Hera es una misión espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) cuyo objetivo principal es estudiar el impacto que tuvo la sonda DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA sobre el sistema de asteroides binario formado por Didymos, concretamente en Dimorphos, su luna.
Esta misión forma parte de la colaboración internacional NASA-ESA llamada AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment), cuyo objetivo es estudiar el desvío de asteroides como método para proteger la Tierra frente a posibles impactos, erigiéndose en la primera misión de la ESA concebida para la defensa planetaria.
GMV está profundamente involucrada en esta misión siendo la responsable del diseño y desarrollo del sistema de GNC (Guidance, Navigation, and Control), incluyendo la parte de análisis de la misión de proximidad, de Hera y de uno de sus CubeSat, Juventas, liderando un consorcio industrial internacional procedente de España, Portugal, Rumanía, Francia, Alemania, Países Bajos e Irlanda.
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Hera y sus CubeSats conectados mediante enlaces entre satélites.
Una misión sin precedentes
Con Hera, la ESA persigue un doble objetivo: probar tecnologías clave para la defensa planetaria, como son la navegación autónoma en las cercanías de un cuerpo celeste de baja gravedad y hacer un estudio detallado de caracterización del sistema binario y en particular de su luna (Dimorphos), tomando medidas detalladas de las secuelas del impacto de DART en ésta, en particular su composición y la modificación de su periodo orbital.
Con esto, la ESA llevará un paso más allá la defensa planetaria adquiriendo información relevante para el ámbito científico y, en particular, para los modelos de asteroides. Esta misma información ayudará también a mejorar el conocimiento sobre el origen del Sistema Solar e incluso de otros sistemas planetarios.
Algunos argumentos que convierten a Hera en una misión sin parangón son los siguientes:
Europa, pionera en exploración planetaria. Esta misión vuelve a situar a Europa como pionera en exploración planetaria, ciencia y tecnología, repitiendo el gran éxito alcanzado con Rosetta.
Es la primera misión de la ESA dedicada a defensa planetaria. Su objetivo es estudiar y evaluar la viabilidad de desviar un asteroide potencialmente peligroso para la Tierra. Junto con la misión DART de la NASA, Hera forma parte del primer ensayo de prueba real de técnicas de desvío de asteroides, abriendo un nuevo campo en la prevención de este tipo de situaciones.
Misión complementaria a DART (colaboración internacional). Hera complementa a la misión DART de la NASA, que impactó deliberadamente contra el asteroide Dimorphos en septiembre de 2022 como parte de la prueba de desvío de asteroides. Mientras que DART probó si el impacto de una nave espacial podría desviar con éxito un asteroide en curso de colisión con la Tierra, Hera analizará en detalle las consecuencias de ese impacto, proporcionando datos cruciales sobre la efectividad de la técnica de desviación. La misión Hera + Dart supone una colaboración sin precedentes, y de igual responsabilidad, entre agencias espaciales para la defensa planetaria.
Estudio de un sistema binario de asteroides. Hera investigará el sistema binario de asteroides Didymos (del tamaño de una montaña y con 780 metros de diámetro) y Dimorphos (de 160 metros y del tamaño de la pirámide de Guiza), siendo la primera misión en explorar un sistema
de este tipo en detalle. Este tipo de sistemas representa alrededor del 15 % de todos los asteroides conocidos, lo que hace que el estudio sea de gran relevancia para mejorar nuestro conocimiento sobre estos cuerpos celestes.
Uso de tecnologías innovadoras. Hera utilizará tecnología avanzada, incluyendo dos pequeños satélites llamados CubeSats (Milani y Juventas), que se desplegarán para realizar estudios en mayor detalle. Estos CubeSats investigarán la estructura interna del asteroide y su composición superficial, así como las características de su campo gravitatorio. Esta tecnología innovadora permite obtener datos de alta precisión y tiene un coste menor que las misiones tradicionales.
Primera misión en estudiar los efectos de un impacto cinético en un asteroide. La misión Hera no solo observará el cráter causado por el impacto de DART, sino que estudiará cómo se distribuyó la energía del impacto, cómo se comportó la superficie del asteroide y cómo cambió la órbita de Dimorphos. Este análisis detallado será el primero de este tipo y proporcionará datos sin precedentes para futuras estrategias de desvío de asteroides.
