Así es Hera, la primera misión europea de defensa planetaria contra asteroides en la que España juega un papel clave

Cerca de 500 millones de asteroides de más de cuatro metros de diámetro, trozos de roca que viajan por nuestro Sistema Solar a velocidades de hasta 30 kilómetros por segundo, suponen una amenaza latente contra nuestro planeta. Cada año se reginstran cientos de caídas de meteoritos, aunque su reducido tamaño hace que al entrar en la atmósfera se desintegren sin causar ningún daño. Sin embargo, las bolas de fuego que de vez en cuando se ven en el cielo nocturno de España son un recordatorio de que el peligro existe y conviene estar preparados por si algún asteroide de gran tamaño entra en rumbo de colisión con la Tierra.

Además de desarrollar sistemas de detección cada vez más sofisticados, las agencias espaciales no se han quedado de brazos cruzados esperando a que Bruce Willis nos salve de un posible Armaggedón. Uno de los programas más ambiciosos en ese sentido es AIDA (siglas en inglés de "evaluación del impacto y la desviación de asteroides"), una cooperación entre la NASA y la ESA que busca comprobar la efectividad de una novedosa técnica para protegernos de posibles amenazas en forma de meteorito.

Si DART logró en septiembre de 2022 desviar con éxito la trayectoria de un asteroide impactando contra él, Hera despegará mañana a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX desde el Centro Espacial Kennedy (Florida) para analizar con todo detalle las consecuencias de esa carambola cósmica. La ventana para el despegue comienza el 7 de octubre a las 16:52 hora peninsular de España, y durará hasta el día 27 del mismo mes, y será posible siempre que SpaceX anule la paralización de los lanzamientos debido al reciente fallo en la reentrada de la segunda etapa de uno de sus cohetes.

Recreación de la etapa superior del Falcon 9 de la misión Hera de la ESA ESA Omicrono

Si todo sale como está previsto, empezará una odisea de dos años y 11 de millones de kilómetros hasta el sistema binario de asteroides formado por Didymos y su luna Dimorphos. Allí la nave Hera, fruto de un consorcio europeo, desplegará tecnologías desarrolladas en nuestro país por empresas como Thales Alenia Space en España y GMV, con cuyos representantes ha podido hablar EL ESPAÑOL - Omicrono.

Si la primera está detrás de componentes esenciales de la misión como el sistema de comunicaciones de la nave, la segunda es la líder de un consorcio europeo responsable del diseño y desarrollo del sistema de navegación y control tanto de Hera como de uno de sus nanosatélites, Juventas. Una contribución a la que hay que sumar a Sener y Alter, que han aportado la antena de baja ganancia de Hera y componentes electrónicos embarcados, respectivamente.

Defensa planetaria

La defensa de la humanidad es una de las tareas en las que las agencias espaciales de todo el mundo más han invertido en los últimos años. Cada poco tiempo, un nuevo asteroide pasa a formar parte del catálogo de objetos espaciales potencialmente peligrosos con trayectorias cercanas al planeta y a los que se monitoriza a lo largo del tiempo. Muchos de ellos terminan pasando de largo, pero otros pueden impactar en un futuro.

urikyo33 en Pixabay Omicrono

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DART o Double Asteroid Redirection Test (Prueba de Redireccionamiento de Doble Asteroide, en español) impactó el 26 de noviembre de 2022 a más de 22.500 km/h contra Dimorphos, un satélite de 160 metros de diámetro. La misión fue calificada como un éxito, ya que desvió su órbita y consiguió que se acortara en hasta 33 minutos respecto a la trayectoria anterior a la colisión, desplazando más de mil toneladas de rocas y polvo del asteroide.

Imágenes del impacto de DART utilizadas en la investigación Nature Astronomy Omicrono

Las imágenes tomadas por DART antes del impacto, las proporcionadas por el minisatélite LICIAcube y las obtenidas por los telescopios espaciales James Webb y Hubble, ofrecieron información clave para conocer las propiedades de la superficie de Dimorphos, además de mostrar la cola de polvo provocada por el impacto. 

Sin embargo, esa información es insuficiente para conocer con detalle la eficacia de esta técnica para desviar asteroides, algo necesario para validar su uso en otros escenarios realmente peligrosos para nuestro planeta y mejorar su desempeño. Según la NASA, el impacto de DART "fue solo el comienzo. Ahora, usamos las observaciones para estudiar de qué están hechos estos cuerpos y cómo se formaron, además de cómo defender nuestro planeta". 

Para eso está la sonda Hera, desarrollada por la ESA con el objetivo de "probar tecnologías clave para la defensa planetaria, como la navegación autónoma en las cercanías de un cuerpo celeste de baja gravedad y hacer un estudio detallado de caracterización del sistema binario, tomando medidas detalladas de las secuelas del impacto de DART, en particular su composición y la modificación de su periodo orbital", según explica GMV en un comunicado de prensa.

El viaje de Hera

Está previsto que el trayecto de la nave llegue a su destino en diciembre 2026, donde pasará 6 meses realizando un estudio pormenorizado del asteroide principal y su luna, aunque lo más probable según las últimas mediciones es que esta haya perdido su integridad y ahora sólo sea un montón de rocas de menor tamaño.

SpaceX

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Hera, cuyo nombre se ha inspirado en la diosa del matrimonio y la familia en la antigua Grecia, es una misión pionera en varios sentidos. Será la primera vez que una sonda se acerque tanto a un asteroide doble, la primera vez que una misión espacial explore un cuerpo pequeño utilizando tres satélites al mismo tiempo y la primera vez que se use tecnología de radar para estudiar un asteroide.

La sonda de formato rectangular, con un tamaño equivalente al de una furgoneta, usará las placas solares de sus dos alas articuladas de 5 metros de largo para recibir energía. La superficie total es de unos 14 metros cuadrados, con más de 1.600 células solares. En su interior se alojan dos nanosatélites o CubeSats, Juventas y Milani, cada uno del tamaño de una caja de zapatos, equipados con diversos instrumentos de medición. 

El equipo que supervisa Hera en el Centro de Pruebas ESTEC en los Países Bajos ESA Omicrono

La propia sonda cuenta con un altímetro láser, cámaras para la observación en el rango visible, un generador de imágenes hiperespectrales para obtener datos sobre la composición de los asteroides y otro de imágenes infrarrojas térmicas, pero la misión es mucho más ambiciosa. Para demostrar las ventajas de llevar a bordo módulos más pequeños, diseñados para usarlos en operaciones a muy corta distancia, estos se encargarán de investigar la estructura interna del asteroide y su composición, así como las características de su campo gravitatorio. 

No habrá que esperar hasta finales de 2026 para obtener los primeros resultados. A mediados de marzo de 2025 está previsto que la ESA pueda calibrar los instrumentos de Hera en su sobrevuelo a Marte donde, además de aprovechar su campo gravitatorio para impulsarse, obtendrá imágenes del Planeta Rojo y de Deimos, una de sus dos lunas.

B612 Asteroid Institute Omicrono

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Una vez que llegue al sistema Didymos, Hera entrará en órbita para realizar una completa cartografía visual, láser y radioeléctrica de alta resolución de Dimorphos, elaborará mapas detallados de su superficie y estructura interior, con una resolución aproximada de un metro y aún mayor en las proximidades del impacto de DART.

El papel español

El sector aeroespacial español vive una época dorada, no sólo por noticias como el primer lanzamiento del cohete Miura de PLD Space, sino por la creciente participación de empresas españolas en misiones espaciales tan importantes como Hera. En este caso, la contribución de la multinacional española GMV y de la división en nuestro país de Thales Alenia Space, con sede en Tres Cantos (Madrid), son cruciales para el estudio y desarrollo de nuevas técnicas de defensa planetaria.

Hera desplegando sus CubeSats ESA Omicrono

En el caso de GMV, Mariella Graziano, directora de estrategia y desarrollo comercial de Ciencia, Exploración y Transporte de Sistemas Espaciales de la compañía explica a EL ESPAÑOL-Omicrono la contribución de la compañía a la misión. La empresa ha desarrollado "un complejo sistema de Guiado, Navegación y Control (GNC), que se encargará de dirigir, navegar y controlar la trayectoria y apuntamiento de una nave o satélite hasta su destino, simplificando su misión".

Concretamente, el GNC de Hera "demostrará la viabilidad de realizar de forma totalmente autónoma operaciones complejas cerca de cuerpos de baja gravedad a gran distancia de la Tierra". En lo que respecta a Juventas, uno de los dos nanosatélites, el GNC también ha sido desarrollado por GMV, y le permitirá "aterrizar en la superficie de Dimorphos completando sus complejas operaciones y observaciones científicas".

Dimorphos, momentos antes de recibir el impacto de DART. NASA Omicrono

Para ello han tenido que superar numerosos desafíos tecnológicos, ya que "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". En lo que respecta a Hera, desde GMV han desarrollado "un sistema autónomo innovador que tiene en cuenta las dificultades que se presentan en las operaciones de aproximación y navegación debido al retraso de las comunicaciones en el espacio profundo, las características irregulares de los asteroides y la incertidumbre del entorno inexplorado". Algo todavía más complejo en el caso de Juventas, en el que "se añade el desafío de aterrizar en la superficie de un cuerpo desconocido y de pequeña masa".

Por su parte, Susana Infante, jefa de proyecto de Hera en Thales Alenia Space, explica cómo desde Tres Cantos han "aportado el sistema de comunicaciones de la nave espacial Hera, que permite controlar la nave desde el Centro de Control durante todo el transcurso de la misión, a distancias que alcanzan los cientos de millones de kilómetros", en concreto 195 millones de km cuando la nave llegue a Didymos.

NASA

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Además, "también permitirá transmitir la información recopilada por los instrumentos a bordo de la nave espacial y de los dos CubeSats que la acompañan", a través de un sistema de comunicaciones de banda X que enviará los datos a las estaciones emplazadas en tierra firme. "Desde un punto de vista técnico, el mayor reto del sistema de comunicaciones deriva de la necesidad de transmitir gran cantidad de información a distancias muy grandes, de hasta 500 millones de kilómetros", explica Infante. "Hasta la fecha, se trata de la misión espacial más lejana a la Tierra para la que hemos desarrollado el sistema de comunicaciones en España".

Gracias a esta transmisión, los científicos podrán desde la Tierra "determinar la eficiencia de la transferencia del impulso en el impacto [de DART] y poder así escalarlo a diferentes asteroides". Aunque los grandes asteroides están bien definidos y estudiados y los pequeños no representan una gran amenaza, el verdadero interés está en conocer mejor los 30.000 asteroides medianos (de 100 a 300 metros), con una cadencia de impacto aproximada de 10.000 años.

Así será el viaje de Hera hasta su destino ESA Omicrono

"La energía de impacto de un asteroide de este tipo es equivalente a unos 50 megatones de TNT, el poder de una bomba Tsar. El efecto de tal impacto sería devastador si llegara a un área poblada, capaz de destruir una ciudad entera, o de generar un tsunami si impacta en el mar", según detalla Infante.

La misión Hera (y su participación española) está destinada a hacer historia "recogiendo datos científicos cruciales para definir, ajustar y validar los modelos científicos actuales de los asteroides. Estos datos serán fundamentales para implementar acciones de mitigación en caso de riesgo real de impacto con la Tierra de asteroides potencialmente peligrosos", concluye Graziano.

Además, otras dos empresas españolas han contribuido decisivamente a la misión. Hablamos de Sener, especialista en soluciones de ingeniería y tecnología innovadoras en distintos mercados, responsable de la antena de baja ganancia o LGA (Low Gain Antenna) de Hera. También ha participado Alter, que se ha encargado de llevar a cabo ensayos de vibración, choque, TVAC y compatibilidad electromagnética para diversos modelos del procesador de imágenes, y ha realizado labores de ingeniería, ensayos y aprovisionamiento de componentes electrónicos embarcados.