Die Umlaufbahn wird als fast gerade Halo-Umlaufbahn bezeichnet und ist sehr langgestreckt, was Stabilität für Langstreckenmissionen bietet und gleichzeitig wenig Energie benötigt, um sie aufrechtzuerhalten, genau das, was das Gateway benötigt. Die Umlaufbahn befindet sich an einem ausgeglichenen Punkt in der Anziehungskraft von Mond und Erde.
Die Mission mit dem Namen Cislunar Autonomous GPS Technology Operations and Navigation Experience, besser bekannt als CAPSTONE, soll die Startrampe am Montag, den 27. Juni um 6:00 Uhr ET verlassen. Der CubeSat wird an Bord der Rocket Lab Electron-Rakete vom Launch Complex 1 des Unternehmens in Neuseeland gestartet.
Nach dem Start von CAPSTONE wird es in drei Monaten seinen Orbit erreichen und dann die nächsten sechs Monate im Orbit verbringen. Das Raumfahrzeug könnte mehr Daten über die Leistungs- und Schubanforderungen der Tür liefern.
Die Umlaufbahn von CubeSat wird das Raumschiff alle sieben Tage 1.609,3 km (1.000 Meilen) von einem Mondpol zum nächsten Korridor und 70.006,5 km (43.500 Meilen) vom anderen Pol bringen. Die Verwendung dieser Umlaufbahn wäre für Raumfahrzeuge, die durch die Vordertür ein- und ausfliegen, energieeffizienter, da sie weniger Schub erfordert als kreisförmigere Umlaufbahnen.
Das Miniatur-Raumschiff wird auch verwendet, um die Kommunikationsfähigkeiten der Erde von dieser Umlaufbahn aus zu testen, die eine klare Sicht auf die Erde bietet, da sie den Südpol des Mondes bedeckt, wo die ersten Astronauten voraussichtlich im Jahr 2025 landen werden.
Der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA, der den Mond seit 13 Jahren umkreist, wird einen Maßstab für CAPSTONE liefern. Die beiden Raumfahrzeuge werden direkt miteinander kommunizieren, was es den Erdbesatzungen ermöglicht, die genaue Entfernung zwischen ihnen und ihren Häusern am CAPSTONE-Standort zu messen.
Die Zusammenarbeit zwischen den beiden Raumfahrzeugen könnte die autonome Navigationssoftware von CAPSTONE namens CAPS oder das autonome Positionierungssystem von Cislunar testen. Wenn diese Software wie erwartet funktioniert, könnten zukünftige Raumfahrzeuge sie verwenden, ohne sich auf die Verfolgung von der Erde verlassen zu müssen.
„Die CAPSTONE-Mission ist nicht nur eine wertvolle Einführung in Gateway, sondern auch in das Orion-Raumschiff und das bemannte Landesystem“, sagte Nujoud Merancy, Direktor des NASA-Büros für Exploration Mission Planning am Johnson Space Center in Houston. „Gateway und Orion werden CAPSTONE-Daten verwenden, um unser Modell zu validieren, was für den zukünftigen Missionsbetrieb und die Planung von entscheidender Bedeutung sein wird.“
Kleine Satelliten für große Missionen
Die CAPSTONE-Mission ist eine schnelle, kostengünstige Demonstration, die darauf abzielt, den Grundstein für zukünftige kleine Raumfahrzeuge zu legen, sagte Christopher Baker, Direktor des Technologieprogramms für kleine Raumfahrzeuge beim Space Technology Mission Directorate der NASA.
Kleinere Aufgaben, die schnell zusammengestellt und zu geringeren Kosten gestartet werden können, bedeuten, dass sie Möglichkeiten nutzen können, die größere, teurere Aufgaben nicht können.
“Oft lernen wir bei Flugtests mehr, wenn nicht sogar mehr, aus Fehlern als aus Erfolgen. Wir können mehr Risiken eingehen, weil wir wissen, dass Fehler möglich sind, aber wir können diesen Fehler akzeptieren, um zu fortgeschritteneren Fähigkeiten überzugehen.” “In diesem Fall ist Scheitern eine Option.”
