Lanzada la sonda europea Hera para estudiar el asteroide doble Dídimo y Dimorfo

Por Daniel Marín, el 9 octubre, 2024. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • ESA • Lanzamientos • Sistema Solar ✎ 52

La sonda europea Hera ya está camino del asteroide doble Dídimo y Dimorfo. El 7 de octubre de 2024 a las 14:52 UTC, un Falcon 9 BLock 5 despegaba desde la rampa SLC-40 de la Base de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral con la sonda Hera de la Agencia Espacial Europea (ESA), que lleva a bordo los cubesats interplanetarios Milani y Juventas. Tras dos encendidos de la segunda etapa, el Falcon 9 colocó a la carga en una trayectoria de escape con respecto a la Tierra con una velocidad hiperbólica de 5,6 km/s. Esta trayectoria es una órbita alrededor del Sol de aproximadamente 1,01 x 2,27 Unidades Astronómicas y 2,3º de inclinación. Si todo sale bien, Hera llegará a Dídimo el 14 de diciembre de 2026, tras tres maniobras propulsivas y un sobrevuelo de Marte en marzo de 2025. El lanzamiento ha sido el primero de un Falcon 9 después del despegue de la Crew-9 el 28 de septiembre, cuando la segunda etapa falló durante el encendido de desorbitado.

Lanzamiento de Hera (SpaceX).

Desde entonces, la FAA ha dejado la flota de Falcon 9 en tierra, pero para el lanzamiento de Hera decidió expedir un permiso único especial teniendo en cuenta que la segunda etapa no iba a ser desorbitada, sino situada en una trayectoria de escape (eso, y el hecho de que la ventana lanzamiento para Dídimo solo está abierta hasta el 27 de octubre y, de no lanzarse, Hera tendría que esperar dos años). Para aprovechar toda la energía del Falcon 9, la etapa B1061, que realizaba su 23ª misión (!), fue desechada. Esta ha sido la 95ª misión orbital de SpaceX este año, la 10ª misión interplanetaria de la empresa y el 208º despegue de un Falcon 9 desde la rampa SLC-40.

Recreación de Hera con los cubesats Milani (arriba) y Juventas (ESA).
Emblema de Hera (ESA).

Hera es una sonda de 1081 kg construida por OHB System para la ESA. El cuerpo de la nave tiene una estructura cúbica de 1,6 metros de arista, con una envergadura de 11,5 metros una vez desplegados los paneles solares de 5 metros de longitud y 14 metros cuadrados cada uno. El sistema de control de posición (RCS) está formado por 16 propulsores de hidrazina de 10 newton de empuje situados en pares en las esquinas de la estructura cúbica, a los que hay que sumar seis propulsores con un empuje similar localizados en un anillo en la cara inferior de la sonda con el fin de realizar las maniobras de propulsión para corregir la trayectoria. La antena de alta ganancia (HGA) en banda X tiene un diámetro de 1,13 metros.

Sonda Hera (ESA).
Hera durante el montaje (OHB).
Hera en Florida antes de la integración con el lanzador (ESA).

Hera lleva 11 instrumentos científicos para estudiar los efectos del choque de la sonda DART de la NASA contra el asteroide Dimorfo, la luna de Dídimo (Dimorphos y Didymos en inglés). Recordemos que DART chocó contra Dimorfo el 26 de septiembre de 2022 a 6,1 km/s, generando una enorme cantidad de escombros que se extendieron por más de diez mil kilómetros, incluyendo 37 rocas de gran tamaño. Como resultado del impacto, la órbita de Dimorfo alrededor de Dídimo se redujo en 33 minutos, con un periodo actual de 11 horas y 55 minutos. Hera debe analizar el estado actual de Dimorfo con el fin de compararlo con su apariencia antes del choque y poder medir así la eficiencia de la colisión en el cambio de órbita. ¿Dejó el choque de DART un cráter de 25 metros? ¿O uno de 50 metros? ¿O quizás cambió la forma de todo el asteroide? Además, Hera debe averiguar la masa de Dimorfo, que actualmente no se conoce con exactitud, y es un parámetro fundamental para medir la eficiencia de la colisión de DART como herramienta de defensa planetaria. Otro objetivo es establecer la estructura interna de Dimorfo, un dato clave para planificar este tipo de misiones. Dimorfo tiene un diámetro de unos 151 metros, mientras que Dídimo alcanza los 780 metros.

