Uppdraget till den minsta asteroiden som någonsin utforskats kommer att använda samma huvudkamera som uppdraget till de största asteroiderna av alla. ESA:s föreslagna Hera-rymdfarkost till asteroidparet Didymos har ärvt sin huvudbildare från NASA:s Dawn-uppdrag till asteroiderna Vesta och Ceres.

Hera är för närvarande föremål för detaljdesignarbete, innan de presenterades för Europas rymdministrar vid ministerrådet Space19+ i slutet av detta år, för uppskjutning i slutet av 2023. Rymdfarkosten kommer att undersöka en liten måne med en diameter på 160 m av Didymos-asteroiden med 780 m diameter, i efterdyningarna av ett banbrytande planetariskt försvarsexperiment.

Men Asteroid Framing Camera (AFC) som Hera kommer att använda för att navigera genom rymden och kartlägga dess riktade dubbla asteroider är redan byggd och klar. Två av dessa kameror – Hera kommer att bära ett par, för redundans – sitter i skyddande kvävgas inne i ett renrum i Göttingen, Tyskland.

"AFC designades specifikt för NASA:s Dawn-uppdrag till de två största kropparna i asteroidbältet:Vesta, på 525 km tvärs över, och 946 km diameter Ceres, " förklarar Holger Sierks från Max Planck Institute for Solar System Research.

"Det fanns ingen annan kamera ombord på rymdfarkosten så AFC hade en uppdragskritisk roll, anställd både för navigering och vetenskaplig undersökning.

"AFC fungerade som ett schweiziskt urverk under hela Dawns 11-åriga livstid. Innan Dawn slutligen tog slut i november 2018 kom rymdfarkosten så nära som 30 km från ytan av Ceres, och återvände spektakulär utsikt över dess slående ljuspunkter.

"Samtidigt kameran, utrustad med sju spektralfilter från det synliga till det nära infraröda, kunde samla spektral information om dessa formationer, liksom resten av asteroiderna. Ett åttonde klart filter användes när AFC användes för navigeringsändamål och för bredbandsytforskning."

Två AFC-flygenheter levererades till NASA av institutet, i samarbete med DLR German Aerospace Center och Braunschweigs tekniska universitets institut för dator- och nätverksteknik. En reservkamera byggdes och förvarades på institutet för att ersätta en flygenhet vid behov.

"Vi hade fortfarande reserv, flygkvalitetsundersystem inklusive optik som vi skulle kunna integrera i en komplett kamera, så det slutade med två flygfärdiga reservdelar på hyllan, " tillägger Holger. "Vi ville hitta en flyganvändning för dem, och beslutade att vi skulle bidra med dessa fullt beprövade kameror till Europas nästa asteroiduppdrag utan kostnad."

AFC på 5,5 kg liknar en låda i datorstorlek som innehåller kraft och massminne med ett värmeisolerat teleskop som sträcker sig ut från det. Maximal bildkänslighet säkerställs genom att kyla teleskopets CCD-ljusdetektor ner till -60 °C.

En kamera med kvalifikationsmodell har redan lånats ut till GMV i Spanien eftersom de utvecklar autonoma navigationssystem för Hera. Detta gör att teamet kan testa sina funktionsupptäckande algoritmer med samma hårdvara som faktiskt kommer att flygas.

Medan AFC designades specifikt för Vesta och Ceres, Holger förklarar att kameran också passar Hera väldigt bra – särskilt med dess dubbla vetenskaps- och navigeringsfunktionalitet:"När vi designade den, dessa två asteroider var bara kända för oss som små prickar på himlen, bara några pixlar tvärs över i bästa fall med hjälp av rymdteleskopet Hubble, som Didymos-systemet idag. Kamerans optik – arbetet av företaget Kayser-Threde i München, ägs nu av OHB – är distorsionsfria med skarpt fokus, ända ner till 150 m från målytan."

Max Planck Institute for Solar System Research byggde också Rosetta-kometjagarens huvudsakliga Osiris-vetenskapskamera, så har massor av erfarenhet av att avbilda avlägsna planetoider på nära håll. "Dessa kroppar skulle vara mörka som träkol för det mänskliga ögat, så det krävs mycket känsliga detektorer och noggrant bedömda exponeringstider för att se vad vi ser."

Heras planetariska försvarssyfte känns personligt för Holger och resten av institutets team. Laget träffades nyligen i den tyska staden Nördlingen, belägen inuti en 24 km diameter krater, bildad av en inverkande binär asteroid precis som Didymos och dess måne för uppskattningsvis 14 miljoner år sedan.