ESA:s planetförsvarande Hera-uppdrag kommer att sätta nytt rekord i rymden. Asteroidutredaren kommer inte bara att vara den första rymdfarkost som utforskar ett binärt asteroidsystem – Didymos-paret – utan även den minsta av dessa två världar, jämförbar i storlek med Egyptens stora pyramid i Giza, kommer att bli den minsta asteroid som någonsin besökts.

Från avstånd, en asteroid liknar en annan, tills man jämför dem direkt. Om man kontrollerar det välkända skaldiagram som utarbetats av Planetary Society över alla asteroider och kometer som hittills undersökts av rymdfarkoster och den större Didymos-asteroiden skulle det bilda en blygsam prick, med sin mindre mån som kämpar för att göra en enda pixel.

Didymos själv är bara 780 m i diameter – mindre än någon asteroid som besöks av en annan sond än den 350 m diameter Itokawa skräphögen som besöktes av Japans första Hayabusa-rymdfarkost och Bennu med 500 m diameter. kring vilken NASA:s Osiris-REx-uppdrag för närvarande är i omloppsbana.

Det lämnar Didymos kretsande mån 'Didymoon' som den minsta av alla asteroider som är planerade för robotinspektion, på bara 160 m tvärs över.

"Didymoons minimala storlek blir verkligen tydlig när du tittar på andra asteroider, " kommenterar Heras ledande forskare Patrick Michel, CNRS forskningschef för Frankrikes Côte d'Azur-observatorium.

Patrick fungerar också som medutredare och tvärvetenskaplig vetenskapsman på Japans Hayabusa2-uppdrag till Ryugu-asteroiden, som är cirka 1 km i diameter:"Hayabusa2-bilder visar ett stort stenblock nära Ryugus nordpol – och det enda stenblocket är ungefär lika stort som Didymoon i sin helhet."

Mänsklighetens första planetariska försvarstest

Dess ringa storlek var anledningen till att Didymoon valdes för ett banbrytande planetariskt försvarsexperiment. År 2022, NASA:s rymdfarkost DART kommer att påverka Didymoon i ett försök att ändra sin bana runt sin större tvilling, för att testa genomförbarheten av asteroidavböjning.

"Det här är inte den första rymdfarkostens nedslag i en planetkropp, " tillägger Patrick, "NASAs Deep Impact kraschade in i kometen Tempel 1 2005, men inte för att försöka avleda det, istället var det för att exponera material under ytan – kroppen med en diameter på 6 km var alldeles för stor. Men Didymoon är liten nog, och i en tillräckligt snäv 12-timmars bana runt sin förälder, att dess omloppsperiod verkligen kan förskjutas på ett mätbart sätt."

Efter nedslaget, Hera kommer att undersöka Didymos-asteroiderna 2026 för att samla in nyckelinformation som inte kommer att vara tillgänglig från jordbaserade observationer, inklusive Didymoons mässa, dess ytegenskaper och formen på DARTs krater.

"Detta kommer att ge oss en bra uppskattning av effektens momentumöverföring, och därav dess effektivitet som avböjningsteknik, " förklarar ESA:s Hera-projektforskare, Michael Küppers. "Detta är grundläggande parametrar för att möjliggöra validering av numeriska nedslagsmodeller som är nödvändiga för att designa framtida avböjningsuppdrag. Vi kommer bättre att förstå om denna teknik kan användas även för större asteroider, ger oss säkerhet att vi kan skydda vår hemplanet om det behövs."

Didymoon är mycket relevant för sådana tester eftersom den är i den mest riskfyllda klassen av jordnära asteroider på grund av sin storlek:större kroppar kan lättare spåras, mindre kroppar kommer att brinna upp eller göra begränsad skada, medan en Impactor i Didymoon-storlek kan ödelägga en hel region på vår planet.

Låggravitationsvärldar

Didymos-systemet är också attraktivt när det gäller bonusvetenskap, ger insikt i bildandet av binärer som utgör cirka 15 % av kända asteroider.

"Didymos snurrar väldigt snabbt, roterar varannan timme, säger Patrick. Runt dess ekvator, dess svaga tyngdkraft kan övervinnas av centrifugalkraft, potentiellt leda till att material stiger upp från ytan – den ledande teorin om var Didymoon kom ifrån. Så att landa på ekvatorn skulle vara omöjligt; du skulle behöva landa nära dess stolpar istället.

"Didymoons lilla storlek betyder att vi vet lite om det, men vi antar att den skulle vara spinnlåst runt sin förälder som jordens måne, vilket innebär ett långsammare spinn lika med dess omloppsperiod. Planen är att landa minst en CubeSat där, även om det kommer att kräva exakt navigering för att uppnå detta. Asteroiden kommer att ha ungefär en miljondel av jordens gravitation, med en beräknad flykthastighet på bara 6 cm per sekund, så en fara kan studsa tillbaka ut i rymden."

Patrick föreslår att objekt av Didymoon-klassen dessutom kan visa sig vara optimala för planerad asteroidbrytning:större kroppar är jämförelsevis sällsynta, medan deras mindre motsvarigheter är mer benägna att snurra snabbt – orsakade av gradvis uppvärmning på grund av solljus.

Hera är för närvarande under utredning för att presenteras för godkännande av ESA:s Space19+ rådsmöte för europeiska rymdministrar. Det är planerat att lanseras 2023.

Hera skulle bli ESA:s nästa uppdrag till en liten kropp efter Rosetta-kometjagaren, dra nytta av den expertis som förvärvats under det 12-åriga uppdraget. Långsiktig planering är avgörande för att förverkliga framtida uppdrag, och att säkerställa den fortsatta utvecklingen av innovativ teknik, inspirera nya generationer av europeiska forskare och ingenjörer.