Кажется, что каждый месяц появляется новая информация об открытии тысяч новых астероидов. Отслеживание этих небольших тел с помощью наземных и даже космических телескопов помогает проследить их общую траекторию. Но понять, из чего они сделаны, гораздо сложнее, используя такие методы "дистанционного зондирования".
Для этого было разработано множество проектов, позволяющих приблизиться к самому астероиду, в том числе проект доктора Сигрид Элшот и ее коллег из Стэнфорда, который был поддержан Институтом передовых концепций НАСА еще в 2018 году. Он использует усовершенствованный набор плазменных датчиков для определения состава поверхности астероида с помощью уникального явления — столкновения с метеоритами.
Проект, известный как Meteroid Impact Detection for Exploration of Asteroids (MIDEA), имеет архитектуру, которая в последнее время стала более заметной — рой небольших спутников, координируемых вокруг материнского корабля. В данном случае малые спутники представляют собой плазменные датчики с одной конкретной целью: определить характеристики шлейфа обломков от астероида после столкновения с ним метеороида.
Эти столкновения происходят чаще, чем вы могли бы подумать. По оценкам авторов, они могут составить карту состава поверхности астероида с разрешением до 1 м примерно за 50 дней. И это после учета некоторого снижения количества обнаружений из-за ограничений орбиты и других соображений.
Итак, как будет работать эта архитектура? Во-первых, это будет основной космический аппарат, первоначально задуманный как CubeSat, который весит около 50 кг. Для полета к астероиду он будет использовать стандартную двигательную установку CubeSat, такую как ионный двигатель. Оказавшись там, он зависнет в нескольких сотнях метров над поверхностью и запустит серию небольших сенсорных спутников.
Согласно расчетам, приведенным в статье, эти сенсорные модули будут весить около 250 г, что позволяет использовать традиционные материалы, такие как жесткие печатные платы, а не гибкие, которые не так хорошо зарекомендовали себя в полете. На каждом из них будет установлен датчик, задача которого - следить за астероидом, независимо от того, где он находится на своей орбитальной траектории.
Это достижение астронавтической техники является сложным, поскольку также потребуется направить солнечные батареи на солнце, чтобы обеспечить их мощность в 1-5 Вт, необходимую для работы датчиков и систем связи.
Каждый спутник-датчик также будет оснащен технологией ориентации, называемой "управляемой отражательной способностью". Спутник будет регулировать направление наведения датчика, поворачивая отражающую поверхность либо к Солнцу, либо от него, и используя это отражающее давление, чтобы направить себя в нужном направлении.
Серия таких датчиков необходима для того, чтобы зафиксировать любой шлейф от падения метеороида с максимально возможного количества различных углов, что позволит датчикам собрать как можно больше данных. Затем датчики будут передавать данные на космический аппарат central hub, который сможет сопоставить потоки данных и отправить полный пакет обратно на Землю. На Земле эти данные можно было бы проанализировать с помощью времяпролетного масс-спектрометра, чтобы определить состав шлейфа и, следовательно, часть поверхности, с которой он исходил.
Хотя в теории это звучит относительно просто, на практике остается еще много неизвестных вопросов, включая то, как управлять всеми различными спутниками, находящимися на орбите вокруг одного астероида. Это включает в себя разработку общей архитектуры, которая может помочь реализовать и другие подсистемы.
Однако на данный момент эта разработка приостановлена, поскольку MIDEA еще не получила грант на вторую фазу от NIAC или финансирование из какого-либо другого источника. Возможно, когда-нибудь тысячи астероидов в окрестностях нашей планеты станут мишенью для множества небольших орбитальных аппаратов или их собственных.
