Planeetverdediging – Wat kan Hera ons leren?

Hera, de planeetverdedigingsmissie van de European Space Agency (ESA), is aan haar tweejarige reis begonnen. Met de lancering van het Hera-ruimtevaartuig op 7 oktober heeft de ESA een van haar belangrijkste doelstellingen bereikt — het samenstellen van een ruimtevaartuig ter grootte van een bestelwagen en dit vervolgens met snelheid lanceren.

Een ander doel van de missie is het bestuderen van de nasleep van NASA’s DART-missie uit 2022, die met succes de baan van een asteroïde veranderde door een directe inslag.

De rol van Hera bij het beschermen van de aarde tegen asteroïden

Ongeveer 30.000 asteroïden komen relatief dicht bij de aarde, en zo’n ruimte-rotstuk treft de planeet elke 10.000 jaar. Zo’n inslag, volgens Thales, zou gelijkstaan aan een explosie van ongeveer 50 megaton.

“Hera maakt deel uit van de internationale inspanning om de vraag te beantwoorden: Zou we iets kunnen doen als we er een op een botsingskoers spotten?” schreef ESA op X (voorheen Twitter).

Middelgrote asteroïden, volgens Thales, zijn de asteroïden waar we ons zorgen over moeten maken, omdat hun inslag in een bevolkt gebied verwoestend zou zijn. Een grondige analyse van de effecten van de DART-inslag zal Hera in staat stellen om strategieën voor het afbuigen van asteroïden te verfijnen voor toekomstige planeetverdedigingsinitiatieven.

Volgens ESA-wetenschappers zal het onderzoek van de crashlocatie helpen de mysteries op te lossen, niet alleen van Dimorphos, dat de grootte heeft van de Grote Piramide van Gizeh met een diameter van 495 voet, maar ook van Didymos, de grotere asteroïde waar het omheen draait. Didymos is zo groot als een berg, met een diameter van 2.559 voet.

Bovendien zal Hera ons helpen ons zonnestelsel beter te begrijpen door meer informatie over de vorming ervan te onthullen. Dit kubusvormige ruimtevaartuig zal het eerste zijn dat CubeSats naar de diepe ruimte brengt, waardoor de wetenschappelijke mogelijkheden verder worden uitgebreid.

“Hera zal waardevolle gegevens leveren voor toekomstige asteroïde-afbuigmissies en wetenschap om de mensheid te helpen de geofysica van asteroïden evenals de vorming en evolutionaire processen van het zonnestelsel te begrijpen,” schreef SpaceX (SPCX ) op X.

Voordat Hera eind 2026 het dubbel-asteroïdenstelsel bereikt, wat haar 121 miljoen mijl (bijna 195 miljoen kilometer) van de aarde zal brengen, zal het ruimtevaartuig medio maart volgend jaar langs Mars vliegen. Dit zal Hera de extra impuls geven die nodig is om de asteroïden te bereiken.

Tijdens de reis zal Hera binnen 3.728 mijl van het Marsoppervlak vliegen en daardoor een van de twee manen van de rode planeet, Deimos, observeren. Het ruimtevaartuig zal gegevens leveren voor de Martian Moons eXploration (MMX)-sonde, die in de komende jaren zal worden gelanceerd om de manen te onderzoeken en een kleine rover op Phobos te laten landen om monsters te verzamelen voor analyse.

Hera zal vervolgens in de baan van Didymos aankomen, waar ze zes weken zal besteden aan het onderzoeken van beide asteroïden. Zodra de observatie voltooid is, zal het ruimtevaartuig twee CubeSats vrijgeven met hun eigen voortstuwingssystemen.

Een van de CubeSats heet Juventas en is uitgerust met een radarinstrument om diep onder het oppervlak van ruimte-stenen te kijken. De andere heet Milani, een multispectrale beeldvormer die stof en mineralen op deze asteroïden in kaart brengt. De CubeSats zullen inter-satellietverbindingen gebruiken om met het ruimtevaartuig te communiceren en vervolgens hun bevindingen terug naar de aarde sturen.

Gedurende een periode van 10 weken zal Hera observaties uitvoeren die haar dichter bij het oppervlak van de asteroïde brengen, tot op 0,6 mijl (1 kilometer) afstand. Uiteindelijk zou Hera kunnen landen op Didymos, terwijl de CubeSats soortgelijke pogingen kunnen doen om op Dimorphos te landen.

Met alle ervaring die ESA heeft en zal opdoen met Hera, is ze van plan deze te gebruiken voor haar volgende missie, Ramses. Op deze manier, als we ooit een asteroïde op een botsingskoers met de aarde detecteren, kunnen dergelijke verkenningsmissies snel worden gelanceerd om hun traject nauwkeurig te bepalen en een valse alarm uit te sluiten.

