Planeettapuolustus – Mitä Hera voi opettaa meille?

Hera, Euroopan avaruusjärjestön (ESA) planeettapuolustuslento, on lähtenyt kahden vuoden matkalleen. ESA on saavuttanut yhden tärkeistä tavoitteistaan – kokoamalla yhteen avaruusaluksen, joka on suuruudeltaan kuin pakettiauto, ja sen laukaisemisen nopeudella.

Toinen lennon tavoite on tutkia NASA:n vuoden 2022 DART-lennon jälkiseurauksia, joka muutti asteroidin radan onnistuneesti suoralla iskulla.

Heran rooli Maan suojelemisessa asteroideilta

Noin 30 000 asteroidia tulee suhteellisen lähelle Maata, ja yksi tällainen avaruuskivi osuu planeettaan joka 10 000 vuosi. Tällainen isku olisi Thalesin mukaan vastaava kuin noin 50 megatonnin räjähdys.

“Hera on osa kansainvälistä pyrkimystä vastata kysymykseen: Voisimmeko tehdä mitään, jos havaitsemme yhden törmäyskurssilla?” ESA kirjoitti X:ssä (aiemmin Twitterissä).

Keskipohjaiset asteroidit ovat niitä, jotka meidän pitäisi huolestuttaa, koska niiden isku asutetulle alueelle olisi tuhoisa. Siksi DART:n iskun vaikutusten tarkka tarkastelu mahdollistaa Heran tarkentaa asteroidien poikkeutusstrategioita tuleville planeettapuolustusohjelmille.

ESA:n tutkijoiden mukaan törmäyspaikan tutkiminen auttaa ratkaisemaan mysteerit ei vain Dimorphoksesta, joka on suuruudeltaan Giza:n suuren pyramidin kokoisen, 495 jalan halkaisijan, vaan myös Didymoksesta, jota se kiertää. Didymos on vuoren kokoinen, 2 559 jalan halkaisijan.

Lisäksi Hera auttaa meitä ymmärtämään aurinkokuntaamme paljastamalla lisää tietoa sen muodostumisesta. Tämä kuutiomaisen muotoinen avaruusalus on ensimmäinen, joka kuljettaa CubeSateja syvälle avaruuteen, mikä parantaa sen tieteellisiä kykyjä.

“Hera tarjoaa arvokkaita tietoja tuleville asteroidien poikkeutuslentoihin ja tieteeseen, joka auttaa ihmiskunnan ymmärtämään asteroidien geofysiikkaa sekä aurinkokunnan muodostumisen ja evoluution prosesseja”, SpaceX kirjoitti X:ssä.

Ennen kuin Hera saapuu kaksinkertaiseen asteroidijärjestelmään vuoden 2026 lopussa, joka on 121 miljoonan mailin (lähes 195 miljoonan kilometrin) päässä Maasta, avaruusalus lentää Marsin ohi maaliskuun puolivälissä ensi vuonna. Tämä antaa Heralle tarvittavan lisäimpulssin asteroidien saavuttamiseksi.

Matkan aikana Hera lentää 3 728 mailin (6 000 kilometrin) etäisyydellä Marsin pinnasta ja tarkkailee yhtä punaisen planeetan kuista, joka on nimeltään Deimos. Avaruusalus hankkii tietoja Marsin kuujen tutkimuslennolle (MMX), joka laukaistaan lähitulevaisuudessa kartoittamaan kuut ja laskeutumaan Phobokseen keräämään näytteitä tutkimiseksi.

Hera saapuu sitten Didymoksen kiertoradalle, jossa se viettää kuusi viikkoa tutkimalla molempia asteroideja. Kun se on valmis havainnoimisesta, avaruusalus vapauttaa kaksi CubeSatia, joilla on omat ajojärjestelmänsä.

Yksi CubeSateista on nimeltään Juventas, joka on varustettu radarilla, joka tarkastelee avaruuskivien pinnan alle. Toinen on nimeltään Milani, monispektrinen kuvantaja, joka kartoittaa pölyä ja mineraaleja näillä asteroideilla. CubeSatit käyttävät satelliittien välisiä linkkejä viestimiseen avaruusaluksen kanssa ja välittävät havaintonsa Maahan.

