CU Boulder och Lockheed Martin kommer att leda ett nytt rymduppdrag för att fånga den första närbilden någonsin av en mystisk klass av solsystemobjekt:binära asteroider.

Dessa kroppar är par av asteroider som kretsar runt varandra i rymden, ungefär som jorden och månen. I en projektgranskning den 3 september, NASA gav det officiella klartecken till Janus-uppdraget, uppkallad efter den romerska guden med två ansikten. Uppdraget kommer att studera dessa asteroidkupletter i aldrig tidigare sett detaljer.

Det kommer att vara ett ögonblick för två:2022, Janus-teamet kommer att skjuta upp två identiska rymdfarkoster som kommer att resa miljontals mil för att individuellt flyga nära två par binära asteroider. Deras observationer kan öppna upp ett nytt fönster till hur dessa olika kroppar utvecklas och till och med brister isär med tiden, sa Daniel Scheeres, Janus huvudutredare.

"Binära asteroider är en klass av objekt som vi inte har högupplösta vetenskapliga data för, sade Scheeres, framstående professor vid Ann och H.J. Smead Department of Aerospace Engineering Sciences vid CU Boulder. "Allt vi har på dem är baserat på markobservationer, som inte ger dig lika mycket detaljer som att vara på nära håll."

Uppdraget, som kommer att kosta mindre än 55 miljoner dollar under NASA:s SIMPLEx-program, kan också hjälpa till att inleda en ny era av rymdutforskning, sa Lockheed Martins Josh Wood. Han förklarade att Janus tvillingfarkoster är designade för att vara små och smidiga, var och en ungefär lika stor som en handbagageväska.

"Vi ser en fördel med att kunna krympa vår rymdfarkost, sade Wood, projektledare för uppdraget. "Med tekniska framsteg, vi kan nu utforska vårt solsystem och ta itu med viktiga vetenskapsfrågor med mindre rymdfarkoster."

Janus leds av University of Colorado Boulder, där Scheeres är baserat, som också kommer att utföra den vetenskapliga analysen av bilder och data för uppdraget. Lockheed Martin kommer att klara sig, bygga och driva rymdfarkosten.

Förbiflygningar

För Lockheed Martin och Scheeres, Janus-uppdraget är det senaste steget i en lång historia av att komma nära asteroider. De har båda spelat stora roller, till exempel, i NASA:s OSIRIS-REx-uppdrag, som för närvarande är i omloppsbana runt asteroiden Bennu. Lockheed Martin byggde och stödjer driften av rymdfarkosten, medan Scheeres leder uppdragets radiovetenskapsteam.

"Detta partnerskap förkroppsligar två av universitetets största tillgångar inom flyg- ", sa vice rektor för forskning och innovation Terri Fiez. "Att kombinera de förstklassiga forsknings- och studentforskarna inom flyg- och rymdforskning vid CU Boulder med kapaciteten hos industripartners som Lockheed Martin gör det möjligt för oss att påskynda transformationsupptäckter ut på marknaden för verkliga effekter ."

Men binära asteroider, som representerar cirka 15 % av solsystemets asteroider, lägg till en ny nivå av komplexitet till historien om steniga skräp i rymden.

"Vi tror att binära asteroider bildas när du har en enda asteroid som snurras upp så snabbt att det hela delar sig i två delar och går igenom den här galna dansen, " sa Scheeres.

Uppdraget kommer att mötas med två binära par – som heter 1996 FG3 och 1991 VH – som var och en visar upp en annan sorts galen dans. Paret kallade 1991 VH, till exempel, är jokertecknet av de två med en "måne" som piskar runt en mycket större primärasteroid efter ett svårt att förutsäga mönster.

Teamet kommer att använda en serie kameror för att spåra denna dynamik i oöverträffad detalj. Bland andra mål Scheeres och hans kollegor hoppas kunna lära sig mer om hur binära asteroider rör sig – både runt varandra och genom rymden.

"När vi ser dem på nära håll, det kommer att finnas många frågor vi kan svara på, men dessa kommer också att väcka nya frågor, " sa han. "Vi tror att Janus kommer att motivera ytterligare uppdrag till binära asteroider."

Liten och snabb

Hela uppdraget, Trä lade till, designas för att vara så flexibel och tålig som möjligt.

Wood förklarade att under det senaste decenniet, rymdfarkoster har blivit mindre eftersom forskare har vänt sig till rymdfarkoster i halvliters storlek som heter CubeSats och SmallSats för att samla in data. Sådana uppdrag minskar kostnader och förberedelsetid genom att använda mer prisvärda hylldelar.

Janus tvillingfarkost, dock, kommer att våga sig längre än något av dessa miniatyruppdrag hittills. Efter sprängning 2022, de kommer först att slutföra en bana runt solen, innan de beger sig tillbaka mot jorden och slungade sig långt ut i rymden och bortom Mars omloppsbana. Det är en lång väg att gå för maskiner som bara väger cirka 80 pund styck.

"Jag tycker att det är ett bra test för vad som kan uppnås från flygindustrin, Wood sa. "Och den Colorado-centrerade utvecklingen för detta uppdrag, som kombinerar rymdtalangen från både CU Boulder och Lockheed Martin, är ett bevis på den kompetens som finns tillgänglig i staten."

Och, Trä lade till, teamet är redo att börja på allvar med uppdraget:Det finns mycket att göra innan rymdfarkosten lanseras om bara två år.

"Vi ser denna utveckling till att mindre och mer kapabla rymdfarkoster blir en nyckelmarknad i framtiden för vetenskapliga uppdrag, " sa Wood. "Nu, vi vill utföra och visa att vi kan göra det."