AIDA（国際宇宙協力）

アイーダ
ミッションタイプ	二重小惑星探査機
オペレーター	欧州宇宙機関（ESA） /米国航空宇宙局（NASA）
Webサイト	AIDA研究
ミッション開始
発売日	DART : 2021 年 11 月 24 日、06:21:02 UTC ; ヘラ: 2024 年 10 月 7 日、14:52:11 UTC ;
ロケット	ダート：ファルコン9; ヘラ：ファルコン9 ;
ディモルフォス衝突体
宇宙船のコンポーネント	ダート
影響日	2022年9月26日
(65803) ディディモス探査機
宇宙船のコンポーネント	ヘラ、ミラニ、ユヴェントス
軌道投入	2026年12月14日

小惑星衝突・偏向評価（AIDA）ミッションは、衝突型宇宙船を小惑星の衛星に衝突させた場合の運動学的影響を研究・実証する2機の宇宙探査機の提案である。このミッションは、宇宙船が地球との衝突コースにある小惑星をうまく偏向させることができるかどうかの衝突モデルをテストし、検証することを目的としています。^[8]

当初の計画では、ヨーロッパの宇宙船、小惑星衝突ミッション（AIM）が、NASAの大型衝突装置Double Asteroid Redirection Test（DART）と連携して動作し、衝突の即時の影響を観測することになっていた。AIMは、ドイツが資金を調達できなかったため2016年にキャンセルされ、欧州宇宙機関（ESA）内で反発があった後、2018年にAIMはDARTの3年後に打ち上げられ、小惑星のクレーターを周回して調査する小型宇宙船Heraに置き換えられた。Heraはまた、小惑星のクローズアップ調査のために、ヨーロッパのCubeSat 2機、JuventasとMilaniを深宇宙に展開する予定である。^[9]

DARTは2022年9月26日に65803ディディモスの小惑星衛星ディモルフォスに衝突した^。[10]ヘラはDARTの衝突から4年3ヶ月後の2026年12月にディディモスに到着する予定である。 ^[11]

歴史

当初、ヘラの役割は、小惑星衝突ミッション（AIM）と呼ばれるはるかに大きな宇宙船によって実現される予定でした。^[12]このミッションは、噴煙、クレーター、露出したばかりの物質を観測し、小惑星の偏向、科学、採鉱コミュニティに独自の情報を提供することになっていました。2016年12月、ドイツがエクソマーズ計画のみに資金を提供することを決定した後、欧州宇宙機関（ESA）はAIM宇宙船の開発を中止しました。 ^[13]ドイツは、AIM部分の継続に必要な6000万ドルのうち3500万ドルのみを負担することを申し出ましたが、^[13]これでは開発を継続するには不十分でした。^[14] AIMが開発されていた場合、2012年の概念上の要件は次のとおりでした。^[15]^[16]

現地測定用の小惑星着陸機（ドイツのMASCOTの遺産に基づく）
岩石や粒状表面などのさまざまな表面特性を識別するための熱赤外線画像装置
小惑星の表面構造に関する情報を得るためのモノスタティック高周波レーダー
小惑星の内部を観察し、その内部構造に関するデータを取得するためのバイスタティック低周波レーダー（周回機と着陸機に搭載）
2つの惑星間キューブサット^[17]^[18]
深宇宙光通信。

当初の提案では、AIMは2020年10月に、DARTは2021年7月に打ち上げられる予定だった。AIMは大型小惑星を周回し、小惑星とその衛星の組成を研究する予定だった。その後、DARTは2022年10月に地球に接近する際に小惑星の衛星に衝突する予定だった。^[19] AIMは小惑星の強度、表面の物理的特性、内部構造を研究し、大型小惑星の周りの小惑星の衛星の軌道に与える影響を測定する予定だった。

それにもかかわらず、NASAは65803ディディモスへのDARTミッションの開発を続けており、地上の望遠鏡から、またDARTが持ち込むイタリアのCubeSatから、衝突の影響を測定する計画である。 [ ^20]^{[21] AIMのキャンセルを受けて、ESAのディレクターである}ヤン・ヴェルナーは、何らかの形でヨーロッパのミッションを復活させる意向を表明した。^[20] ルクセンブルクの副首相エティエンヌ・シュナイダーは、AIMのキャンセルに遺憾の意を表明し、自国はミッションの実現を主張し続けるとコメントした。^[22]

状態

2018年3月までに、Heraの提案はフェーズB1に入り、予備設計が作成されていました。2019年1月7日、Heraチームは、このミッションに相乗りする2つのCubeSat 、 APEXとJuventasを選定したことを発表しました。^[23] ESA当局は、2019年11月にHeraを2024年の打ち上げに承認しました。^[24] 2020年9月、ESAはHeraの詳細設計、製造、テストをカバーする契約を締結しました。^[9]この機会に、APEXキューブサットも、故アンドレア・ミラニ氏にちなんで名付けられたミラニキューブサットに置き換えられました。 ^[25]^[26]著名な教授であり、小惑星科学者の第一人者でした。

イタリア宇宙機関（ASI）は2018年に、NASAにLICIACube（小惑星撮影用の軽量イタリアンキューブサット）と呼ばれる二次宇宙船を提供することを決定しました。これは6ユニットのキューブサットで、DARTに相乗りし、2022年9月11日の衝突の15日前に分離され、小惑星の周りを漂う噴出物の画像を取得します。^[27]^[28]^[29]^[30] LICIACubeには、LUKEとLEIAと呼ばれる2つの光学科学カメラが搭載されています。

コラボレーション

AIDAミッションは、欧州宇宙機関（ESA）、ドイツ航空宇宙センター（DLR）、コートダジュール天文台（OCA）、NASA、ジョンズホプキンス大学応用物理学研究所（JHU/APL）の国際共同協力です。^[19]

ヘラに搭載される小型ライダー機器は、ポルトガル、ポーランド、アイルランドのチームのコンソーシアムによって提供される。^[6]ディディモスにいる間に、ヘラによって2つのキューブサットが展開される予定である。 ^[31]ミラニキューブサットは、イタリア、チェコ共和国、フィンランドによって開発されている。^[32]^[33]ユベンタスキューブサットは、ゴムスペースとGMVのルーマニア部門によって開発されている。^[34]

DARTの衝突クレーターの調査に加えて、ヘラははやぶさ2小惑星サンプルリターンミッションに搭載された小型衝突装置（SCI）のレプリカとなる日本の衝突装置も搭載する可能性があります。 ^[12] NASAのDARTは、噴出物の噴出を撮影するためにイタリア宇宙機関（ASI）によって開発されたLICIACubeと呼ばれる6Uフライバイキューブサットも搭載しました。^[27]^[28]^[29]

DART と LICIACube

DARTまたは二重小惑星リダイレクトテストは、ニューホライズンズに搭載されたLORRIカメラから派生した単一のカメラ、ディディモス偵察および光学航法用小惑星カメラ（DRACO）を搭載した500kg（1,100ポンド）の衝突装置で、ディディモスBの衛星の中心部に衝突するための自律誘導をサポートしました。^[35]また、イベントを撮影するために、2022年9月11日に衝突前に放出されたLICIACubeと呼ばれるイタリア製のキューブサットも搭載していました。^[36] 500kg（1,100ポンド）^[37] DARTが6km/s（3.7マイル/秒）^[21]で衝突すると、約0.4mm/sの速度変化が生じ、ディディモスBの軌道に小さな変化が生じると推定されていますが、時間の経過とともに軌道位置（または軌道位相）に大きな変化が生じます。^[15]^[19]^[16] DARTは2022年9月26日にディモルフォスに衝突した。^[10]

DART ミッションのアニメーションビデオ（打ち上げから衝突まで、LICIACube の分離まで）
起動構成のDART
DART探査機の随伴衛星LICIACube