El asteroide Dimorfo visto por DART instantes antes del choque (Doug Ellison/NASA).
La nube de fragmentos generada por el choque de DART contra Dimorfo vista por el satélite italiano LICIACube. Dídimo aparece pegado a Dimorfo abajo a la derecha (ASI/NASA/APL).
Sistema doble de Dimorfo alrededor de Dídimo. Los dos cuerpos orbitan alrededor del baricentro del sistema (ESA).
Sistema de Dídimo comparado con Ryugu (ESA).

Los principales instrumentos son: la cámara AFC (Asteroid Framing Camera), dos cámaras pancromáticas (en blanco y negro) fabricadas en Alemania por Jenoptik que tomarán imágenes en el visible gracias a dos sensores con una resolución de 1020 x 1020 píxeles y un campo de 5,5º x 5,5º; la cámara infrarroja TIRI (Thermal Infrared Imager), una contribución de la agencia espacial japonesa JAXA que observará los dos asteroides en el infrarrojo medio (7 a 14 micras) para averiguar su estructura superficial y composición, con un sensor de 1024 x 768 píxeles (está basada en un instrumento parecido que voló en la misión Hayabusa 2 al asteroide Ryugu); la cámara SMC (Spacecraft Monitoring Camera), fabricada en Italia para la ESA por TSD-Space con un sensor CMOS de 4 megapíxel y destinada a hacer selfies de la nave para comprobar su estado, poniendo énfasis en el despliegue de los dos cubesats; el espectrómetro neerlandés HyperScout H, que observará el sistema doble en 25 frecuencias, desde el ultravioleta al infrarrojo cercano (665 a 975 nanómetros); y, por último, un LIDAR alemán fabricado por Jena-Optronik con un láser de 1550 nanómetros capaz de levantar un mapa de relieve de Dimorfo con una precisión de 1 metro.

Instrumentos de Hera (ESA).
Instrumentos de Hera (ESA).
Parte superior de la sonda con los instrumentos y los cubesats (ESA).

En realidad, debido a la bajísima gravedad, Hera no orbitará Dídimo o Dimorfo, sino que se moverá alrededor de su baricentro común con velocidad relativa de 12 cm/s, por lo que se dedicará a sobrevolar ambos asteroides trazando arcos con frecuentes correcciones de trayectoria. Esta técnica es heredera de la empleada en la misión Rosetta en el cometa 67P. Una vez en Dídimo, Hera desplegará dos cubesats 6UXL, Milani y Juventas, que orbitarán el sistema doble e intentarán aterrizar sobre Dimorfo. Milani, desarrollado por la empresa italiana Tyvak, observará los dos asteroides con la cámara finlandesa ASPECT (Asteroid Spectral Imager), que tomará imágenes de Dimorfo en visible e infrarrojo cercano de hasta 1 metro de resolución. También lleva el detector de polvo VISTA (Volatile In-Situ Thermogravimetre Analyser), una cámara y un LIDAR. El cubesat lleva el nombre de Andrea Milani, profesor de matemáticas de la Universidad de Pisa que colaboró con la ESA en varias misiones para estudiar asteroides. El nombre original del cubesat era APEX (Asteroid Prospection Explorer). Milani observará Dimorfo desde unos 10 kilómetros y, posteriormente, desde unos 2 kilómetros.

Cubesat Milani (Tyvak).
Recreación de Milani en el sistema (ESA).

