponenterne i rumfartøjet sammen og spiller en nøglerolle i at forbinde Hera med dets løfteraket under opsendelsen. Røret indeholder thrustere, drivmiddeltanke og udstyrsdæk, som sikrer rumfartøjets strukturelle forsvarlighed.

Forsvarsfirmaerne Thales og Leonardo bidrog også med teknologi til Hera-missionen gennem deres joint venture Thales Alenia Space, som har en fabrik i USA og 16 steder i Europa. Det havde en konsolideret omsætning på omkring 2.2 milliarder euro i 2023.

Virksomheden leverede kraftenheden og kommunikationssystemet til Hera, som vil give mulighed for sporing og kontrol af rumfartøjet fra en afstand på op til 500 millioner kilometer væk.

Hvordan NASAs DART forberedte jorden for Heras mission

Selvom Hera er blevet opsendt, vil det tage rumfartøjet to år at nå asteroidesystemet, og det er på det tidspunkt, at det vil begynde at studere virkningerne af DART-nedslaget for at forbedre den 'kinetiske nedslags'-metode som en mulig tilgang til planetarisk forsvar.

Double Asteroid Redirection Test (DART)-missionen fra NASA fandt sted i 2022 og ramte asteroiden Dimorphos, som ligger omkring 181 millioner kilometer fra vores planet.

DART blev opsendt i november 2021 fra SpaceX's Falcon 9-raket og var den første rummission nogensinde, der viste asteroideafbøjning ved kinetisk nedslag. Rumfartøjet på størrelse med en automat brugte SMART Nav til at sigte mod asteroiden og justere DART's bane.

For to år siden slog missionen med vilje ind i asteroiden Dimorphos og ændrede dens kredsløb. Da kollisionen skete, strakte skyen af ​​affald sig over 6,213 miles ud i rummet og varede ved i flere måneder. Dette skabte faktisk den første menneskeskabte meteorregn, der kan være synlig på Jorden og Mars i fremtiden.

Ifølge NASAs planetariske forsvarsofficer, Lindley Johnson, viste missionens succes, at:

"Vi er ikke længere magtesløse til at forhindre denne type naturkatastrofer."

Asteroiden udgjorde ingen trussel mod Jorden, men det amerikanske rumagentur ville undersøge, om et sammenstød mellem rumfartøjet og en lille asteroide med en hastighed på 13,645 km i sekundet ville kunne ændre dens bevægelse. Dimorphos' lille størrelse gjorde den til det perfekte testobjekt, og NASA erklærede missionen for en succes og efterlod et nedslagskrater på omkring 6.1 til 33 meter i størrelse.

"Dette resultat er et vigtigt skridt i retning af at forstå den fulde effekt af DARTs nedslag med dens målasteroide ... Efterhånden som nye data kommer ind hver dag, vil astronomerne bedre være i stand til at vurdere, om og hvordan en mission som DART kan bruges i fremtiden til at beskytte Jorden mod en kollision med en asteroide, hvis vi nogensinde opdager en på vej mod os."

– Lori Glaze, direktør for NASAs afdeling for planetvidenskab

Billederne af efterspillet blev fanget af en CubeSat kaldet LICIACube, som var pakket inde i rumfartøjet. Det blev derefter adskilt for at tage billeder og video.

Selvom jordbaserede teleskoper er blevet brugt til at overvåge eftervirkningerne af styrtet, er der stadig spørgsmål om DART's nedslag og asteroidernes sammensætning, der kan bidrage til at forbedre teknologien til at afbøje asteroider. Hera sigter her mod at lukke den cirkel ved at foretage en fuldskalavurdering og detaljere det endelige resultat.

Selvom Hera allerede har "superbilleder" af begge asteroider, vil den give os nye billeder, og det vil være "som at opdage nye verdener", sagde Patrick Michel, Hera-missionens ledende forsker og forskningsdirektør ved Centre National de la Recherche Scientifique i Frankrig. Han tilføjede:

"Det fede er, at vi ved, hvorfor de er nye eller anderledes, da DART gav os alle de indledende betingelser, der førte til deres transformation."

Forskere er ivrige efter at forstå forskellige aspekter af Dimorphic, herunder dens sammensætning. Så selvom DART-missionen var en "fantastisk succes", er Hera nødvendig for at måle effektiviteten af ​​DARTs afbøjningstest.

"Jeg håber, at dette kan tilbyde en kilde til inspiration til andre missioner, der er viet til planetarisk forsvar og udforskning af solsystemet."

– Patrick Michel

Teknologier baner vejen for en rumfaren fremtid

Planetforsvarsmissionen fra Den Europæiske Rumorganisation repræsenterer et monumentalt skridt i udviklingen af ​​asteroideafbøjningsteknikker og menneskehedens forberedelse til at blive en multiplanetarisk art.

Desuden demonstrerer Hera fremskridt inden for dyb rumnavigation og autonom teknologi, som sandsynligvis vil spille en væsentlig rolle i fremtidige rumudforsknings- og koloniseringsbestræbelser.