Samenwerkingsinspanningen in de Europese planeetverdediging

Als onderdeel van het Europese planeetverdedigingsprogramma werd Hera, met zijn twee schoenendoos-grote satellieten, gelanceerd vanaf NASA’s Kennedy Space Center in Florida met een Falcon 9-raket.

Deze raket van Elon Musk’s SpaceX is een herbruikbaar, twee-traps, medium-lift lanceervoertuig dat veilige en betrouwbare transport biedt voor mensen en ladingen naar een aardse baan. Gedefinieerd door SpaceX als “de eerste herbruikbare raket van orbitale klasse ter wereld”, maakt deze herbruikbaarheid het mogelijk de kosten voor toegang tot de ruimte te verlagen.

Volgens de officiële website heeft Falcon 9 tot nu toe 377 totale lanceringen, 333 totale landingen en 308 herstarts.

Voor de eerste Europese planeetverdedigingsmissie heeft Beyond Gravity ook de essentiële componenten geleverd, waaronder een centrale structurele buis, zonnevleugels en elektronische producten, die cruciaal zijn voor het succes van de missie.

“Het veranderen van de baan van een asteroïde is een belangrijke planeetverdedigingstechniek voor de mensheid als ooit een grote asteroïde wordt gevonden die op een botsingskoers met de aarde zit.”

– Oliver Grassmann, Executive Vice President of Satellites bij Beyond Gravity, een belangrijke leverancier voor de ruimte-industrie

Met zijn zonnevleugels zorgt het bedrijf ervoor dat Hera te allen tijde voldoende elektrische energie heeft om haar operaties uit te voeren. Het Hera-ruimtevaartuig heeft twee zonnevleugels, elk vijf meter lang en met drie scharnierende panelen. Dit geeft het ruimtevaartuig een oppervlak van ongeveer veertien vierkante meter.

Het was de eerste keer dat Beyond Gravity volledige zonne-energiesystemen ontwikkelde voor een Europese missie. Deze arrays zijn ontworpen om altijd op de zon gericht te blijven en ook onder extreme omstandigheden te werken. Dit komt doordat zonlicht op Mars slechts 43% zo fel is als op aarde, en verder weg daalt het tot 17%.

Aangezien ze kan functioneren bij temperaturen tussen -100 °C en +140 °C, zullen de zonnepanelen van Hera, zelfs wanneer ze verder dan Mars gaat, nog steeds 800 watt vermogen kunnen genereren, wat voldoende is om belangrijke systemen zoals navigatiecamera’s, communicatiesystemen en de boordcomputer van stroom te voorzien.

Naast de zonnevleugels heeft Beyond Gravity de centrale buis aan het ruimtevaartuig geleverd, die fungeert als de ruggengraat van het ruimtevaartuig. Deze buis is gemaakt van koolstofvezelversterkt polymeer en dient als het belangrijkste structurele element.

Als centrale structuur houdt het alle componenten van het ruimtevaartuig bij elkaar en speelt het een sleutelrol bij het verbinden van Hera met haar lanceerinrichting tijdens de lancering. De buis bevat thrusters, brandstoftanks en uitrustingsdecks, die de structurele integriteit van het ruimtevaartuig waarborgen.

Defensiebedrijven Thales en Leonardo leverden ook technologie aan de Hera-missie via hun joint venture Thales Alenia Space, die een fabriek in de VS en 16 vestigingen in Europa heeft. Het rapporteerde geconsolideerde inkomsten van ongeveer €2,2 miljard in 2023.

De joint venture leverde de stroomvoorziening en het communicatiesysteem aan Hera, waardoor het mogelijk is het ruimtevaartuig te volgen en te besturen vanaf een afstand van maximaal 500 miljoen kilometer.

Hoe NASA’s DART de basis legde voor de Hera-missie

Hoewel Hera is gelanceerd, zal het ruimtevaartuig twee jaar nodig hebben om het asteroïdenstelsel te bereiken, en dan zal het beginnen met het bestuderen van de effecten van de DART-inslag om de ‘kinetische impact’-methode te verbeteren als een haalbare benadering voor planeetverdediging.

De Double Asteroid Redirection Test (DART)-missie van NASA vond plaats in 2022 en sloeg de asteroïde Dimorphos, die zich ongeveer 181 miljoen kilometer van onze planeet bevindt.

DART werd gelanceerd in november 2021 vanaf SpaceX’s Falcon 9-raket en was de allereerste ruimtemissie die asteroïde-afbuiging aantoonde met een kinetische impactor. Het ruimtevaartuig, zo groot als een automaat, gebruikte SMART Nav om de asteroïde te richten en de baan van DART aan te passen.