Kymmenen viikon ajan Hera suorittaa havaintoja, jotka vievät sen lähemmäs asteroidin pinnalle, tulleen lähelle kuin 0,6 mailia (1 kilometri) siitä. Lopulta Hera voi laskeutua Didymokselle, kun taas CubeSatit voivat tehdä vastaavan laskeutumisyrityksen Dimorfokselle.

Kaiken ESA:n kokemuksen ja tietämyksen kanssa, jonka se hankkii Herasta, se aikoo käyttää sitä seuraavassa lennossaan, Ramsesissa. Tällä tavoin, jos koskaan havaitsemme asteroidin törmäyskurssilla Maahan, voidaan nopeasti laukaista vastaavia tiedustelulentoja määrittämään tarkasti niiden rata ja sulkea pois väärät hälytykset.

Yhteistyö Euroopan planeettapuolustuksessa

Euroopan planeettapuolustusohjelman osana Hera, jossa on kaksi kenkälaatikon kokoista satelliittia, laukaistiin NASA:n Kennedy Space Centeristä Floridasta Falcon 9 -raketilla.

Tämä Elon Muskin SpaceX:n raketti on uudelleenkäytettävä, kahden vaiheen, keskitason kantoraketti, joka tarjoaa turvallisen ja luotettavan kuljetuksen ihmisille ja rahtitavaroille Maan kiertoradalle. SpaceX on määritellyt sen “maailman ensimmäiseksi uudelleenkäytettäväksi orbitaaliselle luokan raketiksi”, ja tämä uudelleenkäytettävyys mahdollistaa yritykselle laskea avaruuteen pääsyn kustannuksia.

Virallisen verkkosivun mukaan Falcon 9 on suorittanut 377 laukaisua, 333 laskeutumista ja 308 uudelleenlentoa tähän mennessä.

Euroopan ensimmäiselle planeettapuolustuslennolle Beyond Gravity toimitti myös olennaiset komponentit, mukaan lukien keskisen rakenteellisen putken, aurinkosiivet ja sähkötuotteet, jotka ovat kriittisiä lennon onnistumisen kannalta.

“Asteroidin radan muuttaminen on tärkeä planeettapuolustuksen tekniikka ihmiskunnalle, jos joskus suuri asteroidi havaitaan olevan törmäyskurssilla Maahan.”

– Oliver Grassmann, Beyond Gravityn satelliittien toimitusjohtaja, joka on avaintoimittaja avaruusteollisuudelle

Aurinkosiipien avulla yritys varmistaa, että Hera:lla on aina tarpeeksi sähkövirtaa kaikkien toimintojensa suorittamiseen. Avaruusaluksella on kaksi aurinkosiipeä, jotka ovat viisi metriä pitkiä ja joissa on kolme taitettavaa paneelia kussakin. Tämä antaa avaruusalukselle noin 14 neliömetrin pinta-alan.

Se oli ensimmäinen kerta, kun Beyond Gravity kehitti kokonaiset aurinkopaneelit eurooppalaiselle lennolle. Nämä paneelit on suunniteltu aina osoittamaan aurinkoon ja toimimaan ääriolosuhteissa. Tämä johtuu siitä, että auringonvalo Marsissa on vain 43 % niin voimakasta kuin Maassa, ja menemällä eteenpäin se laskee 17 %:iin.

Koska se voi toimia -100 °C ja +140 °C lämpötiloissa, kun Hera menee Marsin ohi, aurinkopaneelit pystyvät edelleen tuottamaan 800 watin tehon, joka on riittävä voimanlähteenä tärkeille järjestelmille, kuten navigaatiokameroille, tietoliikennejärjestelmille ja kannettavalle tietokoneelle.

Lisäksi aurinkosiipien Beyond Gravity on toimittanut avaruusaluksen keskikanavan, joka toimii avaruusaluksen selkärankana. Tämä putki on valmistettu hiili- ja polymeriyhdisteestä, ja se toimii pääasiallisena rakenteellisena elementtinä.

