HERA (vormals AIDA) auf Falcon 9 (B1061.23)

Ich empfange ein gutes X-Band Signal auf 8436.05 MHz. Im Moment ist Estrack Cebreros am Ruder.

HERAs Downlink heute Nachmittag auf 8436.05 MHz.

Bis 13:54 kohärenter downlink mit Estrack Cebreros
Bis 14:00 etwa 6 Minuten ohne Verbindung zu einer Bodenstation
Bis 14:35 nochmals Cebreros
Bis 14:42 keine Verbindung zu einer Bodenstation
Danach vermutlich kohärente Verbindung mit Malargue
Um 14:58 verschwindet das Signal hier hinter Bäumen.

Edit: Habe gerade in DSNnow gesehen, dass die letzte Bodenstation Goldstone DSS25 gewesen sein muss, das Dopplerprofil passt dafür auch.

Ich kompensiere meinen Empfänger mit Dopplerdaten von JPL Horizons. Ohne kohärente Verbindung mit einer Bodenstation ist das Signal im Spektrogramm horizontal.
Wenn eine Bodenstation im Eingriff ist, zeigt sich der Dopplereffekt im Uplink auch im kohärenten (=phasenverriegelten) Downlink. Estrack kompensiert in der Regel den Uplink-Doppler nicht. Bei bekannter Bodenstation könnte ich auch auch den Uplink kompensieren, habe ich aber hier nicht gemacht.

Bericht von Bettina Wurche auf SciLogs über das HERA Launch Event bei ESOC in Darmstadt:

https://scilogs.spektrum.de/meertext/esa-hera-launch-bei-esoc/

Zusammenfassung der ersten Schritte von HERA auf dem Weg zu Didymos:
https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/Hera_takes_flight_Didymos_here_we_come

Nach dem Abtrennen von der Oberstufe wurden die Solarzellen erfolgreich ausgeklappt und begannen Energie zu generieren. In den nächsten 54 Stunden wurden die Sternen-Tracker und die Reaktionsräder getestet, sowie die Kommunikationsantennen. Jedes Triebwerk wurde erfolgreich kurz gezündet, um seine Funktionalität zu überprüfen. Es wurden ein paar Software-Updates hochgeladen. Bisher sind keine größeren Probleme aufgetaucht.

In den nächsten Wochen werden die wissenschaftlichen Instrumente schrittweise angeschaltet und getestet werden.

Später im Oktober wird das erste Flugmanöver durchgeführt, um die Flugbahn für den Mars-Vorbeiflug im März 2025 anzupassen. Bei diesem Flyby sollen die Instrumente von HERA den Mars-Mond Deimos untersuchen, was auch ein wichtiger Test der Instrumente ist.

Die Ankunft bei Didymos findet Ende 2026 statt.

Wenn man mal die Missionsdaten von DART und HERA vergleicht, fällt auf, dass DART eine Flugzeit von 10 Monaten hatte, HERA braucht aber 26 Monate. Beide starteten auf Falcon9, beide sind ähnlich schwer (HERA Trockenmasse 350 kg, voll betankt 870 kg; DART bei Ankunft 550 kg).
Woher kommt der Unterschied ? Erwischt HERA Didymos auf einem anderen Bahnabschnitt und hat daher einen weiteren Weg? Dynamik Kollisionsbahn vs. Rendezvous ? DART brauchte noch nicht einmal einen Mars Gravity Assist.
Der zeitliche Abstand der Ankünfte von DART und HERA bei Didymos beträgt etwa 4,25 Jahre; das ist ziemlich genau das Doppelte der Umlaufperiode von Didymos (2,11 Jahre) - somit sollte der Bahnabschnitt, auf dem die Begegnungen stattfinden, vergleichbar sein. Die Bahn von Didymos hat ein Perihel von 1,01 AU und ein Aphel von 2,27 AU - das könnte sonst einen Unterschied erklären.

Na ja, die Missionsziele von DART und HERA unterscheiden sich: DART schlug auf dem Asteroiden-Begleiter auf und änderte die Umlaufbahn dessen. HERA soll bei Didymos/Dimorphos mindestens 6 Monate bleiben und genauer beobachten.
Während also DART einfach mit einer Relativgeschwindigkeit von ca. 6 km/s einschlug, ist die Bahnplanung von HERA deutlich komplexer. Eine so große Relativgeschwindigkeit könnte diese wohl kaum abbauen, und wenn, dann nur mit viel Treibstoff. Also muss man vorher mit Gravity-Assist u.ä. die Bahn anpassen und viel langsamer anfliegen. Das dauert dann auch länger.
sorry, wenn das bei Dir jetzt diesen Hand-aufs-Hirn-schlag-Reflex auslöst, bitte hau nicht zu fest

Oder mit anderen Worten gesagt; DART war nur ein Impactor und hatte damit die gleichen Trajektionsanforderung wie eine Fly-By Mission, wohingehend Hera ein Orbiter ist und entsprechend ganz andere Anforderungen and das Delta-V bestehen.

Oder mit einfachen Worten (und Bildchen) gesagt: Drauf klatschen vs dran streicheln !