Og efterhånden som vi ekspanderer ud i rummet, bliver det vigtigt at beskytte Jorden og andre potentielle fremtidige levesteder mod rumfarer. Ved at fremme vores evne til at aflede eller omdirigere asteroider, bidrager missioner som Hera til at sikre den langsigtede overlevelse af den menneskelige civilisation, ikke bare på Jorden, men langt ude.

Det er dog kun begyndelsen, og for at blive en multiplanetarisk art med en rumfartsøkonomi har vi brug for adskillige kritiske teknologier, der spænder over forskellige sektorer inden for luftfart, energi og biovidenskab.

Dette omfatter omkostningseffektive, holdbare og genanvendelige raketter, hvor SpaceX's Starship er et godt eksempel på en sådan teknologi. Avancerede fremdriftsteknologier som nuklear termisk energi er derimod nødvendige for hurtigere og mere effektive rejser til planeter som Mars.

Bare det at gå til disse planeter er dog ikke nok. For at bo der, har vi brug for livsstøttesystemer i form af luft, vand og mad som er nødvendige for langvarig beboelse.

Energisystemer som bærbare atomreaktorer og solpaneler, der er optimeret til brug i rummiljøer, er også nødvendige for at hjælpe med bosættelse på andre planeter. Udover energibehovet får vi brug for teknologi, der giver os mulighed for at udvinde ressourcer fra planeter og asteroider. Udover råmaterialer har vi brug for teknologi som 3D-print for at bruge dem til brændstof, bygningsinfrastruktur og livsstøtte.

Robotteknologi vil også være en stor hjælp til at opbygge infrastrukturen, især på farlige eller svært tilgængelige steder.

Pålidelige højhastighedskommunikationssystemer vil i mellemtiden spille en nøglerolle i at opretholde kontakten mellem Jorden og kolonier på andre planeter, mens fremskridt er påkrævet inden for medicin for at beskytte menneskeliv. Genteknologi og biologiske modforanstaltninger mod trusler om kosmisk stråling vil yderligere sikre menneskers sundhed uden for Jorden.

Selvom det i øjeblikket forbliver en drøm, udvikler flere virksomheder de teknologier, der er nødvendige for, at menneskeheden kan blive en multiplanetarisk art.

SpaceX er bestemt et stort navn på dette felt med dens genanvendelige raketter. Virksomheden planlægger også at bruge sit Starship-rumfartøj til at aktivere menneskelig kolonisering af Mars mens der fokuseres på global satellitbaseret kommunikation via Starlink.

Milliardæren Jeff Bezos har også smidt sin hat med Blue Origin. Gennem sin genanvendelige New Glenn raket og Blue Moon månelander, sigter virksomheden mod at muliggøre menneskelig kolonisering. Northrop Grumman (NOC ) er endnu en, der er involveret i NASAs Artemis-program, mens dens Cygnus-rumfartøj leverer forsyningstjenester til Den Internationale rumstation (ISS).

Lockheed Martin (LMT )

Denne globale rumfarts- og forsvarsvirksomhed arbejder tæt sammen med NASA om Orion-rumfartøjet, som er designet til udforskning i dybt rum. Virksomheden har også en vision for sin interplanetariske rejse til den røde planet kaldet "Mars Base Camp", en orbitalstation, der ville yde støtte til fremtidige bemandede missioner.

Med aktier, der i øjeblikket handles til 605.11 dollars, en stigning på 33.51% år-til-dato, har Lockheed Martins markedsværdi nået 144.23 mia. Virksomheden har en EPS (TTM) på 27.58, en P/E (TTM) på 21/94 og et udbytte på 2.18%.

For Q2 2024, virksomheden rapporteret nettoomsætning på 18.1 milliarder dollar og en nettoindtjening på 1.6 milliarder dollar, eller 6.85 dollar pr. Kontanter fra driften var i mellemtiden 1.9 milliarder dollar, og frie pengestrømme ved udgangen af ​​kvartalet var på 1.5 milliarder dollar. Virksomheden rapporterede også et efterslæb på næsten 160 milliarder dollars, da det fortsat ser øget efterspørgsel efter forsvarsteknologiske løsninger.

"Fra PAC-3's kritiske rolle i luftforsvaret til Aegis Combat System med AI-forstærkning til F-35 med dens avancerede sensor- og datastyringsfunktioner har vores virksomhed ydet store bidrag til allieret og partnerforsvaret."

– Lockheed Martin CEO Jim Taiclet

Konklusion

Som vi så, repræsenterer Hera et stort og afgørende skridt fremad inden for planetarisk forsvar. Ved at give værdifuld indsigt i asteroideafbøjningsteknologi vil denne mission ikke blot forfine den 'kinetiske nedslags'-metode til asteroideafbøjning, men vil også bidrage til bredere rumudforskning. Hera har også potentiale til at bane vejen for, at vi kan blive en multiplanetarisk art og beskytte liv på Jorden og videre.

Klik her for en liste over ti bedste luftfarts- og forsvarsaktier.