هيرا (مهمة فضائية)

الهدف الرئيسي لمهمة هيرا هو تقييم طريقة الاصطدام الحركي لتغيير مسار جسم قريب من الأرض . تعتمد هذه الطريقة للدفاع الكوكبي على تعديل مسار الكويكب عن طريق إطلاق مركبة فضائية بسرعة بضعة كيلومترات في الثانية. ولتحقيق هذا الهدف، ستحدد هيرا ما يلي:

• يعتمد مقدار انتقال الزخم على كثافة ومسامية وخصائص سطح الكويكب وبنيته الداخلية و
• ما هي نسبة الطاقة الحركية التي تنتقل في تفتيت وإعادة تشكيل الكويكب أو في الطاقة الحركية للمواد المقذوفة؟ ^{[ 9 ]}

تشمل الأهداف العلمية للمهمة استكشاف خصائص الكويكبين المستهدفين: خصائص السطح، والمسامية الداخلية، والبنية الداخلية. سيتم رسم خريطة للقمر ديمورفوس بالكامل بدقة مكانية تصل إلى بضعة أمتار، والمنطقة المحيطة بموقع الاصطدام بدقة تصل إلى 10 سنتيمترات. سيتم تقدير كتلة القمر بدقة عالية، مما يسمح بتقدير مباشر لكفاءة نقل الزخم الناتج عن اصطدام مركبة دارت. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

تشمل الأهداف التقنية للمهمة إنتاج واختبار برمجيات التوجيه التي ستمكن، باستخدام بيانات من عدة أجهزة استشعار، من إعادة بناء الفضاء المحيط وبالتالي تحديد مسار آمن حول الكويكب بشكل مستقل. ^{[ 12 ]}

تحمل هيرا أيضًا قمرين صناعيين مكعبين سيتم إسقاطهما بمجرد الوصول إلى الكويكب: ^{[ 13 ]}

• ستقوم شركة جوفينتاس بإجراء قياسات للبنية تحت السطحية والداخلية، والمساهمة في تحديد مجال الجاذبية، وتقديم معلومات حول الاستجابة الميكانيكية للسطح عند الهبوط على ديمورفوس.
• سيقوم مسبار ميلاني بجمع بيانات طيفية من سطح الكويكبين لدراسة تركيب سطحهما وتحديد وجود الغبار في الفضاء المحيط بهما.

كان برنامج AIDA أول برنامج تشغيلي يهدف إلى اختبار طريقة لتغيير مسار الكويكبات القريبة من الأرض. أُنشئ البرنامج عام 2013 بمبادرة مشتركة من علماء بدعم من وكالتي ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. وكان الهدف منه اختبار استخدام جهاز من نوع المصادم لتغيير مسار كويكب قد يصطدم بالأرض. وقد نصّ هذا البرنامج على إطلاق مركبتين فضائيتين إلى الكويكب الثنائي 65803 ديديموس : مركبة DART المصادمة التي طورتها ناسا، والمسؤولة عن الاصطدام بسرعة عالية بالكويكب الأصغر، ومركبة AIM المدارية التي طورتها وكالة الفضاء الأوروبية، والتي ستقيس آثار الاصطدام. ^{[ 14 ]}

بعد مرحلة تقييم أجرتها وكالتا الفضاء، قررت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) في نهاية عام 2016 التخلي عن تطوير مشروع AIM بسبب نقص الدعم المالي الكافي من الدول الأعضاء. ^{[ 15 ] [ 16 ]} أما وكالة ناسا، فقد قررت مواصلة تطوير مشروع DART. وفي هذا السياق الجديد، تولت المراصد الأرضية جزءًا من مهام مشروع AIM.

أُطلقت مهمة دارت في 24 نوفمبر 2021 بواسطة صاروخ فالكون 9 من قاعدة فاندنبرغ الفضائية ، ووصلت إلى الكويكب الثنائي 65803 ديديموس في 26 سبتمبر 2022، واصطدمت بقمره ديمورفوس في تمام الساعة 23:16 بالتوقيت العالمي المنسق بسرعة نسبية تبلغ حوالي 6.6  كم/ث. ^{[ 17 ]} وشمل المشروع القمر الصناعي النانوي الإيطالي LICIACube ، المسؤول عن توثيق وإعادة بث أول 100 ثانية من الاصطدام. ^{[ 18 ]}

في عام 2017، وبناءً على طلب العديد من الدول الأعضاء في وكالة الفضاء الأوروبية، استأنفت الوكالة دراساتها حول بديل لمهمة AIM، وتحديدًا مهمة أُطلق عليها اسم هيرا (نسبةً إلى الإلهة اليونانية ). تهدف هيرا إلى تحقيق جميع الأهداف الموكلة إلى AIM والتي لم تتمكن المراصد الأرضية من تحقيقها، وذلك باستخدام مكونات AIM قدر الإمكان. ^{[ 16 ]} كان من المقرر إطلاق هيرا في أكتوبر 2024 لرصد اصطفاف كوكبي/كويكبي مناسب ودراسة آثار اصطدام DART على ديمورفوس ، قمر ديديموس، بعد أربع سنوات من وقوعه.

تمت الموافقة على مهمة هيرا لاحقًا من قبل المجلس الوزاري لوكالة الفضاء الأوروبية في نوفمبر 2019. ^{[ 19 ]} وفي سبتمبر 2020، منحت وكالة الفضاء الأوروبية عقد بناء المركبة الفضائية إلى اتحاد شركات بقيادة شركة OHB ، بموجب عقد قيمته 129.4  مليون يورو. ^{[ 15 ]} كما تم تشكيل الفريق العلمي للمهمة رسميًا، والذي يتألف من باحث رئيسي، ومجلس علمي، وأربع مجموعات عمل ^{[ 20 ]} تغطي جميع جوانب المهمة، بالإضافة إلى المديرين العلميين للأجهزة.

هيراتم ربط الوحدة الأساسية ووحدة الدفع في شركة OHB بريمن بألمانيا في أغسطس 2023. ^{[ 21 ]} وفي نوفمبر 2023، أكملت المركبة الفضائية الاختبارات الصوتية في مركز ESTEC بهولندا . [22] وتم تسليم قمري ميلاني المكعب ، الذي تم ^{دمجه في إيطاليا} ، وجوفينتاس المكعب ، الذي تم دمجه في الدنمارك ، إلى مركز ESTEC لدمجهما مع هيرا في مارس 2024. ^{[ 23 ] [ 24 ]} وانتقلت المركبة الفضائية إلى الاختبارات النهائية في مارس 2024. ^{[ 25 ]} وفي سبتمبر 2024، نُقلت هيرا إلى فلوريدا بواسطة طائرة الشحن AN-124 التابعة لشركة أنتونوف إيرلاينز . ^{[ 26 ]}

أُطلقت مركبة هيرا الفضائية في 7 أكتوبر 2024 الساعة 14:52 بالتوقيت العالمي المنسق (UTC) بواسطة صاروخ فالكون 9 من مجمع الإطلاق الفضائي 40 (SLC-40) في محطة كيب كانافيرال الفضائية . ^{[ 28 ]} عادةً ما تُجرى عمليات إطلاق فالكون 9 إلى مدارات ما وراء المدار الجغرافي الثابت من مجمع الإطلاق 39A (LC-39A) القريب في مركز كينيدي للفضاء، نظرًا لتركيز SLC-40 على إطلاق أقمار ستارلينك . مع ذلك، كان LC-39A يُجري الاستعدادات لإطلاق مركبة يوروبا كليبر التابعة لناسا على متن فالكون هيفي في وقت لاحق من الأسبوع، مما أجبر هيرا على استخدام SLC-40. إضافةً إلى ذلك، تزامن الإطلاق مع توقف فالكون 9 عن العمل بسبب حادث أثناء عملية خفض مدار المرحلة الثانية في مهمة سبيس إكس كرو-9 في الشهر السابق. ونظرًا لأن هيرا كان من المقرر وضعها في مدار حول الشمس ، فقد تنازلت إدارة الطيران الفيدرالية عن قرار التوقف عن العمل لإطلاقها كاستثناء. تم استهلاك الصاروخ المعزز المستخدم في الإطلاق للمساعدة في تحديد المسار؛ وقد سبق له أن حلّق 22 مرة، بما في ذلك في مهمات مثل SpaceX Crew-1 و IXPE . ^{[ 29 ] [ 30 ]}

في 10 و 11 أكتوبر 2024، اختبرت هيرا ثلاثة من أدواتها العلمية (AFC و TIRI و HyperScout H) باستخدامها لالتقاط صور للأرض والقمر من مسافة تزيد عن مليون كيلومتر. ^{[ 31 ]}

في أكتوبر 2024، تم تفعيل قمري كيوب سات الموجودين على متن مركبة هيرا الفضائية لفترة وجيزة للتأكد من حالتهما الطبيعية واختبار قدرتهما على التواصل مع الأرض. وقد مثّل هذا أول تشغيل لأقمار كيوب سات في الفضاء السحيق من قبل وكالة الفضاء الأوروبية. ^{[ 32 ]}