Twee jaar geleden sloeg de missie opzettelijk in op de Dimorphos-asteroïde en veranderde haar baan. Toen de botsing plaatsvond, strekte de broeikas van puin zich uit over 6.213 mijl in de ruimte en bleef maandenlang bestaan. Dit creëerde feitelijk de eerste door de mens gemaakte meteorenregen die in de toekomst vanaf de aarde en Mars zichtbaar zou kunnen zijn.

“We zijn niet langer machteloos om dit type natuurramp te voorkomen.”

De asteroïde vormde geen bedreiging voor de aarde, maar het Amerikaanse ruimteagentschap wilde onderzoeken of het botsen van het ruimtevaartuig met een kleine asteroïde met 13.645 mijl per uur (6,1 km per seconde) haar beweging zou kunnen veranderen. De kleine omvang van Dimorphos maakte het tot het perfecte testobject, en NASA verklaarde de missie een succes, met een inslagkrater van ongeveer 33 tot 65 voet.

“Dit resultaat is een belangrijke stap in het begrijpen van het volledige effect van DART’s inslag op de doelasteroïde… Naarmate er elke dag nieuwe gegevens binnenkomen, zullen astronomen beter kunnen beoordelen of en hoe een missie als DART in de toekomst kan worden gebruikt om de aarde te beschermen tegen een botsing met een asteroïde als we er ooit een op onze koers ontdekken.”

– Lori Glaze, directeur van NASA’s Planetary Science Division

De beelden van de nasleep werden vastgelegd door een CubeSat genaamd LICIACube, die in het ruimtevaartuig was ingebouwd. Deze scheidde zich vervolgens af om beelden en video op te nemen.

Hoewel grondgebaseerde telescopen zijn gebruikt om de nasleep van de crash te monitoren, blijven er vragen bestaan over de DART-inslag en de samenstelling van de asteroïden die kunnen helpen de technologie voor het afbuigen van asteroïden te verbeteren. Hera wil hier die lus sluiten door een volledige beoordeling uit te voeren en het uiteindelijke resultaat in detail te beschrijven.

Ondanks dat we al “superbeelden” van beide asteroïden hebben, zal Hera ons nieuwe beelden brengen, en dat zal “als het ontdekken van nieuwe werelden” zijn, zei Patrick Michel, de hoofdonderzoeker van de Hera-missie en directeur van onderzoek bij het Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek in Frankrijk. Hij voegde toe:

“Het coole is dat we zullen weten waarom ze nieuw of anders zijn, aangezien DART ons alle initiële voorwaarden gaf die tot hun transformatie leidden.”

Wetenschappers staan te popelen om verschillende aspecten van Dimorphos te begrijpen, inclusief de samenstelling. Dus, hoewel de DART-missie een “geweldige succes” was, is Hera noodzakelijk om de efficiëntie van DART’s afbuigingstest te meten.

“Ik hoop dat dit een bron van inspiratie kan bieden voor andere missies die zich richten op planeetverdediging en de verkenning van het zonnestelsel.”

– Patrick Michel

Technologieën die de weg banen naar een ruimtevaarttoekomst

De planeetverdedigingsmissie van de European Space Agency vormt een monumentale stap in het ontwikkelen van asteroïde-afbuigingstechnieken en de voorbereiding van de mensheid om een multi-planetair soort te worden.

Bovendien toont Hera vooruitgang in navigatie in de diepe ruimte en autonome technologie, die waarschijnlijk een belangrijke rol zullen spelen in toekomstige ruimteverkennings- en kolonisatie-inspanningen.

En naarmate we ons uitbreiden naar de ruimte, wordt het beschermen van de aarde en andere potentiële toekomstige habitats tegen ruimtegevaren essentieel. Door onze mogelijkheid om asteroïden af te buigen of om te leiden te verbeteren, dragen missies zoals Hera bij aan het waarborgen van het langetermijnoverleven van de menselijke beschaving, niet alleen op aarde maar ver daarbuiten.

Het is echter nog maar het begin, en om een multi-planetair soort te worden met een ruimtevaart-economie, hebben we verschillende kritieke technologieën nodig die zich uitstrekken over diverse sectoren van de lucht- en ruimtevaart, energie en levenswetenschappen.

Dit omvat kosteneffectieve, duurzame en herbruikbare raketten, waarbij SpaceX’s Starship een uitstekend voorbeeld van zo’n technologie is. Geavanceerde voortstuwingstechnologieën zoals nucleaire thermische voortstuwing zijn ondertussen nodig voor snellere en efficiëntere reizen naar planeten zoals Mars.