Por otro lado, el objetivo de Juventas, un cubesat de la empresa danesa GOMspace, es analizar la estructura interna de Dimorfo con el radar JuRa (Juventas Radar), con dos antenas desplegables de 1,5 metros cada una (el diseño de JuRa es una versión simplificada del radar CONSERT de Rosetta). JuRa es una colaboración de Francia, Alemania y Luxemburgo. Además, Juventas cuenta con una cámara, un LIDAR y el instrumento GRASS (Gravimeter for the Investigation of Small Solar System Bodies), una aportación de Bélgica y la empresa española EMXYS para medir el campo gravitatorio de los dos cuerpos. Inicialmente se situará en una órbita alrededor de Dídimo perpendicular a la de Dimorfo. Luego, al final de la misión, usará su sencillo sistema de propulsión por nitrógeno para orientarse e intentar aterrizar en el asteroide. Por su parte, al final de su misión Hera podría intentar un aterrizaje en Dídimo.

Cubesat Juventas con las antenas de radar desplegadas (ESA).
Juventas (ESA).
Órbita de Juventas alrededor del sistema (ESA).

En noviembre de 2024 y en febrero de 2026 Hera realizará dos maniobras de espacio profundo para corregir su trayectoria. La sonda pasará el 12 de marzo de 2025 por Marte a una distancia de 6000 kilómetros y a unos 1000 kilómetros de su luna más pequeña, Deimos. En octubre de 2026 efectuará una última maniobra con el fin de acercase al sistema doble. Cuando Hera llegue a Dídimo en diciembre de 2026 estará a 195 millones de kilómetros de la Tierra.

Geometría del sobrevuelo de Marte (ESA).
Trayectorias de Hera alrededor del baricentro del sistema (ESA).

Lo lógico es que Hera hubiese sido lanzada para poder observar el impacto de DART en directo. Y, en efecto, ese era el plan original. En 2015 la ESA presentó la sonda AIM (Asteroid Impact Mission), la parte europea de la misión AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment), a la que EE.UU. contribuía con DART (Double Asteroid Redirection Test). AIM hubiera incluido aterrizadores más especializados para visitar los asteroides, como MASCOT 2. Pero, en 2018 AIM fue cancelada por motivos presupuestarios y, en su lugar, se propuso una versión simplificada denominada primero AIM-Lite o AIM-D2 (Asteroid Impact Mission – Deflection Demonstration) y, luego, Hera. Para ahorrar presupuesto, Hera sería lanzada cuatro años después de DART (finalmente, solo serán dos años de diferencia porque DART también se retrasó). A su vez, AIDA era una versión realizada en colaboración con Estados Unidos que continuaba otras propuestas totalmente europeas como la misión Don Quijote, propuesta por Andra Milani y con fuerte participación española, o Marco Polo-R. Hera superó otro problema en 2022 cuando se decidió cambiarla de lanzador, del Soyuz al Falcon 9, a raíz de la invasión de Ucrania por parte de Rusia. Mirando al futuro, la ESA quiere lanzar en 2029 la sonda RAMSES basada en Hera para estudiar el asteroide Apofis. Pero antes, a finales de 2026, Hera nos mostrará el estado de Dimorfo. ¿Cómo habrá quedado este pequeño asteroide tras el choque de la primera misión de defensa planetaria de la historia?

Evolución de Hera (ESA).
Comparativa entre las sondas HERA y RAMSES (ESA).
Sondas a los cuerpos menores de la ESA (ESA).
Milani en Hera (ESA).
Hera en la cofia (ESA).
Dentro de la cofia (ESA).
Despegue (ESA).
Hera y la segunda etapa abandona la Tierra (SpaceX).


52 Comentarios

  1. Muy interesante la misión, esperemos que salga todo bien. Por otro lado… ¿No fue arriesgada la decisión de la ESA de avanzar con el lanzamiento teniendo en cuenta que los fallos del F9 se dan en los segundos encendidos de la segunda etapa? Estaban limitados por la ventana de lanzamiento, cierto, pero aún así me pareció riesgoso. Hera podría haber quedado en LEO

    1. “inconcebible eso, debió esperar dos años o buscarse otro lanzador para que no tuviera esos problemas”
      a ver, si se pierde la carga útil el seguro paga y en dos año esta lista Hera II, un clon mejorado de Hera I;
      que seguramente sería lanzado por el super-cohete Ariane 6 en el 2026.

