Gelanceerd met de onbemande Artemis I testvlucht, zal NASA's Near-Earth Asteroid Scout, die niet groter is dan een schoendoos, op jacht gaan naar wat de kleinste asteroïde zal worden die ooit door een ruimtevaartuig is bezocht. Het zal daar aankomen door een zonnezeil te ontvouwen om zonnestraling te gebruiken voor voortstuwing, waardoor dit de eerste diepe ruimtemissie van het agentschap is in zijn soort. Het einddoel is 2020 GE, een asteroïde (NEA) die zich dicht bij de aarde bevindt en minder dan 18 meter groot is.
Asteroïden met een doorsnede van minder dan 100 meter zijn nooit eerder van dichtbij onderzocht. Het ruimtevaartuig zal zijn wetenschappelijke camera gebruiken om het object van dichtbij te bekijken, door de grootte, vorm, rotatie en oppervlakte-eigenschappen ervan te meten terwijl het op zoek gaat naar stof en puin dat 2020 GE zou kunnen omringen.
Omdat de camera een resolutie heeft van minder dan 10 centimeter per pixel, zal het wetenschapsteam van de missie kunnen bepalen of 2020 GE massief is, zoals een rotsblok, of dat het bestaat uit kleinere stenen en stof die samengeklonterd zijn zoals sommige van zijn grotere asteroïde neven, zoals asteroïde Bennu. "Dankzij de ontdekkingen van NEA's door observatoria op aarde, waren er verschillende doelen geïdentificeerd voor NEA-verkenning, allemaal binnen het bereik van 5 tot 30 meter," zei Julie Castillo-Rogez, hoofdwetenschappelijk onderzoeker van de missie bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. "2020 GE vertegenwoordigt een klasse asteroïden waar we momenteel erg weinig over weten."
2020 GE werd voor het eerst waargenomen op 12 maart 2020 door de Catalina Sky Survey van de Universiteit van Arizona, als onderdeel van zijn zoektocht naar bijna-aardobjecten voor NASA's Planetary Defense Coordination Office. NEA Scout, ontwikkeld door het Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, en JPL onder NASA's Advanced Exploration Systems Division, is een wetenschaps- en technologiedemonstratiemissie die het inzicht van het agentschap in kleine NEA's zal vergroten. Met een CubeSat-vormfactor van zes eenheden, zal het als een van de 10 secundaire nuttige ladingen aan boord gaan van de krachtige Space Launch System (SLS) raket, die niet eerder dan maart 2022 zal worden gelanceerd op NASA's Kennedy Space Center in Florida. NEA Scout zal dan worden uitgeworpen vanuit een dispenser die is bevestigd aan de adapterring die de raket en het Orion-ruimtevaartuig verbindt.
De missie zal fungeren als een behendige verkenner voor toekomstige menselijke en robotachtige missies die gebruik kunnen maken van de hulpbronnen van asteroïden - en zal belangrijke planetaire verdedigingsinzichten verschaffen over deze klasse van NEA.
"Hoewel grote asteroïden de meeste zorgen baren vanuit het oogpunt van planetaire verdediging, komen objecten zoals 2020 GE veel vaker voor en kunnen ze een gevaar vormen voor onze planeet, ondanks hun kleinere omvang," zei Castillo-Rogez. De meteoor van Chelyabinsk werd veroorzaakt door een kleine asteroïde met een diameter van ongeveer 20 meter - hij ontplofte boven de Russische stad op 15 februari 2013, waarbij een schokgolf ontstond die overal in de stad ruiten brak en meer dan 1.600 mensen verwondde. Dat was dezelfde klasse NEA als 2020 GE.
Lage massa, hoge prestaties
Meer leren over de asteroïde 2020 GE is slechts een deel van de taak van de NEA Scout. Hij zal ook zonnezeil technologie demonstreren voor ontmoetingen met de diepe ruimte. Na de lancering zal het ruimtevaartuig met behulp van roestvrijstalen gelegeerde gieken een zonnezeil ontrollen dat zal uitgroeien van een klein pakketje tot een zeil ter grootte van een 'racquetball court', oftewel 86 vierkante meter. Dit lichtgewicht, spiegelend zeil, gemaakt van met plastic gecoat aluminium dat dunner is dan een mensenhaar, zal stuwkracht genereren door fotonen van de zon te weerkaatsen - kwantum lichtdeeltjes die van de zon afkomstig zijn. Het zeil zal het grootste deel van de voortstuwing van NEA Scout leveren, maar kleine koudgasstuwraketten met een beperkte voorraad stuwstof zullen ook helpen bij manoeuvres en oriëntatie.
"De oorsprong van dit project was een vraag: Kunnen we echt een klein ruimtevaartuig gebruiken om diepe ruimtemissies te doen en nuttige wetenschap te produceren tegen een lage kostprijs?" zei Les Johnson, de belangrijkste technologie-onderzoeker van de missie bij Marshall. "Dit is een enorme uitdaging. Voor karakteriseringsmissies van asteroïden is er gewoon niet genoeg ruimte op een CubeSat voor grote voortstuwingssystemen en de brandstof die ze nodig hebben." Zonlicht werkt als een constante kracht, dus een piepklein ruimtevaartuig uitgerust met een groot zonnezeil kan uiteindelijk vele kilometers per seconde afleggen. Zonnezeilen zijn een krachtig voortstuwingssysteem voor ruimtevaartuigen met een kleine massa en een klein volume, volgens Johnson. NEA Scout zal manoeuvreren door zijn zeil te kantelen om de hoek van het zonlicht te veranderen, en zo de hoeveelheid stuwkracht en de reisrichting te veranderen, vergelijkbaar met hoe een boot de wind gebruikt om te zeilen.
In september 2023 zal asteroïde 2020 GE de aarde dicht naderen, en met de zwaartekracht van de maan zal NEA Scout genoeg snelheid hebben verzameld om hem in te halen. Missie-navigatoren zullen de baan van NEA Scout verfijnen voordat het ruimtevaartuig de asteroïde tot op een mijl nadert. "NEA Scout zal waarschijnlijk de langzaamste flyby van een asteroïde ooit maken - met een relatieve snelheid van minder dan 100 voet [30 meter] per seconde," zei Castillo-Rogez. "Dit geeft ons een paar uur om onschatbare wetenschap te verzamelen en stelt ons in staat om te zien hoe asteroïden van deze klasse er van dichtbij uitzien."
NEA Scout zet de toon voor toekomstige zonnezeilen: NASA's Advanced Composite Solar Sail System zal nieuwe, lichtgewicht gieken demonstreren om een zonnezeil uit te rollen vanaf een CubeSat na de lancering in 2022. Daarna zal Solar Cruiser, een demonstratie van zonnezeiltechnologie met een oppervlakte van bijna 1.700 vierkante meter, in 2025 zonlicht gebruiken om naar de zon te reizen, waardoor toekomstige missies het ruimteweer beter kunnen volgen.
Bron: NASA