Enfoque en la seguridad planetaria a largo plazo. Hera es una misión pionera en lo que respecta a la defensa planetaria. El conocimiento que se obtendrá sobre cómo se comportan los asteroides cuando son golpeados por una nave espacial contribuirá a diseñar estrategias a largo
plazo para proteger a la Tierra de posibles colisiones de asteroides en el futuro y a calibrar y ajustar los modelos científicos actualmente disponible de los mismos.
Primera misión en utilizar radar para estudiar un asteroide. Uno de los CubeSats de Hera, Juventas, será el primero en utilizar radar de baja frecuencia para hacer un barrido del interior de un asteroide. Ello permitirá obtener información sobre la estructura interna de Dimorphos,
algo que nunca antes se ha hecho. Esta capacidad para investigar el interior de los asteroides podría ser clave para comprender mejor su composición y comportamiento.
El impacto en Dimorphos, un nuevo hito espacial. Dimorphos ha sido el primer objeto celeste cuyas características físicas y orbitales han sido alteradas por la intervención humana de forma intencionada.
Impacto en futuras misiones espaciales y la ciencia del espacio. Los datos que recopile Hera serán fundamentales, no solo para la defensa planetaria, sino también para el conocimiento general sobre la naturaleza de los asteroides. Esto será de gran valor para futuras misiones de minería espacial, exploración y para cualquier estrategia relacionada con la gestión de amenazas de asteroides.
El papel crucial de GMV, multinacional tecnológica española, en la misión Hera
La contribución de GMV en Hera, antes AIM, se remonta a 2018. Desde entonces, GMV lidera un consorcio industrial internacional procedente de España, Portugal, Rumanía, Francia, Alemania, Países Bajos e Irlanda, responsable del diseño y desarrollo del sistema de guiado, navegación y control (GNC) de la misión, incluyendo la parte de análisis de la misión de proximidad.
GMV en su conjunto ha desarrollado para Hera un innovador GNC autónomo, teniendo en cuenta las dificultades que se presentan en las operaciones de aproximación y navegación debido al retraso de las comunicaciones en espacio profundo, a las irregulares características de los asteroides y a la incertidumbre del entorno inexplorado.
El equipo de GMV en Rumanía ha desarrollado los estudios de análisis de misión y el sistema de guiado, navegación y control (GNC) de Juventas, el CubeSat encargado de medir el campo de gravedad y la estructura interna de Dimorphos. Juventas realizará experimentos de radiociencia de satélite a satélite y llevará a cabo un estudio de radar de baja frecuencia del asteroide para revelar su interior. Por último, aterrizará en Dimorphos, midiendo las fuerzas producidas en su aterrizaje.
GMV también ha estado involucrada en el diseño y desarrollo del simulador operacional de Hera, además de brindar apoyo a ESA/ESOC en el desarrollo del centro de control de la misión.
Además, la compañía colabora en el desarrollo del CubeSat Flight Dynamics and Science Operations Centre con el CNES (Centre National d’Études Spatiales) en Toulouse, que se hará cargo del control, planificación y ejecución de los CubeSats de Hera, entre ellos Juventas.
Por otro lado, GMV estará presente en el centro de control de Hera, dando soporte a la Agencia Espacial Europea (ESA) desde el centro de operaciones de la Agencia en Alemania (ESOC).
Dado el papel crucial de GMV en la misión, la compañía ha sido invitada a presenciar el lanzamiento de Hera en directo, un acto que por su complejidad, logística y seguridad está abierto a un reducido número de personas.
Una nutrida representación de GMV, encabezada por su presidenta, Mónica Martínez, presenciará el lanzamiento desde Cabo Cañaveral, Florida, y participará en un exclusivo programa de actividades que tendrá lugar en torno al lanzamiento. Esta invitación es sin duda un reconocimiento al esfuerzo y dedicación del equipo de GMV, así como por su contribución a esta importante y pionera misión de defensa planetaria.