ヘラ

ヘラは、ESA-NASA AIDAミッションのヨーロッパ側コンポーネントです。2019年11月29日に承認されたヘラ宇宙船^[24]は、DART衝突装置によって作られた衝突クレーターの詳細な特性評価など、衝突および小惑星の偏向モデルを検証するための重要な測定に焦点を当てます。^[38] ヘラはまた、連星系軌道の変化など、DART衝突の結果を測定します。 ^[38]また、ディモルフォスの体積と表面特性の詳細な特性評価を可能にするとともに、DART衝突クレーターの体積と形態を測定します。^[39]

ヘラの基本ペイロードには、カメラ、小型ライダー、小惑星の特性評価専用のキューブサット2機が含まれている。宇宙船の設計では、日本の宇宙機関JAXAが提案した小型衝突装置（SCI）を含め、40キログラム（88ポンド）の追加ペイロード質量が考慮されている。小型着陸機などの他のオプションも検討されている。^[38] ヘラは2024年10月7日にファルコン9で打ち上げられた。^[4]

提案されたペイロード

ヘラの想定ペイロードは以下のとおりです。^[16]^[12]^[6]

小惑星フレーミングカメラは連星小惑星のダイナミクスと物理的特性に関する情報を取得します。^[40]
2つの天体の形状を測定し、小惑星の衛星の質量を制限するためのLIDARレーザー高度計。^[40]
サーマルイメージャー^[40]
ミラニは、ASPECT可視・近赤外線イメージング分光計と塵の特性評価のためのVISTAを搭載した6ユニットのキューブサットです。ミラニは連星系の表面組成を調査し、衛星間リンク（ISL）と自律光学航法に関連する技術実証実験を行います。キューブサットは、システムの近傍で3〜6か月間運用されます。 ^[41]
ジュベンタスは、ディモルフォスの内部構造を解明するためのカメラと低周波レーダー（JuRa）を搭載した6ユニットのキューブサットです。 ^[42]^[43]小惑星の近くで3〜6か月間運用されます。^[7]ミッションの最後には、ディモルフォスの表面に着陸して、クローズアップデータを取得する予定です。^[7]

ミッション設計

ミッションの進捗状況を示す概略図。現在の提案では、*AIMはHera*に置き換えられ、MASCOTは存在せず、CubeSatは3Uではなく6Uになることが想定されている。

AIDAは65803ディディモスをターゲットとする。これは、1つの小惑星がさらに小さな小惑星に周回されている連星系である。主小惑星の直径は約800メートル（2,600フィート）、その小さな衛星は主小惑星から約1.1キロメートル（0.68マイル）離れた軌道上にあり、直径は約150メートル（490フィート）である。ディディモスは地球を横切る小惑星ではなく、偏向実験によって地球に衝突の危険が生じる可能性はない。^[16]

300キログラム（660ポンド）のDART宇宙船が6.25 km/sで衝突すると、約0.4 mm/sの速度変化が生じ、これら2つの物体の相互軌道に大きな変化が生じますが、システムの太陽中心軌道には最小限の変化しか生じません。 ^[15]^[19]^[16] AIDAは、運動量転送の測定に加えて、結果として生じる衝突クレーターのサイズを取得することで大きなメリットをもたらします。これは、ターゲットの多孔性と強度の影響が運動量転送効率を計算するために必要となるためです。^[19]^[16]

DARTは2022年9月26日に小惑星ディディモスの小さな衛星に衝突したが、ヘラはDARTの衝突から5年後の2027年にディディモスに到着する予定である。科学的成果を最大化するために、AIDAチームはDARTの打ち上げを遅らせ、ヘラが最初に小惑星に到着し、DARTの衝突、噴煙、クレーター、および露出したばかりの物質を研究できるようにすることを提案した。^[12]ヘラがDARTの後に到着したとしてもAIDAの当初の目的のほとんどは達成されるが、欠点として、衝突と噴出物の直接観測によるデータは得られない。^[12]

AIDAミッションアーキテクチャ

参照

参考文献

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外部リンク

ESA ヘラページ
Heraコミュニティページ
JAXA ヘラのページ
科学的な言葉: ディディムーン
ビデオ: YouTube での AIDA の 5 分間のプレゼンテーション。
ビデオ: YouTube での Hera の 4 分間のプレゼンテーション

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