Характеристика околоземных астероидов (NEA) имеет решающее значение для предотвращения возможных столкновений с ними. Однако до сих пор миссии, направленные на изучение NEA, были весьма дорогостоящими, что замедляло темпы исследования космоса.

Группа исследователей под руководством Патрика Бамбаха (Patrick Bambach) из Института исследований солнечной системы Общества Макса Планка в Германии предложила решение этой проблемы. Они разработали концепцию миссии, которая использует относительно недорогие 6U кубсаты для изучения внутреннего строения околоземных астероидов. Эта миссия, известная как DISCUS (Deep Interior Scanning CubeSat) к обломкам околоземного астероида, была впервые представлена в 2018 году.

Архитектура миссии DISCUS включает два отдельных кубсата из шести модулей, называемых «юнитами» (U), оснащённых мощным радаром. Они будут перемещаться по противоположным сторонам NEA и направлять радар для прохождения через внутреннюю часть астероида. Идеальным кандидатом для посещения DISCUS является астероид размером с Итокаву (25143 Itokawa), цель первой миссии Hayabusa. Он имеет диаметр около 330 метров и имеет относительно разреженную внутреннюю структуру.

Иллюстрация космического аппарата Hera Европейского космического агентства и два его кубсата на орбите двойного астероида Дидим.
Источник: ESA

Разреженная внутренняя часть астероида имеет решающее значение для целей миссии, поскольку плотность астероида может существенно повлиять на научный инструментарий, необходимый для его характеристики. Для DISCUS команда миссии планирует использовать радиолокационную антенну, которая будет передавать на относительно низкой частоте, способной пройти через довольно крупные объекты. Кроме того, они планируют использовать радиолокационную технологию ступенчатой частотной модуляции, которая изменяет частоту радара, чтобы обеспечить максимально широкий диапазон характеристик.

Кубсат на другой стороне астероида будет принимать эти радиолокационные сигналы, анализировать любые возникшие деформации формы волны и соотносить это с материалами, через которые должен был пройти радар. Расчёты показывают, что эта техника должна обеспечить разрешение в несколько десятков метров для внутренней части астероида размером с Итокаву. Затем данные будут обработаны с помощью компьютерной радиолокационной томографии, метода спектрального анализа, часто используемого в рентгенологической диагностике на Земле.

Научная полезная нагрузка займёт только 1U из 6U, выделенных на каждом зонде. Остальные пять будут заняты серией готовых компонентов, включая двигательную систему (2U), систему связи (1U) и комплект авионики (1U). Дипольная антенна и солнечные панели будут развёрнуты снаружи корпуса, что позволит улучшить уровень сигнала.

Двигательная система позволит разогнаться примерно до 3,2 км/с, что позволит DISCUS сравняться по скорости с некоторыми околоземными астероидами. В качестве альтернативы миссия планирует запустить несущий зонд вокруг Луны, чтобы получить ускорение до 4 км/с и получить доступ к ещё большему количеству астероидов.

В 2018 году команду разработчиков миссии привлёк внимание астероид 1993 BX3, который в 2021 году пролетел на расстоянии, в 18,4 раза превышающем расстояние до Луны, и двигался со скоростью, с которой мог сравниться DISCUS. Однако с момента публикации статьи в 2018 году над концепцией миссии не велось особой работы. Тем не менее, всё больше миссий нацелены на околоземные астероиды, и кубсаты становятся всё более популярными. Вполне вероятно, что в будущем подобная миссия посетит один из интересных объектов и будет основана на идеях DISCUS.