HERA hat die ersten Bilder von Erde und Mond mit drei verschiedenen Kameras gemacht - der Asteroid Framing Camera (AFC, 1020x1020 Pixel monochrom), dem Thermal Infrared Imager (TIRI, 1024x768 Pixel) und dem HyperScout H Instrument.


- Erde und Mond am 11.10.2024, aufgenommen mit der AFC -
Credit: ESA

https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/Hera_s_first_images_offer_parting_glimpse_of_Earth_and_Moon

Hera hat sein erstes Deep Space Manoeuvre (100 Minuten-Burn mit delta-v von 145,84 m/s am 23.Oktober/Korrektur am 6.November) erfolgreich absolviert. Die Instrumente TIRI, AFC und Hyperscout-H sowie die CubeSats Milani und Juventas haben ihr Commissioning hinter sich:

https://x.com/esaoperations/status/1849715972355010584

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47135.msg2637555#msg2637555

Das zweite, kleinere Korrekturmnöver am 6.11. hat die Geschwindigkeit um rund 20m/s geändert.
Am 21.11. wird es noch einmal ein Fine-Tuning um [Edit:] "einige Zehn cm/s" geben.
Damit ist HERA jetzt auf dem Weg zum Gravity Assist am Mars im März 2025.

https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/Hera_burns_towards_Mars

Edit: Korrektur entsprechend failsafes Kommentar - Danke

HERA wird am 12. März 2025 gegen 12:51 UTC (CA) den Mars in 5670 km Abstand passieren und bei diesem SwingBy zusätzlich Energie gewinnen, um auf die Bahn von Didymos einzuschwenken. Hier die Darstellung der gesamten Flugbahn, mit dem Mars Gravity Assist (MGA) im linken oberen Quadranten:


  Bild: ESA/ESOC/M.Khan

und die Darstellung der Swingby-Geometrie am Mars:


  Bild: ESA/ESOC/I.Acedo

  Quelle: M. Khan auf  https://scilogs.spektrum.de/go-for-launch/hera-mars-swingby/

Beim Mars-Swingby übermorgen wird HERA sich auch dem Marsmond Deimos bis auf 300 km annähern. Die (hoffentlich) resultierenden Bilder werden am nächsten Tag (Do, 13.3.2025) beim Webcast von ESOC/Darmstadt präsentiert (11:50 CET):

,
mit u.a. Alexander Gerst und dem SF-Author Andy Weir.

HERA hat nach dem Mars-Flyby ihre Antenne wieder zur Erde ausgerichtet. Während des Flyby konnte ich kein Signal empfangen, weil die Kameras auf den Mars und/oder die Monde ausgerichtet werden mussten. Im Spektrogramm sieht man gegen 15:05 UTC das Signal auftauchen. Bis 15:09 ist der Sender nicht in kohärenter Verriegelung, dann rastet er auf den Uplink von Estrack Cebreros ein. Die nachfolgende Dopplersignatur stammt vom Uplink, weil die Estrack-Stationen in der Regel keine Dopplerkompensation durchführen. Den Downlink-Doppler kompensiere ich an meiner Station.
Das Fenster unten links zeigt die Bahn von HERA am Mars vorbei.

Vom Mars-/Deimos-Flyby gestern:  Aufnahme von Deimos vor dem Hintergrund der Marsoberfläche :






Quelle:  https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/Hera_asteroid_mission_spies_Mars_s_Deimos_moon

https://www.theguardian.com/science/2025/mar/13/passing-probe-captures-images-of-mysterious-mars-moon

Während des Mars-Flybys hat HERA erfolgreich das autonome Tracking von Oberflächenmerkmalen demonstriert (Auffinden und Verfolgen trotz schneller Eigenbewegung), was vor dem Start am Boden noch nicht verifiziert worden war :

https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/Hera_asteroid_mission_tested_self-driving_technique_at_Mars

ESA hat aus Aufnahmen der HERA Framing Camera eine Zeitraffersequenz des Mars-/Deimos-Flybys zusammengestellt (nachträglich koloriert - die Framing Cameras sind nicht farbtauglich):

Spacy-verträumte Musik. 

HERA hat auf dem Weg zum Rendezvous mit Didymos/Dimorphos zwei Asteroiden im Asteroidengürtel identifiziert: am 11. Mai 2025   (1126) Otero aus 3 Mio km Entfernung und am 19. Juli 2025  (18805) Kellyday, der noch um den Faktor 40 lichtschwächer war. Dies war sozusagen die Generalprobe für das Auffinden des eigentlichen Ziels Ende 2026:

https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/First_asteroid_sightings_push_Hera_s_camera_to_the_limit

Durch Feintuning der Trajektorie zu Didymos wird HERA voraussichtlich 1 Monat früher als bisher geplant dort ankommen (im November 2026)  - wertvolle Zeit zum Einüben des koordinierten Betriebs von HERA, Milani und Juventas bei Didymos und Dimorphos. Während HERA von ESOC/Darmstadt aus gesteuert wird, werden die beiden CubeSats Milani und Juventas von ihren Betreibern Tyvak und GomSpace über ESEC (European Space Security and Education Centre) in Redu/Belgien kontrolliert.

https://www.esa.int/Space_Safety/Hera/ESA_s_Hera_targets_early_arrival_at_Didymos_asteroids