Alleen naar deze planeten gaan is echter niet genoeg. Om er te kunnen leven, hebben we levensondersteuningssystemen voor lucht, water en voedsel nodig die noodzakelijk zijn voor langdurig verblijf.

Energi​esystemen zoals draagbare nucleaire reactoren en zonne‑energiesystemen die geoptimaliseerd zijn voor gebruik in ruimteomgevingen zijn ook noodzakelijk om de vestiging op andere planeten te ondersteunen. Naast de energiebehoeften hebben we technologie nodig die ons in staat stelt grondstoffen uit planeten en asteroïden te winnen. Naast ruwe materialen hebben we technologie zoals 3D‑printen nodig om ze te gebruiken voor brandstof, het bouwen van infrastructuur en levensondersteuning.

Robotica zal ook een grote hulp zijn bij het bouwen van de infrastructuur, vooral op gevaarlijke of moeilijk bereikbare locaties.

Betrouwbare, hogesnelheidscommunicatiesystemen zullen ondertussen een sleutelrol spelen bij het onderhouden van contact tussen de aarde en koloniën op andere planeten, terwijl vooruitgang in de geneeskunde nodig is om het menselijk leven te beschermen. Genetische manipulatie en biologische tegenmaatregelen tegen de gevaren van kosmische straling zullen de menselijke gezondheid buiten de aarde verder waarborgen.

Hoewel het momenteel nog een droom is, ontwikkelen verschillende bedrijven de technologieën die nodig zijn voor de mensheid om een multi-planetair soort te worden.

SpaceX is zeker een grote naam in dit veld met zijn herbruikbare raketten. Het bedrijf is ook van plan zijn Starship-ruimtevaartuig te gebruiken om menselijke kolonisatie van Mars mogelijk te maken, terwijl het zich richt op wereldwijde satellietgebaseerde communicatie via Starlink.

Miljardair Jeff Bezos heeft ook zijn hoed opgezet met Blue Origin. Via de herbruikbare New Glenn-raket en de Blue Moon-maanlander wil het bedrijf menselijke kolonisatie mogelijk maken. Northrop Grumman (NOC ) is nog een ander bedrijf dat betrokken is bij NASA’s Artemis-programma, terwijl zijn Cygnus-ruimtevaartuig vrachtleveringsdiensten biedt aan het International Space Station (ISS).

Lockheed Martin

Dit wereldwijde lucht- en ruimtevaart- en defensiebedrijf werkt nauw samen met NASA aan het Orion-ruimtevaartuig, dat is ontworpen voor verkenning van de diepe ruimte. Het bedrijf heeft ook een visie voor zijn interplanetaire reis naar de rode planeet, genaamd “Mars Base Camp,” een orbitale station die ondersteuning zou bieden voor toekomstige bemande missies.

Met zijn aandelen die momenteel handelen tegen $605,11, een stijging van 33,51% jaar-tot-datum, heeft de marktkapitalisatie van Lockheed Martin (LMT ) $144,23 miljard bereikt. Het bedrijf heeft een EPS (TTM) van 27,58, een P/E (TTM) van 21/94, en een dividendrendement van 2,18%.

Voor Q2 2024 rapporteerde het bedrijf een netto-omzet van $18,1 miljard en een netto-winst van $1,6 miljard, of $6,85 per aandeel. De operationele cashflow bedroeg ondertussen $1,9 miljard, en de vrije cashflow aan het einde van het kwartaal kwam uit op $1,5 miljard. Het bedrijf meldde ook een orderportefeuille van bijna $160 miljard nu het een verhoogde vraag naar defensietechnologieoplossingen blijft zien.

“Van de cruciale rol van de PAC-3 in luchtverdediging tot het Aegis Combat System met AI-uitbreiding tot de F-35 met zijn geavanceerde sensor- en datamanagementcapaciteiten, ons bedrijf heeft belangrijke bijdragen geleverd aan de defensie van bondgenoten en partners.”

– Lockheed Martin CEO Jim Taiclet

Conclusie

Zoals we hebben gezien, vertegenwoordigt Hera een grote en cruciale stap vooruit in planeetverdediging. Door waardevolle inzichten te bieden in asteroïde-afbuigingstechnologie, zal deze missie niet alleen de ‘kinetische impact’-methode voor asteroïde-afbuiging verfijnen, maar ook bijdragen aan bredere ruimteverkenning. Hera heeft bovendien het potentieel om de weg te banen voor ons om een multi-planetair soort te worden en het leven op aarde en daarbuiten te beschermen.

Klik hier voor een lijst van de tien beste lucht- en ruimtevaart- en defensie-aandelen.