Keskirakenteena se pitää avaruusaluksen kaikki komponentit yhdessä, ja se on tärkeässä roolissa yhdistäessään Heran laukaisuun laukaisun aikana. Putki sisältää työntömoottoreita, polttoainetankeja ja varustelaitteita, jotka varmistavat avaruusaluksen rakenteellisen luotettavuuden.

Puolustusyhtiöt Thales ja Leonardo ovat myös osallistuneet Heran lennolle yhteisyrityksensä Thales Alenia Space kautta, jolla on tehdas Yhdysvalloissa ja 16 sivutoimipaikkaa Euroopassa. Yritys on ilmoittanut 2,2 miljardin euron liikevaihdon vuonna 2023.

Yritys toimitti Heralle voimayksikön ja tietoliikennejärjestelmän, joka mahdollistaa avaruusaluksen seuraamisen ja ohjaamisen jopa 500 miljoonan kilometrin etäisyydeltä.

NASA:n DART valmisti maaperän Heran lennolle

Kun Hera on laukaistu, se kestää kaksi vuotta, ennen kuin se saapuu asteroidijärjestelmään, ja silloin se alkaa tutkia DART:n iskun vaikutuksia parantaakseen “kinetiikan vaikutus” -menetelmää toimivaksi lähestymistavaksi planeettapuolustukseen.

NASA:n Double Asteroid Redirection Test (DART) -lento vuonna 2022 iski asteroidiin Dimorfoksessa, joka on noin 181 miljoonan kilometrin päässä planeetastamme.

DART laukaistiin marraskuussa 2021 SpaceX:n Falcon 9 -raketilla ja oli ensimmäinen avaruuslento, joka osoitti asteroidin poikkeutuksen kinetiikan vaikutuksella. Vending-koneen kokoinen avaruusalus käytti SMART Nav -järjestelmää asteroidin kohteeksi ja säätämään DART:n radan.

Kaksi vuotta sitten lento törmäsi tahallisesti Dimorfoksen asteroidiin ja muutti sen radan. Kun törmäys tapahtui, romun pilvi levisi 6 213 mailin (10 000 kilometrin) etäisyydelle avaruuteen ja kesti kuukausia. Tämä loi ensimmäisen ihmiskunnan luoman meteorisateen, joka voi olla näkyvissä Maassa ja Marsissa tulevaisuudessa.

NASA:n planeettapuolustusupseerin Lindley Johnsonin mukaan lennon onnistuminen osoitti, että:

“Emme ole enää avuttomia estämään tällaista luonnonkatastrofia.”

Asteroidi ei aiheuttanut vaaraa Maalle, mutta Yhdysvaltain avaruusvirasto halusi nähdä, voitaisiinko avaruusaluksen törmäys pienelle asteroidille 13 645 mailin (6,1 km/s) tuntinopeudella muuttaa sen liikettä. Dimorfoksen pieni koko teki siitä täydellisen koeaineen, ja NASA julisti lennon onnistuneeksi, jättäen noin 33-65 jalan (10-20 metrin) kokoisen iskukraatterin.

“Tämä tulos on yksi tärkeä askel kohti ymmärtämistä DART:n iskun täydellistä vaikutusta sen kohdeasteroidiin…Kun uudet tiedot tulevat joka päivä, astronomit voivat arvioida paremmin, voidaanko DART-tyyppistä lentoa käyttää tulevaisuudessa auttamaan Maata asteroidin törmäykseltä, jos koskaan löydetään yksi, joka on matkalla kohti meitä.”

– Lori Glaze, NASA:n planeettatutkimuksen johtaja

Kuvat törmäyksen jälkeisistä olosuhteista otettiin CubeSatilla nimeltä LICIACube, joka oli pakattu avaruusalukseen. Se erosi sitten avaruusaluksesta ja otti kuvia ja videoita.

