CAPSTONE ( Experimento de navegación y operaciones tecnológicas del sistema de posicionamiento autónomo Cislunar ) es un orbitador lunar que está probando y verificando la estabilidad orbital calculada planificada para la estación espacial Lunar Gateway . La nave espacial es un CubeSat de 12 unidades que también está probando un sistema de navegación que mide su posición relativa al Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA sin depender de estaciones terrestres. Fue lanzado el 28 de junio de 2022, llegó a la órbita lunar el 14 de noviembre de 2022 y estaba previsto que permaneciera en órbita durante seis meses. El 18 de mayo de 2023, completó su misión principal en órbita en la órbita de halo casi rectilínea durante seis meses, pero permanecerá en esta órbita y continuará realizando experimentos durante una fase mejorada de la misión. [5]
Lunar Gateway es una estación espacial en desarrollo planificada por varias agencias espaciales nacionales desde al menos 2018, incluidas la NASA , la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA). Está previsto colocar el Gateway en una nueva órbita lunar que nunca se había utilizado hasta CAPSTONE, donde se espera que sirva como centro de comunicaciones, laboratorio científico, módulo habitacional a corto plazo y área de espera para rovers y otros robots. [6] Está previsto que Gateway desempeñe un papel importante en el programa Artemis de la NASA .
Las simulaciones por computadora indicaron que esta órbita en particular, una órbita de halo casi rectilínea (NRHO), ofrece estabilidad a largo plazo con bajos requisitos de propulsor para el mantenimiento de la posición orbital, [7] mediante el uso de un punto de equilibrio preciso en las gravedades de la Tierra y la Luna. que ofrece una trayectoria estable. [8]
El principal objetivo de la misión CAPSTONE es verificar las simulaciones teóricas de estabilidad orbital del Gateway con una nave espacial real. [8] [9] [10] CAPSTONE es la primera nave espacial que opera en un NRHO. [8] [10] La nave espacial también está probando un sistema de navegación llamado Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar (CAPS), [11] que mide su posición relativa al Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA sin depender de estaciones terrestres. [8]
El orbitador es un CubeSat de 12 unidades . [8] [9] [10] El contrato de 13,7 millones de dólares se adjudicó a una empresa privada llamada Advanced Space, Boulder, Colorado , el 13 de septiembre de 2019 a través de un contrato federal de Investigación de Innovación para Pequeñas Empresas (SBIR). [8] [10] Advanced Space manejó la gestión general del proyecto y algunas de las tecnologías clave de la nave espacial, incluido su sistema de navegación de posicionamiento CAPS, [11] mientras que Tyvak Nano-Satellite Systems , Irvine, California , desarrolló y construyó el autobús de la nave espacial , [8 ] y Stellar Exploration, Inc desarrollaron sus sistemas de propulsión [12] que utilizaban hidracina . [13]
La NASA anunció el 14 de febrero de 2020 que CAPSTONE se lanzaría a bordo de un propulsor Rocket Lab Electron desde el nuevo sitio de lanzamiento de la compañía en el Puerto Espacial Regional del Atlántico Medio (MARS), Wallops Island , en Virginia . [3] El lanzamiento estaba programado para octubre de 2021, pero posteriormente se retrasó y se trasladó al lanzamiento desde Mahia, LC-1 en Nueva Zelanda. [4] [14] El contrato de lanzamiento con Rocket Lab tiene un valor de 9,95 millones de dólares, según la NASA. [3]
La nueva plataforma de lanzamiento de Rocket Lab en Virginia, denominada Complejo de Lanzamiento 2, se completó en 2019 y se esperaba que estuviera lista para soportar lanzamientos en 2021. La compañía dijo que la nueva instalación apoyaría principalmente misiones Electron con cargas útiles del gobierno de EE. UU. Sin embargo, la certificación del Sistema Autónomo de Terminación de Vuelo (AFTS) tardó más de lo previsto, lo que provocó que el lugar de lanzamiento se cambiara a Mahia. [4]
CAPSTONE se lanzó el 28 de junio de 2022. Después de separarse de la segunda etapa, la etapa de lanzamiento de fotones del Rocket Lab elevó el apogeo orbital a una órbita de transferencia lunar durante seis días disparando el motor bipropulsor HyperCurie en el perigeo seis veces seguido de la inyección translunar. (TLI), tras lo cual la nave espacial CAPSTONE se desplegó en su viaje a la Luna. [15]
El 5 de julio de 2022, la NASA perdió contacto con la nave espacial poco después de la separación de Photon y declaró su intención de recuperar la comunicación bidireccional con la nave espacial y continuar la misión. [16] El 6 de julio, los operadores de la misión restablecieron el contacto con la nave espacial. [17] El 30 de septiembre, CAPSTONE tenía "potencia positiva" y se encontraba en una trayectoria estable hacia la Luna mientras los operadores de la misión trabajaban para recuperar el control de la orientación de la nave espacial. [18] La causa fundamental del problema se redujo a una válvula en un propulsor que probablemente esté parcialmente abierta, lo que produce empuje cada vez que el sistema de propulsión está presurizado. El 7 de octubre, el equipo cargó comandos de recuperación, detuvo el giro y recuperó el control total de la actitud de los 3 ejes. Continuó en camino de insertarse en su órbita objetivo. [19]
CAPSTONE utilizó una transferencia balística a la Luna en lugar de una transferencia Hohmann directa más convencional . [20] Si bien las trayectorias de este tipo tardan mucho más en llegar a su destino (alrededor de cuatro meses en este caso, en comparación con aproximadamente tres días usando una transferencia directa tradicional), reducen significativamente los requisitos de propulsión, lo que puede aumentar la masa entregada (alrededor de 10 –15% más masa). [21] Después de ser expulsada de la órbita terrestre por una serie de quemaduras de la etapa de fotones, la nave espacial alcanzó una distancia de aproximadamente 1,5 millones de kilómetros, donde las perturbaciones del Sol se volvieron importantes. [20] Luego volvió a caer hacia la Tierra, interceptó la órbita de la Luna y finalmente entró en NRHO alrededor de la Luna el 14 de noviembre de 2022.
Después de un viaje de tres meses a la Luna después del lanzamiento, el satélite lunar CAPSTONE pasó seis meses recopilando datos durante esta demostración, volando a 1.600 kilómetros (1.000 millas) del Polo Norte de la Luna en su paso cercano y a 70.000 kilómetros (43.500 millas) de el Polo Sur en su punto más lejano. [3] [22]
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .