Tillräckligt liten för att vara ett flygplanshandbagage, Juventas rymdfarkost har ändå stora uppdragsmål. Väl i bana runt sin målkropp, Juventas kommer att veckla ut en antenn som är större än sig själv, att utföra den allra första underjordiska radarundersökningen av en asteroid.

ESA:s föreslagna Hera-uppdrag för planetförsvar kommer att utforska tvillingasteroiderna Didymos, men den kommer inte att åka dit ensam:den kommer också att fungera som moderskepp för Europas två första "CubeSats" att resa ut i rymden.

CubeSats är uppdrag i nanosatellitklass baserade på standardiserade 10-cm lådor, maximal användning av kommersiella hyllsystem. Juventas kommer att vara en "6-enheter" CubeSat, valt att flyga ombord på Hera tillsammans med den liknande storleken APEX Asteroid Prospection Explorer, byggt av ett svensk-finsk-tyskt-tjeckiskt konsortium.

Juventas – det romerska namnet på Heras dotter – utvecklas för ESA av GomSpace-företaget och GMV i Rumänien, tillsammans med konsortier av ytterligare partners som utvecklar rymdfarkostinstrumenten.

"Vi lägger in mycket komplexitet i uppdraget, " konstaterar GomSpaces systemingenjör Hannah Goldberg. "En av de största missuppfattningarna om CubeSats är att de är enkla, men vi har alla samma system som en rymdfarkost av standardstorlek.

"Ett annat rykte för CubeSats är att de inte gör så mycket, men vi har flera uppdragsmål under loppet av vårt månadslånga uppdrag runt den mindre Didymos-asteroiden. En av våra CubeSat-enheter är tillägnad vårt lågfrekventa radarinstrument, som kommer att bli den första inom asteroidvetenskap."

Juventas kommer att sätta in en och en halv meter lång radarantenn, som kommer att vecklas ut som ett måttband, och utvecklades av Astronika i Polen. Detta instrument är baserat på arvet från CONSERT-radarn som flög på ESA:s kometjagare Rosetta, övervakas av Alain Herique från Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG).

Radarsignalerna ska nå hundra meter ner, ger insikt i asteroidens inre struktur. "Är det en bråtehög, eller något mer lager, eller monolitisk?" tillägger Hannah, som tidigare arbetat på asteroidgruvföretaget Planetary Resources innan han flyttade till GomSpace.

"Det här är den typ av information som kommer att vara avgörande för framtida gruvuppdrag, att uppskatta var resurserna finns, hur blandade de är, och hur mycket ansträngning som kommer att krävas för att utvinna dem."

ESA radarspecialist Christopher Buck har arbetat med instrumentdesignen med IPAG:"Vårt radarinstruments storlek och kraft är mycket lägre än tidigare uppdrag, så det vi gör är att använda en pseudo-slumpmässig kodsekvens i signalerna – tänk på det som ett fattigmansalternativ. Navigationssatelliter använder en jämförbar teknik, så att mottagare kan kompensera för sin mycket låga effekt.

"Vi skickar en serie signaler som har ständigt skiftande signalfas, sedan bygger vi gradvis upp en bild genom att korrelera reflektionerna av dessa signaler, använder sina fasskiften som vår guide. En anledning till att vi kan göra detta är att vi kommer att kretsa runt asteroiden relativt långsamt, i storleksordningen några centimeter per sekund, ger oss längre integrationstider jämfört med banor runt jorden eller andra planeter."

Tekniken visade sig med Rosetta, där CONSERT-radarn kikade djupt in i kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko och hjälpte till att lokalisera Philae-landaren på kometens yta. Juventas använder en mer kompakt "monostatisk" version av designen.

När Juventas kretsar runt, CubeSat kommer också att samla in data om asteroidens gravitationsfält med hjälp av både en dedikerad 3-axlig "gravimeter" – först utvecklad av Royal Observatory of Belgium för Japans föreslagna Martian Moons utforskningsuppdrag – såväl som dess radiolänk tillbaka till Hera, mäta eventuell Doppler-förskjutning av kommunikationssignaler som orsakas av dess närhet till kroppen.

"Men uppdraget är designat för att fungera med minimal kontakt med sitt moderskepp och marken, arbeta självständigt i dagar i taget, säger Hannah.

"Detta är en stor skillnad från jordens omloppsbana, där kommunikationen är mycket enklare och mer frekvent. Så vi kommer att flyga i vad som kallas en "självstabiliserande terminatorbana" runt asteroiden, vinkelrätt mot solen, kräver minimal stationsmanövrering."

Den sista fasen av uppdraget kommer med ett exakt kontrollerat försök att landa på asteroiden.

"Vi kommer att ha gyroskop och accelerometrar ombord, så vi kommer att fånga kraften i vår påverkan, och eventuella efterföljande studsar, för att få insikt i asteroidens ytegenskaper – även om vi inte vet hur väl Juventas kommer att fortsätta att fungera när den äntligen landar. Om vi ​​kan arbeta framgångsrikt efter påverkan, vi kommer att fortsätta att ta lokala gravitationsfältsmätningar från asteroidytan."

Hera-uppdraget, inklusive dess två CubeSats, kommer att presenteras för ESA:s Space19+-möte i november, där Europas rymdministrar kommer att fatta ett slutgiltigt beslut om att flyga uppdraget.