В стенах испытательной камеры ESA Maxwell в Нидерландах было проведено тестирование взаимодействия астероидной миссии Hera и двух ее спутников-компаньонов, как будто они находились в космосе. Космические аппараты обменивались между собой данными и информацией о дальности одновременно с тем, как материнский аппарат Hera получал команды от своих диспетчеров из Европейского центра космических операций (ESOC) в Дармштадте.
Камера электромагнитной совместимости Maxwell, в которой проходили испытания, входит в состав центра ESTEC ESA, крупнейшего испытательного комплекса для космических аппаратов в Европе. Металлические стены камеры Maxwell высотой 9 метров защищают ее внутреннее пространство от внешних радиопомех, а пирамиды из пенопласта внутри поглощают все радиоволны от тестируемых космических систем. В результате помещение имитирует бесконечную пустоту космоса.
"В течение всей оставшейся части программы испытаний телекоманды передавались на космический аппарат по кабелям. У нас уже есть подробные модели того, как будет работать связь с Землей и межспутниковые соединения между спутниками, но это тестирование позволяет нам проверить эти модели в реальности", — объясняет инженер Hera Франко Перес Лисси.
Операционная группа Hera управляла космическим аппаратом из ESOC дистанционно и передавала телеметрию и данные через антенну Hera диаметром 1,13 м с высоким коэффициентом усиления, — это делалось так же, как это будет происходить в космосе. Одновременно Hera и ее два ее кубсата поддерживали связь по выделенным межспутниковым каналам.
Антенна Hera High Gain Antenna усиливает сигнал в X-диапазоне более чем в 4000 раз, чтобы достичь Земли. Межспутниковые каналы S-диапазона, соединяющие космический аппарат Hera и ее кубсаты, гораздо слабее, сравнимы с домашним Wi-Fi.
Основанные на программно-определяемой системе радиосвязи, эти межспутниковые каналы выполняют двойную задачу: не только обмениваются данными с Hera, которая служит ретранслятором на Землю, но и предоставляют информацию о дальности, позволяя каждому из аппаратов знать, где они находятся в любой момент времени относительно друг друга, что сводит к минимуму риск столкновения. Многоточечные доплеровские данные, передаваемые по межспутниковым каналам связи, также позволят провести более точное измерение гравитационных полей астероидов Дидим и Диморф.
"Мы доказали, что все каналы связи могут работать без помех друг другу", — говорит инженер систем связи миссии Hera Паоло Конкари. "Мы ожидали увидеть небольшое ухудшение качества связи, но не обнаружили его — так называемый "коэффициент связи", когда соседние антенны могут принимать сигнал друг друга, — и в итоге получили очень хорошую производительность".
В рамках тестовой кампании также была проведена начальная часть развертывания кубсатов с верхней части зонда Hera: пара аппаратов будет выводиться из своих разворачивающих устройств по одному, но будет оставаться подключенной к материнскому кораблю, пока их работа и радиосвязь с Hera не будут подтверждены испытаниями.
Hera — первая миссия ESA по планетарной обороне
Планируемый к запуску в октябре этого года, космический зонд Hera полетит к бинарной астероидной системе Дидим, чтобы провести тщательное исследование луны Диморф на орбите вокруг основного тела. Диморф размером с Великую Пирамиду уже вошел в историю как первый объект Солнечной системы, орбита которого была изменена в результате человеческой деятельности — в 2022 году его атаковала миссия NASA DART.
В задачи Hera входит сбор недостающих данных о Диморфе, чтобы разобраться, может ли грандиозный эксперимент DART стать потенциально повторяемым методом планетарной защиты. Чтобы увеличить объем получаемых данных, вместе с Hera отправляются в глубокий космос два европейских кубсата, на которых установлены дополнительные приборы и которые должны пролететь ближе к поверхности астероида, чем основной космический аппарат, а затем совершить посадку.
Кубсат Juventas несет радарный прибор для первого радарного зондирования внутренней структуры астероида, а также гравиметр для определения силы тяжести. На его аналоге, кубсате Milani, установлен мультиспектральный имиджер для изучения минералогии поверхности, а также прибор для исследования пыли.
