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En mecánica orbital, una órbita de halo casi rectilínea (NRHO) es una órbita de halo que pasa cerca del más pequeño de dos cuerpos y tiene un comportamiento casi estable. [1] La misión CAPSTONE , lanzada en 2022, es la primera nave espacial que utiliza dicha órbita en el espacio cislunar , y esta órbita centrada en la Luna está planificada como un área de preparación para futuras misiones lunares. A diferencia de la órbita lunar baja , que la NASA caracteriza como profunda en el pozo de gravedad lunar, NRHO se describe como "equilibrada en el borde" del pozo de gravedad. [2]
Los NRHO son un subconjunto de las familias de halos L 1 y L 2 . [3] Este tipo de órbita también podría usarse con otros cuerpos en el Sistema Solar y más allá.
Una órbita de halo es una órbita periódica tridimensional asociada con uno de los puntos de Lagrange L 1 , L 2 y L 3 . Casi rectilíneo significa que algunos segmentos de la órbita tienen una curvatura mayor que los de una órbita elíptica del mismo diámetro máximo, y otros segmentos tienen una curvatura menor que la de una órbita elíptica del mismo diámetro máximo (tomando el diámetro máximo como ese del círculo más pequeño que contiene toda la órbita). [ cita necesaria ] En el caso extremo, todos los segmentos tienen curvatura cero con cuatro puntos con curvatura infinita ( es decir, un polígono). Un NRHO requiere al menos otros dos cuerpos ( por ejemplo, la Tierra y la Luna) y, por tanto, las órbitas de NRHO son una solución teórica al clásico problema de los tres cuerpos en mecánica gravitacional. De los tres cuerpos, se considera que uno tiene una masa insignificante (la nave espacial).
Hay cuatro familias de órbitas NRHO asociadas con los puntos L 1 y L 2 , dos en cada dirección norte y sur. [4] [5] Las órbitas bajas del perilune son casi polares. Son casi estables, lo que minimiza el empuje artificial necesario para mantenerse en posición.
Para 2022, la empresa Advanced Space construyó un cubesat de 12 unidades para volar en una misión precursora de Gateway para la NASA. Llamada CAPSTONE (Experimento de navegación y operaciones tecnológicas del sistema de posicionamiento autónomo Cislunar), la nave espacial se convirtió en la primera nave espacial en operar en una órbita lunar NRHO a partir del 14 de noviembre de 2022 después del lanzamiento el 28 de junio de 2022. [6] [7] El objetivo de la misión es probar y verificar la estabilidad orbital calculada planificada más adelante para la estación espacial Lunar Gateway, y la nave espacial volará con los mismos parámetros orbitales planificados más adelante para Gateway. También probará un sistema de navegación que medirá la posición de la nave espacial en relación con el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA, sin depender de estaciones terrestres. [8]
También se planeó que la Linterna Lunar de NASA/JPL , un cubesat destinado a buscar agua cerca del polo sur lunar, utilizara una órbita de halo casi rectilínea, [9] pero el satélite no logró alcanzar el NRHO. [10]
Para 2018, la NASA había comenzado a considerar el uso de una órbita de halo casi rectilínea para una futura misión lunar, [11] [12] y para 2020, una L 2 NRHO Tierra-Luna se había convertido en la órbita planificada para el Portal Lunar de la NASA . La órbita de Gateway será una NRHO resonante 9:2, [13] con un período de aproximadamente 7 días y una alta excentricidad orbital , colocando la estación a 3.000 kilómetros (1.900 millas) del polo norte lunar en su máxima aproximación y lo más lejos posible. como 70.000 kilómetros (43.000 millas) sobre el polo sur lunar . [14] [15] [8]
En 2020, la NASA perfeccionó sus planes para la misión tripulada Artemis 3 a la superficie lunar, eliminando su dependencia del Lunar Gateway y manteniendo el uso planificado de un NRHO para el encuentro orbital entre la nave espacial Orion y un módulo de aterrizaje lunar . [dieciséis]
La órbita nominal actual del Gateway es una L2 NRHO meridional resonante sinódica de 9:2.