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En mecánica orbital, una órbita de halo casi rectilínea (NRHO, por sus siglas en inglés) 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 una zona 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 utilizarse 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 rectilínea 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 como diámetro máximo el del círculo más pequeño que contiene la totalidad de la órbita). [ cita requerida ] En el caso extremo, todos los segmentos tienen curvatura cero con cuatro puntos con curvatura infinita ( es decir, un polígono). Una NRHO requiere al menos otros dos cuerpos ( por ejemplo , la Tierra y la Luna), y por lo tanto las órbitas NRHO son una solución teórica al clásico problema de los tres cuerpos en la mecánica gravitacional. De los tres cuerpos, uno se considera de masa despreciable (la nave espacial).
Hay cuatro familias de órbitas NRHO asociadas con los puntos L 1 y L 2 , dos en cada dirección norte y dos en dirección sur. [4] [5] Las órbitas perilunas bajas son casi polares y casi estables, lo que minimiza el empuje artificial necesario para mantener la posición.
En 2022, la empresa Advanced Space construyó un cubesat de 12 unidades para volar en una misión precursora de Gateway para la NASA. Bautizada como 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 parámetros orbitales idénticos planificados más adelante para Gateway. También probará un sistema de navegación que medirá la posición de la nave espacial en relación con el Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) de la NASA, sin depender de estaciones terrestres. [8]
El Lunar Lantern de la NASA/JPL , un cubesat destinado a buscar agua cerca del polo sur lunar, también estaba previsto que utilizara una órbita de halo casi rectilínea, [9] pero el satélite no logró alcanzar el NRHO. [10]
En 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 órbita NRHO L 2 Tierra-Luna se había convertido en la órbita planificada para la NASA Lunar Gateway . La órbita Gateway será una NRHO resonante 9:2, [13] con un período de aproximadamente 7 días y una alta excentricidad orbital , lo que llevará a la estación a 3000 kilómetros (1900 mi) del polo norte lunar en el acercamiento más cercano y tan lejos como 70 000 kilómetros (43 000 mi) sobre el polo sur lunar . [14] [15] [8]
En 2020, la NASA refinó sus planes para la misión tripulada Artemis 3 a la superficie lunar, eliminando su dependencia del Lunar Gateway y conservando el uso planificado de un NRHO para el encuentro orbital entre la nave espacial Orion y un módulo de aterrizaje lunar . [16]
La órbita nominal actual de Gateway es una NRHO L2 meridional resonante sinódica 9:2