Abstract Images collected during NASA’s Double Asteroid Redirection Test (DART) mission provide the first resolved views of the Didymos binary asteroid system. These images reveal that the primary asteroid, Didymos, is flattened and has plausible undulations along its equatorial perimeter. At high elevations, its surface is rough and contains large boulders and craters; at low elevations its surface is smooth and possesses fewer large boulders and craters. Didymos’ moon, Dimorphos, possesses an intimate mixture of boulders, several asteroid-wide lineaments, and a handful of craters. The surfaces of both asteroids include boulders that are large relative to their host body, suggesting that both asteroids are rubble piles. Based on these observations, our models indicate that Didymos has a surface cohesion ≤ 1 Pa and an interior cohesion of ∼10 Pa, while Dimorphos has a surface cohesion of <0.9 Pa. Crater size-frequency analyzes indicate the surface age of Didymos is 40–130 times older than Dimorphos, with likely absolute ages of $$\sim$$ ~ 12.5 Myr and <0.3 Myr, respectively. Solar radiation could have increased Didymos’ spin rate leading to internal deformation and surface mass shedding, which likely created Dimorphos.

Abstract The Double Asteroid Redirection Test (DART) had an impact with Dimorphos (a satellite of the asteroid Didymos) on 26 September 2022 1 . Ground-based observations showed that the Didymos system brightened by a factor of 8.3 after the impact because of ejecta, returning to the pre-impact brightness 23.7 days afterwards 2 . Hubble Space Telescope observations made from 15 minutes after impact to 18.5 days after, with a spatial resolution of 2.1 kilometres per pixel, showed a complex evolution of the ejecta 3 , consistent with other asteroid impact events. The momentum enhancement factor, determined using the measured binary period change 4 , ranges between 2.2 and 4.9, depending on the assumptions about the mass and density of Dimorphos 5 . Here we report observations from the LUKE and LEIA instruments on the LICIACube cube satellite, which was deployed 15 days in advance of the impact of DART. Data were taken from 71 seconds before the impact until 320 seconds afterwards. The ejecta plume was a cone with an aperture angle of 140 ± 4 degrees. The inner region of the plume was blue, becoming redder with increasing distance from Dimorphos. The ejecta plume exhibited a complex and inhomogeneous structure, characterized by filaments, dust grains and single or clustered boulders. The ejecta velocities ranged from a few tens of metres per second to about 500 metres per second.

Abstract Asteroids smaller than 10 km are thought to be rubble piles formed from the reaccumulation of fragments produced in the catastrophic disruption of parent bodies. Ground-based observations reveal that some of these asteroids are today binary systems, in which a smaller secondary orbits a larger primary asteroid. However, how these asteroids became binary systems remains unclear. Here, we report the analysis of boulders on the surface of the stony asteroid (65803) Didymos and its moonlet, Dimorphos, from data collected by the NASA DART mission. The size-frequency distribution of boulders larger than 5 m on Dimorphos and larger than 22.8 m on Didymos confirms that both asteroids are piles of fragments produced in the catastrophic disruption of their progenitors. Dimorphos boulders smaller than 5 m have size best-fit by a Weibull distribution, which we attribute to a multi-phase fragmentation process either occurring during coalescence or during surface evolution. The density per km 2 of Dimorphos boulders ≥1 m is 2.3x with respect to the one obtained for (101955) Bennu, while it is 3.0x with respect to (162173) Ryugu. Such values increase once Dimorphos boulders ≥5 m are compared with Bennu (3.5x), Ryugu (3.9x) and (25143) Itokawa (5.1x). This is of interest in the context of asteroid studies because it means that contrarily to the single bodies visited so far, binary systems might be affected by subsequential fragmentation processes that largely increase their block density per km 2 . Direct comparison between the surface distribution and shapes of the boulders on Didymos and Dimorphos suggest that the latter inherited its material from the former. This finding supports the hypothesis that some asteroid binary systems form through the spin up and mass shedding of a fraction of the primary asteroid.

Abstract Spacecraft observations revealed that rocks on carbonaceous asteroids, which constitute the most numerous class by composition, can develop millimeter-to-meter-scale fractures due to thermal stresses. However, signatures of this process on the second-most populous group of asteroids, the S-complex, have been poorly constrained. Here, we report observations of boulders’ fractures on Dimorphos, which is the moonlet of the S-complex asteroid (65803) Didymos, the target of NASA’s Double Asteroid Redirection Test (DART) planetary defense mission. We show that the size-frequency distribution and orientation of the mapped fractures are consistent with formation through thermal fatigue. The fractures’ preferential orientation supports that these have originated in situ on Dimorphos boulders and not on Didymos boulders later transferred to Dimorphos. Based on our model of the fracture propagation, we propose that thermal fatigue on rocks exposed on the surface of S-type asteroids can form shallow, horizontally propagating fractures in much shorter timescales (100 kyr) than in the direction normal to the boulder surface (order of Myrs). The presence of boulder fields affected by thermal fracturing on near-Earth asteroid surfaces may contribute to an enhancement in the ejected mass and momentum from kinetic impactors when deflecting asteroids.

HERMES (High Energy Rapid Modular Ensemble of Satellites) Pathfinder is a space-borne mission based on a constellation of six nano-satellites flying in a low-Earth orbit (LEO). The 3U CubeSats, to be launched in early 2025, host miniaturized instruments with a hybrid Silicon Drift Detector/GAGG:Ce scintillator photodetector system, sensitive to X-rays and gamma-rays in a large energy band. HERMES will operate in conjunction with Australian Space Industry Responsive Intelligent Thermal (SpIRIT) 6U CubeSat, launched in December 2023. HERMES will probe the temporal emission of bright high-energy transients such as Gamma-Ray Bursts (GRBs), ensuring a fast transient localization in a field of view of several steradians exploiting the triangulation technique. HERMES intrinsically modular transient monitoring experiment represents a keystone capability to complement the next generation of gravitational wave experiments. In this paper we outline the scientific case, development and programmatic status of the mission.