    2. Hasta donde yo se, en ese lanzamiento no se iba a producir un segundo encendido de la 2ª etapa, esta iba a funcionar hasta agotar su combustible, por eso se autorizó el lanzamiento…

      1. El lanzamiento de sondas interplanetarias desde hace muchas décadas siempre es igual , queda en órbita terrestre un poco tiempo y luego la segunda fase se re enciende.
        Un lanzamiento directo es más complicado pues debe ser mucho más preciso.
        Se autorizó el lanzamiento del Falcon 9 porque la segunda fase también escaparía de la Tierra, nunca se planteó un lanzamiento directo.

  2. HERA – AIM – Don Quijote…que fue un gran trabajo de Deimos Space (antes Elecnor, ahora pertenece a Indra) y sobre todo de Miguel Belló, que era uno de sus fundadores (fue director del PERTE espacial de España y que ayudo a establecer la AEE) y ahora es uno de los directivos de Orbex Space, etc…

    Está antigua entrevista es una maravilla:

    https://www.fronterad.com/miguel-bello-el-navegante-del-sistema-solar-o-el-viaje-alucinante-de-la-nave-rosetta/

    1. Que bien que me ha pillado con tiempo libre extra. Es una entrevista para enmarcar.

      Muchas gracias Erick ( puedes contenerte pero NO irte de este blog ! )

      No sé si la sonda debería llamarse Milani/Belló.

      ¿Qué opinas/ais?

  3. ¡Que gustazo leer este blog, sobre todo entradas como esta, de misiones científicas que nos sirven a todos y en las que participan tantos países!

    Cuando la sonda se acerque a ese sistema de pedruscos, supongo que se puede encontrar con muchos escombros que todavía lo estén orbitando tras cuatro años desde el impacto que los lanzó. Sobre todo los objetos más grandes, los que la radiación solar no haya barrido. Aunque se muevan a pocos cm/s respecto a la sonda ¿podrían ser un riesgo para los instrumentos?

      1. los satelites en orbita terrestre baja (como los Starlink) se supone tienen un sistema de detección para objetos cercanos aproximándose ¿es cierto eso?, si es asi, no podría contar HERA con un sistema de detección de escombros, ya que estos viajaran más o menos a la misma velocidad que la sonda, ¿los podria esquivar no?

    1. Comparto contigo el gusto. La misión tiene su complejidad pero es por demás interesante –y Daniel nos la ha explicado al detalle. Seguramente devolverá montones de datos acerca de estos cuerpos.

      Pero ¡dos años! –como dicen abajo–; es lo primero que me fijé: cuándo llegaría a destino y cuándo empezaría a transmitir. Habrá que tener paciencia… ¿Reportará algo, de su paso por Marte?

  4. Vayamos con el principio….(como alumno de 4º de cuñao ET) puedo deducir por la orbita comentada de aproximadamente 1,01 x 2,27 Unidades Astronómicas y 2,3º de inclinación que

    nuestra posición actual, de la Tierra, es 1.01 UA (un 1% mas alejado del sol de lo habitual o promedio? ¿Es eso posible estando ya camino del solsticio de invierno?

    Pregunto al foro (yo soy muy lego)

    1. Hola LuisGal, recuerda que las estaciones (solsticios y equinoccios) no tienen absolutamente nada que ver con la distancia de la Tierra al Sol. Equinoccios y solsticios vienen determinados por la inclinación del eje de rotación terrestre respecto del plano de la órbita, no por la elipticidad de la órbita.
      La Tierra ha estado en el perihelio (mínima distancia al Sol) el 2 de enero, 11 días después del solsticio de diciembre, 22 de diciembre, día en el que empieza el invierno en el hemisferio norte y el verano en el hemisferio sur.
      Y la Tierra ha estado en el afelio (máxima distancia al Sol) hacia el 5 de julio, 15 días después del solsticio de junio, 20 de junio, día en el que empieza el verano en el hemisferio norte y el invierno en el hemisferio sur.
      Saludos.