Vaikka maanpäälliset teleskoopit ovat käytetty törmäyksen jälkeisten olosuhteiden seuraamiseen, DART:n iskun ja asteroideiden koostumuksen suhteen on edelleen monia kysymyksiä, jotka voivat parantaa asteroidien poikkeutusteknologiaa. Hera aikoo sulkea tämän kehän tekemällä täydellisen arvion ja yksityiskohtaisen lopputuloksen.

Vaikka meillä on jo “superkuvia” molemmista asteroideista, Hera tuo meille uudet kuvat, ja se on “kuin löytäisi uudet maailmat”, sanoi Patrick Michel, Heran lennon pääjohtaja ja tutkimusjohtaja Ranskan kansallisessa tieteellisessä tutkimuskeskuksessa. Hän lisäsi:

“Jäätävä asia on, että meidän täytyy tietää, miksi ne ovat uusia tai erilaisia, koska DART antoi meille kaikki alkuehdot, jotka johtivat niiden muuttumiseen.”

Tutkijat ovat innostuneita ymmärtämään eri puolia Dimorfosta, mukaan lukien sen koostumus. Joten, vaikka DART-lento oli “upea menestys”, Hera on välttämätön mittaamaan DART:n poikkeutustestin tehokkuutta.

“Toivon, että tämä voi tarjota inspiraation muille lennoille, jotka on omistettu planeettapuolustukselle ja aurinkokunnan tutkimukselle.”

– Patrick Michel

Teknologiat, jotka avaavat tien avaruuteen

Euroopan avaruusjärjestön planeettapuolustuslento edustaa merkittävää askelta asteroidien poikkeutustekniikoiden kehittämisessä ja ihmiskunnan valmistautumisessa monissa planeetoissa asuvaksi lajiksi.

Lisäksi Hera osoittaa edistystä syvän avaruuden navigoinnissa ja autonomisessa teknologiassa, jotka todennäköisesti tulevat olemaan tärkeitä rooleja tulevissa avaruuslennoissa ja siirtokuntien perustamispyrkimyksissä.

Ja kun me laajennamme avaruuteen, on tärkeää suojella Maata ja muita tulevia mahdollisia asuinpaikkoja avaruuden vaaroilta. Parantamalla kykyämme poiketa tai ohjata asteroideja, lennot kuten Hera osallistuvat ihmiskunnan pitkäaikaisen selviytymisen varmistamiseen, ei vain Maassa, vaan myös kauempana.

Silti se on vasta alku, ja monissa avaruus-, energia- ja elämänalojen osa-alueilla tarvitaan useita kriittisiä teknologioita, jotta voimme kehittyä monissa planeetoissa asuvaksi lajiksi, jolla on avaruusperäinen talous.

Tähän lukeutuvat kustannustehokkaat, kestävät ja uudelleenkäytettävät rakettimoottorit, joista SpaceX:n Starship on esimerkki tällaisesta teknologiasta. Edistyneet propulsiojärjestelmät, kuten ydinlämpövoima, ovat tarpeen nopeampiin ja tehokkaampiin matkojen tekemiseen planeetoille, kuten Marsiin.

Pelkästään matkustaminen näille planeetoille ei ole tarpeeksi. Jotta voimme asua siellä, tarvitsemme elämän ylläpitämiseen tarvittavia järjestelmiä, kuten ilmaa, vettä ja ruokaa, jotka ovat välttämättömiä pitkäaikaisen asutuksen kannalta.

Tarvitaan myös energiantuotantojärjestelmiä, kuten kannettavia ydinreaktoreita ja aurinkopaneeleita, jotka on optimoitu avaruuskäyttöön. Lisäksi tarvitaan teknologiaa, joka mahdollistaa raaka-aineiden talteenoton planeetoilta ja asteroideilta. Tarvitaan myös teknologiaa, kuten 3D-tulostusta, jotta voidaan hyödyntää näitä raaka-aineita polttoaineen, infrastruktuurin ja elämän ylläpitämisen tarpeisiin.

Robotiikka on myös suureksi avuksi infrastruktuurin rakentamisessa, erityisesti vaarallisissa tai vaikeasti saavutettavissa paikoissa.