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Nave espacial Hera con ala solar desplegada.
El GNC, el corazón de cualquier misión espacial
El sistema de guiado, navegación y control (GNC) de una misión espacial es un sistema crucial que se encarga de dirigir, navegar y controlar la trayectoria y apuntamiento de una nave espacial o satélite hasta su destino. La importancia del GNC radica en su capacidad de garantizar que la misión se desarrolle de manera segura y eficiente. Sin un sistema GNC preciso, una nave espacial podría desviarse de su curso, fallar en alcanzar su objetivo o incluso colisionar con otros objetos en el espacio.
El GNC determina la trayectoria óptima que debe seguir la nave para alcanzar su destino. Esto incluye cálculos precisos para maniobras y correcciones de rumbo.
Además, proporciona información sobre la posición y velocidad de la nave en el espacio utilizando datos de sensores y sistemas de referencia para mantener la nave en su curso correcto. Y por último ajusta la orientación y la velocidad de la nave mediante actuadores, como motores de cohetes y giroscopios, para asegurar que siga la trayectoria planificada y pueda realizar todas las maniobras que sean necesarias.
Las operaciones de proximidad y la navegación alrededor de asteroides son unas tareas extremadamente exigentes. Sus pequeños tamaños y masas, junto con sus formas irregulares y el entorno desconocido del espacio profundo, hacen que sea muy difícil controlar con seguridad las naves espaciales alrededor de uno de estos cuerpos. Hera demostrará tecnologías tan novedosas como la navegación autónoma alrededor del asteroide, similar a la de los vehículos sin conductor en la Tierra, recopilando datos fundamentales para ayudar a científicos y planificadores de misiones futuras a comprender mejor la composición de los asteroides y su estructura.
El factor diferencial del sistema de GNC de Hera es su capacidad para ejecutar de forma autónoma el plan de vuelo que define el equipo del centro de control en tierra, para después incrementar su nivel de autonomía hasta llegar a calcular a bordo las maniobras para volar a una cierta altura o ejecutar una maniobra de escape frente al riesgo de colisión.
GMV es líder europeo en sistemas GNC y pionera a nivel global en misiones de exploración, tanto planetarias como de asteroides. Aparte de Hera, entre los proyectos a nivel europeo que han desembocado en el liderazgo de GMV en este ámbito destacan AIM, Marco POLO, Neoshield2, SYSNOVA-BEAST o Rosetta.
GMV dirige a Hera a su destino
El equipo actual de Hera de GMV está integrado por profesionales formados en distintas disciplinas STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas). Dado el rol de la compañía en la misión, desde que se inició el proyecto han participado más de 60 personas de distintas filiales de la compañía, en particular desde España, Portugal y Rumanía.
El centro de control de Hera está situado en el centro de operaciones de la ESA en Alemania (ESOC). Se trata de una instalación clave desde la cual se supervisan y gestionan en tiempo real todas las operaciones de la misión desde su lanzamiento hasta el final de esta. El centro de control de cualquier misión está compuesto por ingenieros de vuelo, operadores de sistemas, analistas de datos, y personal de comunicaciones, todos trabajando en conjunto para asegurar el éxito de esta.
GMV forma parte del centro de control Hera, dando soporte a la Agencia Espacial Europea (ESA). Un equipo formado por cuatro personas de GMV contribuirá de forma activa in situ en las operaciones más críticas de la misión justo después del lanzamiento, cuando por primera vez se
encenderá el sistema de guiado, navegación y control (GNC) de la nave espacial. Este soporte continuará hasta final de octubre, fecha en la que está prevista la primera maniobra interplanetaria que pondrá a Hera en su ruta hacia su destino, Didymos.
Durante este periodo, el personal de GMV recopilará y analizara todos los datos de telemetría recibidos de la misión para asegurar que el sistema de guiado, navegación y control de Hera funciona correctamente y gestionará las respuestas a cualquier anomalía que pudiese surgir.
El equipo de GNC de Hera ha demostrado la factibilidad de desarrollar un sistema complejo en los tiempos y con los recursos asignados.