    2. Otra cosa, que la órbita de Hera sea una órbita elíptica alrededor del Sol de aproximadamente 1,01 x 2,27 Unidades Astronómicas, no significa que en el momento del lanzamiento la Tierra estaba a 1,01 UA del Sol.
      El día de lanzamiento (7 de octubre) la distancia Tierra-Sol era de 0,9995 UA. Lo que sucede es que Hera tiene cohetes cuyo impulso «ha subido» su perihelio desde 0.9995 a 1,01 UA.
      Saludos.

      1. Muchísimas gracias Albert por tus respuestas. Es que en mí ignorancia me pareció que estaba mezclando cosas y su resultado no me cuadraba. Ya veo por qué.

        Un saludo

        (1.01 UA es el perihelio de la órbita de Hera por qué es donde finalizó su impulso¿si?)

        Da gusto este blog.
        A ver si paso al 5º curso. ( llevó 7 u 8 leyendo Eureka pero repito con frecuencia)

  5. En segundo lugar comentar que la FAA dejo salir esta misión, según nos cuenta Daniel, pese a que HERA un suicidio para la B1061, que solo realizaba su 23ª misión. (Los suicidios se incrementan en edades avanzadas)

    D.E.P. B1061. (misión suicida final meritoria y con ¨»éxitus»)

    No sé que pensar de la FAA (jjj..modo joke)

  6. Tercero y muy acertado denominar Dimorfo al asteroide contra el que chocamos hace un par de años, pues habrá cambiado de forma.

    Como curiosidad , que espero a Daniel le parezca adecuada, este significado parece derivar del griego, (dos formas) , siendo sin embargo para el Latín otro su significado, aunque también aplicables en parte al choque de DART (la partícula «Di/Dis» disentir, dimanar, dilatar difundir, divergir…)

    (curiosa bi-etimología hasta de su partícula «Di» prefijada)

    https://dle.rae.es/di-#DcsCE20

    1. DIscordia, quizás la más famosa, la diosa Eris…

      https://en.wikipedia.org/wiki/Eris_(mythology)

      De ahí a que cuando se descubrió el planeta enano, de tamaño similar a Pluton, se le pusiera Eris, pues sembró la discordia entre los astronomos, y su clasificación del sistema solar, y fue quien «mató» a Pluton como noveno planeta del sistema solar, para convertirlo eso si en el «rey» de la nueva categoría, planetas enanos…

  7. Este es el tipo de misiones que podríamos pagar los espacio trastornados. Normalmente un cinéfilo gasta 10 euros al mes en su afición. Esa sería una cuota para un club de astronáutica. La gracia estaría en colaborar después con la ESA y que los socios pudieran votar que misión les gusta. No hace mucho Emiratos árabes unidos costeo una misión a marte y Emiratos no es un país con tradición en tecnología aeroespacial. Yo creo que los aficionados si pueden conseguir misiones.

    1. Y las agencias colaboraciones.

      Ej: Invitar a países o compañías. con petrodolares a participar de misiones científicas o de aventura y conquista de nuevas metas o retos que les permitan reconciliar su “alma” con los países que les hemos alimentado y enriquecido.

      1. Lo que nunca he leído en el blog de Daniel Marín es una misión espacial producto de una colaboración entre una agencia pública como la ESA con una sociedad privada de aficionados. Por supuesto soy partidario de que la astronáutica no sea una afición puramente contemplativa sólo a la espera de que Daniel nos cuente que está haciendo la NASA o China. Pongo el ejemplo de que la mayoría de los cinéfilos no son cineastas pero cuando compran entradas están financiando al cine y solicitando que se vuelvan a hacer determinados tipos de películas.

  8. Daniel, gracias por el artículo.

    Hera lleva 11 instrumentos para realizar su misión que suman lentes, sensores para la luz visible, infrarroja y ultravioleta, un láser, circuitos integrados, paneles solares, un radar y un gravímetro.