Die aus kleineren CubeSat-Missionen gewonnenen Erkenntnisse könnten in Zukunft größeren Missionen zugute kommen, und CubeSats hat bereits damit begonnen, anspruchsvollere Ziele aus der erdnahen Umlaufbahn zu identifizieren.
Als die InSight-Landung der NASA 2018 auf ihrer fast siebenmonatigen Reise zum Mars war, war sie nicht allein. Zwei koffergroße Raumschiffe namens MarCO begleiteten InSight auf ihrer Reise. Sie waren die ersten kubischen Satelliten, die ins All flogen.
Während des Eintritts, des Abstiegs und der Landung von InSight empfing und beförderte das Raumschiff MarCO-Satelliten, um die NASA zu benachrichtigen, dass InSight sicher auf der Oberfläche des roten Planeten war. Sie wurden zu Ehren der Roboter aus dem Pixar-Film von 2008 EVE und WALL-E genannt.
Die Tatsache, dass die kleinen Satelliten den Mars erreichten und hinter den InSight-Ingenieuren durch den Weltraum flogen, war aufregend. Cube-Satelliten flogen nach der Landung von Insight weiter über den Mars hinaus, schwiegen aber Ende des Jahres. Aber der MarCO war ein ausgezeichneter Test dafür, wie CubeSats größere Missionen durchführen könnte.
Diese kleinen, aber leistungsstarken Raumschiffe werden im September erneut eine unterstützende Rolle spielen, wenn die DART-Mission oder der doppelte Asteroiden-Umleitungstest absichtlich mit Demorphos kollidiert, während sie den Asteroiden in der Nähe der Erde Didymos umkreist, um die Bewegung der Erde im Weltraum zu verändern.
Die Kollision wird von LICIACube oder Italian Light Cube for Asteroid Imagery aufgezeichnet, dem begleitenden kubischen Satelliten, der von der italienischen Weltraumbehörde bereitgestellt wird. Der Aktenkoffer in CubeSat-Größe bei DART, der im November 2021 eingeführt wurde, wird vor dem Aufprall gestartet, damit Sie aufzeichnen können, was vor sich geht. Drei Minuten nach dem Aufprall wird Dimorphos den CubeSat in die Luft jagen, um Fotos und Videos aufzunehmen. Das Video der Kollision kehrt zur Erde zurück. Die Artemis-I-Mission wird auch drei CubeSats in der Größe einer Müslischachtel transportieren, die eine Weltraumreise unterbrechen. Unabhängig davon werden die kleinen Satelliten Wasserstoff am Südpol des Mondes messen und Wasserablagerungen auf dem Mond kartieren, über den Mond fliegen und von der Sonne ausströmende Partikel und Magnetfelder untersuchen.
Weniger teure Aufgaben
Die CAPSTONE-Mission basiert auf der Partnerschaft der NASA mit kommerziellen Unternehmen wie Rocket Lab, Stellar Exploration, Terran Orbital Corporation und Advanced Space. Die Mondmission wurde durch einen innovativen Kleinunternehmens-Forschungsvertrag zu einem Festpreis in weniger als drei Jahren und für weniger als 30 Millionen US-Dollar gebaut.
Große Missionen können Milliarden von Dollar kosten. Der Persevering-Rover, der derzeit den Mars erkundet, hat laut einer Überprüfung des NASA-Büros des Generalinspektors Kosten von mehr als 2 Milliarden US-Dollar und die Artemis-I-Mission 4,1 Milliarden US-Dollar.
Solche Verträge könnten die Chancen auf kleine, erschwingliche Missionen zum Mond und zu anderen Zielen erhöhen und gleichzeitig einen kommerziellen Unterstützungsrahmen für zukünftige Mondoperationen bieten, sagte Baker.
Baker erwartet, dass kleine Raumschiffmissionen das Tempo der Weltraumforschung und wissenschaftlichen Entdeckungen erhöhen werden, und CAPSTONE und andere CubeSats sind nur der Anfang.
Korrektur: Eine frühere Version dieser Geschichte enthielt ein falsches Veröffentlichungsdatum.