بعد ثلاث عمليات احتراق تجريبية ناجحة أجريت بعد الإطلاق، نفذت المركبة الفضائية أول مناورة لها في الفضاء السحيق في 27 أكتوبر 2024، حيث قامت بتشغيل محركاتها الثلاثة للتحكم المداري لمدة 100 دقيقة وغيرت سرعتها بمقدار 146  مترًا في الثانية تقريبًا، والثانية في 6 نوفمبر 2024، حيث قامت بتشغيلها لمدة 13 دقيقة وغيرت سرعتها بمقدار 20  مترًا في الثانية تقريبًا. ^{[ 33 ]}

نفّذت مركبة هيرا الفضائية مناورة مساعدة جاذبية حول المريخ في 12 مارس 2025، حيث اقتربت من سطحه لمسافة 5000  كيلومتر (3100 ميل). وخلال هذه المناورة، رصدت المركبة قمر المريخ ديموس ، وصورته من مسافة 1000 كيلومتر (620 ميلًا)، ووصلت إلى أقرب نقطة لها على بعد 300 كيلومتر (190 ميلًا). ^{[ 34 ]} كما قامت هيرا ، أثناء المناورة، بتثبيت أجهزتها تلقائيًا على فوهات الاصطدام وغيرها من معالم سطح المريخ لتتبعها بمرور الوقت، وذلك في اختبار شامل لتقنيات الملاحة الذاتية التي ستستخدمها للتنقل حول أهدافها. ^{[ 35 ]}     

في 11 مايو 2025، التقطت المهمة صورًا للكويكب (1126) أوتيرو من مسافة تقارب 3 ملايين كيلومتر، وفي 19 يوليو 2025، التقطت صورًا للكويكب (18805) كيليداي من مسافة تقارب 6 ملايين كيلومتر، وذلك لإجراء اختبارات على الأجهزة وإثبات كفاءة عمليات المركبة الفضائية في الدفاع الكوكبي . ^{[ 36 ]} في أكتوبر 2025، أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية أن هيرا تسير على المسار الصحيح للوصول إلى ديديموس في نوفمبر 2026، أي قبل شهر من الموعد المخطط له أصلاً. ^{[ 37 ]} بين 25 أكتوبر و1 نوفمبر 2025، كانت هيرا تعبر ذيل المذنب 3I /ATLAS ، ثالث جسم معروف بين النجوم . حلقت المركبة الفضائية على بعد 8.2 مليون كيلومتر من المحور المركزي للذيل. ^{[ 38 ] [ 39 ]}

في مارس 2026، نفّذت المركبة الفضائية هيرا بنجاح مناورتها الثانية في الفضاء السحيق، حيث استهلكت 123  كيلوغرامًا من الهيدرازين ، وغيّرت سرعتها بمقدار 367  مترًا في الثانية. وكانت هذه أكبر مناورة في المهمة من حيث استهلاك الوقود. ^{[ 40 ] [ 41 ]} وعلى مدار أسبوعين في يونيو ويوليو 2026، قامت وكالة الفضاء الأوروبية بتحديث هيرا.^{[ 42 ]}​

ستصل المركبة الفضائية إلى الكويكب الثنائي (65803) ديديموس في نوفمبر 2026، أي بعد أربع سنوات من مهمة دارت، ^{[ 37 ]} لتبدأ ستة أشهر من الاستكشاف. ستكون هيرا أول مركبة فضائية تلتقي بكويكب ثنائي. وبمجرد اقترابها من الكويكب المزدوج، ستتبعها خمس مراحل:

الأدوات الرئيسية لتلسكوب هيرا هي كاميرتا AFC (كاميرات تأطير الكويكبات)، اللتان طورتهما شركة JenaOptronik. تتميز كلتا الكاميرتين بتطابقهما وتكرارهما، حيث تحتوي كل منهما على مستشعر FaintStar أحادي اللون بدقة 1020 × 1020 بكسل وعدسة مقربة. يبلغ مجال الرؤية 5.5 × 5.5 درجة، وتصل الدقة المكانية إلى متر واحد على مسافة 10 كيلومترات. تهدف هاتان الكاميرتان إلى توفير بيانات عن الخصائص الفيزيائية لسطح الكويكبين ديديموس وديمورفوس، بالإضافة إلى الفوهة التي أحدثتها مركبة DART ومنطقة هبوط جوفينتاس. ^{[ 10 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

جهاز HyperScout-H هو جهاز تصوير طيفي فائق، يُفترض أن يُوفر صورًا ضمن نطاق طيفي يتراوح بين 650 و950  نانومتر (الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة). يُجري الجهاز عمليات الرصد في 25 نطاقًا طيفيًا مختلفًا. وقد طُوّر بواسطة شركة cosine Remote Sensing . هذه نسخة مُخصصة لتلسكوب هيرا ، وتختلف عن جهاز HyperScout القياسي. ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}