    En lo que se refiere a los circuitos integrados y los chips diseñados para que funcionen en el espacio exterior cabe preguntarse por el diseño y la fabricación de los mismos. ¿La industria espacial europea es autónoma respecto de las grandes empresas del silicio establecidas en Taiwán, Japón, Corea del Sur, China, Estados Unidos, Malasia y Singapur? ¿Qué porcentaje de la circuitería está diseñada y fabricada en Europa?

    En 2022 la industria global de los chips movió cerca de 600.000 millones de dólares. Aunque no hay muchos datos al respecto, se calcula que la inversión digital destinada a la industria espacial se acerca a los 17.000 millones de dólares, alrededor del 3 por 100 de la cifra global de los 600.000 millones de dólares. Entiendo que la industria espacial ofrece a Europa la oportunidad de ganar autonomía respecto de los diseñadores y fabricantes de chips que dominan el mercado. Parece razonable que los dirigentes políticos y científicos europeos acuerden un plan financiero valiente que defienda la autonomía de la industria espacial europea que abarque también el diseño y la fabricación de los circuitos integrados.

    En el caso español, empresas emergentes como PLD Space (y otras) pueden tirar del carro 1) creando un mercado de nicho local e internacional, y 2) transitando del mercado de nicho a la creación de valor añadido que se materializa en patentes tecnológicas eficientes. Si Europa no se pone a la altura seguirá dependiendo de agentes foráneos.

  9. Gran artículo como siempre espero que la información que se optenga de esta misión sirva para desarrollar una técnica eficaz para desviar asteroide peligrosos
    PD se sabe si sigue en marcha el lanzamiento de Europa clipper o se posterga por el huracán Helen??

    1. Tom es grande.
      Un Expansion Ratio de 380 es muy elevado (significa que la diferencia de área entre el cuello de la tobera y el final del cono es grande) y permite un ISP más elevado. Creo que llevará una gran tobera, incluso para un motor de vacío.

      Los Raptor (gracias a su elevada presión en la cámara de combustión) podrían aumentar bastante su ISP con toberas con un ER mayor, pero no cabrían 33 motores. El ISP de los Raptor está limitado por el E/R de las toberas actuales.
      También se puede aumentar el ER sin aumentar el tamaño de la tobera reduciendo el área del cuello de la tobera, pero se pierde empuje.

  10. La española GMV ha diseñado y desarrollado el sistema de guiado, navegación y control (GNC) tanto de la misma sonda Hera como del cubesat Juventas, y es también responsable del análisis de la misión de proximidad.

    Juan Carlos—
    @ApuntesCiencia

  11. DART + Hera: gran misión. Lástima que no pudieron llegar simultáneamente para documentar mejor el impacto y sus consecuencias.

    En cuanto a SpX, tienen una confianza total en su hardware (como se demostró en la misión Polaris Dawn): han lanzado esta importante sonda en un booster con 22 lanzamientos a sus espaldas.

    Este booster ha encarnado las ventajas de la reutilización: después de lanzarlo 22 veces, lo finiquitan al final de su vida con una misión en modo desechable, para sacarle todo el rendimiento posible. No se puede aprovechar mejor el hardware.

  12. OT:

    Atentos este domingo por la noche (aunque no me quedó claro si es la noche del sábado al domingo, o del domingo al lunes), que llega a nuestro planeta la TORMENTA SOLAR MÁS GRANDE DESDE QUE SE TIENEN REGISTROS EXHAUSTIVOS (aunque no la más grande que se sepa, como el Evento Carrington [que sí fue registrada, rudimentariamente], o la aún mayor Evento Miyake).

    Es una X9, mayor que la de marzo de este mismo año, así que se espera que las auroras bajen hasta latitudes medias y bajas (volverían a ser visibles desde España, por ejemplo).

    Así que, si las nubes nos dejan… el domingo, junto al cometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS), que alcanzaría su máxima cercanía el sábado 12 de octubre, podríamos tener también auroras a baja latitud… un marco incomparable de fenómenos astronómicos si coinciden, para este fin de semana.

    Yo, ya estoy buscando sitios altos y oscuros a los que irme a pasar la noche a observar el cielo, dependiendo de la previsión meteorológica de mañana, jejejeje.

Deja un comentario