Luotettavat, nopeat tietoliikennejärjestelmät tulevat myös olemaan tärkeitä rooleissa ylläpitämään yhteyttä Maan ja siirtokuntien välillä, kun taas lääketieteellisessä tutkimuksessa edistystä tarvitaan ihmisen elämän suojelemiseksi. Geeniteknologia ja biologiset vastatoimet kosmisen säteilyn uhkia vastaan tulevat myös varmistamaan ihmisen terveyden Maan ulkopuolella.

Vaikka se on tällä hetkellä vain unelma, useat yritykset kehittävät teknologioita, joita tarvitaan ihmiskunnan kehittymiseen monissa planeetoissa asuvaksi lajiksi.

SpaceX on selvästi suuri nimi tässä alalla uudelleenkäytettävien rakettien kanssa. Yritys suunnittelee myös käyttävänsä Starship-avaruusalusta ihmiskunnan siirtokunnan perustamiseen Marsiin, samalla kun se panostaa globaaleihin satelliittipohjaisiin tietoliikenneverkkoihin Starlinkin kautta.

Miljardööri Jeff Bezos on myös osallistunut tähän alaan Blue Originin kautta. Yrityksen uudelleenkäytettävä New Glenn -raketti ja Blue Moon -kuulanderääjä tavoittelevat mahdollistamaan ihmiskunnan siirtokunnan perustamisen. Northrop Grumman on mukana myös NASA:n Artemis-ohjelmassa, ja sen Cygnus-avaruusalus tarjoaa rahtipalveluita Kansainväliselle avaruusasemalle (ISS).

Lockheed Martin (LMT )

Tämä globaali ilmailu- ja puolustusyhtiö työskentelee läheisesti NASA:n kanssa Orion-avaruusaluksen parissa, joka on suunniteltu syvän avaruuden tutkimukseen. Yrityksellä on myös visio Mars-lentoon, “Mars Base Camp”, joka on kiertoradalla oleva asema, joka tarjoaa tukipalveluita tuleville miehitetyille lennoille.

Lockheed Martinin osakkeet kaupataan tällä hetkellä 605,11 dollarin hinnalla, ja niiden arvo on kasvanut 33,51 % vuoden alusta. Yrityksen markkina-arvo on 144,23 miljardia dollaria. Yrityksellä on 27,58 dollarin TTM-EPS, 21,94 P/E-lukema ja 2,18 %:n osinkotuotto.

Toisen neljänneksen 2024 tuloksissa yhtiö ilmoitti 18,1 miljardin dollarin liikevaihdon ja 1,6 miljardin dollarin nettovoiton eli 6,85 dollarin osakekohtaisen tuloksen. Kassavirta oli 1,9 miljardia dollaria, ja vapaan rahan virta oli 1,5 miljardia dollaria neljänneksen lopussa. Yrityksellä on myös 160 miljardin dollarin tilauskanta, ja se jatkaa puolustusteknologiaratkaisujen kasvavaa kysyntää.

“PAC-3:n kriittinen rooli ilmapuolustuksessa, Aegis-taistelujärjestelmä, johon on lisätty tekoäly, ja F-35, jossa on edistyneet sensori- ja datahallintakyvyt, ovat olleet merkittäviä panoksia liittoutuneiden ja kumppanien puolustukseen.”

– Lockheed Martinin toimitusjohtaja Jim Taiclet

Johtopäätös

Kuten näimme, Hera edustaa suurta ja kriittistä askelta eteenpäin planeettapuolustuksessa. Tarjoamalla arvokkaita näkemyksiä asteroidien poikkeutusteknologiasta, tämä lento ei ainoastaan paranna “kinetiikan vaikutus” -menetelmää asteroidien poikkeuttamiseksi, vaan myös osallistuu laajempiin avaruuden tutkimuspyrkimyksiin. Hera myös avaa tien meille kehittyäksesi monissa planeetoissa asuvaksi lajiksi ja suojelemaan elämää Maassa ja sen ulkopuolella.

Klikkaa tästä luetteloon kymmenestä parhaasta ilmailu- ja puolustusosakkeesta.