جهاز PALT هو مقياس ارتفاع كوكبي دقيق بتقنية الليدار، يستخدم ليزرًا يُصدر شعاعًا ضوئيًا بالأشعة تحت الحمراء بطول موجي 1.5 ميكرون. يبلغ مساره على الأرض مترًا واحدًا على ارتفاع كيلومتر واحد ( ملي راديان واحد ). تبلغ دقة قياس الارتفاع 0.5 متر. تردده 10 هرتز . ^{[ 53 ]}

جهاز TIRI هو جهاز تصوير حراري بالأشعة تحت الحمراء، مقدم من وكالة الفضاء اليابانية (JAXA ). يتراوح نطاقه الطيفي بين 8 و14 ميكرون، ويحتوي على 8 مرشحات. يبلغ مداه البصري 13.0 × 9.9 درجة. أما دقته المكانية فهي 0.013 درجة لكل بكسل. ^{[ 54 ] [ 55 ]}

سيتم قياس كتلة الكويكبين المكونين للنظام الثنائي، وخصائص مجال جاذبيتهما، وسرعة دورانهما، ومداراتهما، باستخدام اضطرابات الموجات الراديوية الناتجة عن تأثير دوبلر . وتتعلق هذه القياسات بالتبادلات الراديوية بين هيرا ومحطات الأرض، وكذلك بين هيرا والأقمار الصناعية المكعبة. ونظرًا لانخفاض مدار الأقمار الصناعية المكعبة، تُعد هذه القياسات الأخيرة بالغة الأهمية لتحديد جاذبية ديديموس. ^{[ 56 ]}

يهدف القمر الصناعي المكعب "جوفينتاس" إلى تحديد الخصائص الجيوفيزيائية لكوكب ديمورفوس. سيقوم المسبار برسم خريطة لحقل جاذبيته وتحديد بنيته الداخلية بالإضافة إلى خصائص سطحه. ^{[ 63 ]} ولتحقيق هذه الأهداف، يحمل المسبار الأجهزة التالية:

• يعمل رادار JuRa  بتردد يتراوح بين 50 و70 ميجاهرتز، وبدقة مكانية تتراوح بين 10 و15 مترًا. وهو أول جهاز يستكشف الطبقات الداخلية للكويكبات. ^{[ 64 ]} يستخدم الرادار هوائيين ثنائيي القطب، يبلغ طول كل فرع منهما 1.5 متر. ويمكن أن تستغرق كل جلسة قياس ما يصل إلى 45 دقيقة. ويشغل الرادار حجمًا أقل من وحدة واحدة (1U) وكتلته أقل من 1300 جرام. ^{[ 63 ]}
• مقياس الجاذبية GRASS ^{[ 65 ]} الذي يبلغ نطاقه الديناميكي 5 × 10⁻⁴ ^{وحساسيته} 5 × 10⁻⁷ ^. كتلته أقل من 380 غرامًا. ^{[ 66 ]}
• كاميرا. ^{[ 63 ]}
• الوصلة اللاسلكية مع السفينة الأم (قياس تأثير دوبلر ). ^{[ 56 ]}

يهدف القمر الصناعي المكعب ميلاني (المسمى على اسم أندريا ميلاني ) إلى التقاط صور وقياس خصائص الغبار المحتمل وجوده. وسيقوم برسم خريطة للكويكبين اللذين يشكلان النظام الثنائي للكويكب 65803 ديديموس، وتوصيف سطحهما، وتقييم آثار اصطدام مركبة دارت، والمساهمة في قياسات مجال جاذبية الكويكبات، وتحديد خصائص سحب الغبار التي يُحتمل وجودها حولها. ^{[ 23 ]} ولتحقيق هذه الأهداف، يحمل القمر الصناعي جهازين: ^{[ 59 ]}

• يُعدّ مطياف التصوير الطيفي الفائق ASPECT الأداة الرئيسية. وهو يعمل في نطاق الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة (من 0.65 إلى 2.50 ميكرون). تبلغ دقته المكانية مترين على مسافة 10 كيلومترات، بينما تقل دقته الطيفية عن 40 نانومترًا. ^{[ 67 ]}
• يُستخدم مقياس الوزن الحراري VISTA للكشف عن الغبار (من 5 إلى 10 ميكرون)، والمواد المتطايرة (مثل الماء)، والمواد العضوية الخفيفة. ^{[ 68 ]}