يعد CAPSTONE نقطة حرجة في مسار المركبة الفضائية في الفضاء السحيق نحو القمر

اليوم ١٣ تشرين الثاني (نوفمبر) كابستون كانت أول مركبة فضائية تصل إلى القمر وتدخل أ مدار ممدود مميز دعم ذلك[{” attribute=””>NASA’s Artemis missions.

Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment (CAPSTONE) is a microwave oven-sized satellite, weighing just 55 pounds, that will be the first CubeSat to fly to and operate at the Moon. It serves as a pathfinder for Gateway, a Moon-orbiting space station that is part of NASA’s Artemis program. CAPSTONE’s mission will help reduce risk for future spacecraft, including Orion, by validating innovative navigation technologies and verifying the dynamics of a type of halo-shaped orbit that has never been flown before.

The pull of gravity from Earth and the Moon interact in this unique orbit – formally known as a near rectilinear halo orbit (NRHO) –  to allow for a semi-stable orbit. There, physics does most of the work of keeping spacecraft in orbit at the Moon. This reduces the need for spacecraft to use fuel to maintain the NRHO compared to other similar orbits. NASA already has big plans for this special type of orbit. Engineers expect it will allow them to park bigger spacecraft – including Gateway – in orbit at the Moon for at least 15 years. Fuel efficiency is key for such long-duration missions.

https://www.youtube.com/watch؟v=Cmr0a-G8TuQ
في هذه الرسوم المتحركة ، يظهر المسار المسقط لـ CAPSTONE’s Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO) باللون الأحمر. تضمن مناورة إدخال NRHO واثنين من مناورات التصحيح اللاحقة دخول المركبة الفضائية بدقة إلى NRHO. بدون مناورة الإدراج التي يتم تنفيذها بشكل صحيح ، كما هو موضح باللون الأزرق ، فإن CAPSTONE سيطير بالقرب من القمر دون الدخول في المدار. الائتمان: Advanced Space / Matt Bolliger

على مدار الأشهر الأربعة الماضية ، نجح CAPSTONE في التنقل في ملف مسار عميق غير عادي ولكنه فعال إلى القمر. هذا المسار – المسمى بالنقل الباليستي على سطح القمر – يتبع خطوط الجاذبية في الفضاء السحيق ويسمح للمركبة الفضائية باستهلاك القليل من الطاقة للوصول إلى وجهتها. Advanced Space ، وهي شركة صغيرة في كولورادو ، تمتلك وتدير CAPSTONE نيابة عن ناسا. صمم هذا المسار الفريد.

أجرى CAPSTONE خمس مناورات في الأشهر القليلة الماضية لتحديد مساره نحو الإدراج المداري ، مع تكيف الفريق تحديات غير متوقعة لتتبع التتويج. جمعت مناورة أخيرة في 27 أكتوبر وصول المركبة الفضائية إلى القمر.

“إن ما حققه فريق Capstone هذا حتى الآن مذهل ، حيث أظهر مرونة مع اكتساب معرفة قيمة. نحن ممتنون للأفراد غير العاديين الذين عملوا بلا كلل في جهود التعافي خارج NASA و Terran Orbital و Stellar Exploration و NASA’s Deep Space Network و Advanced Space ، قال المحقق الرئيسي والمدير التنفيذي في CAPSTONE: “إن التغلب على التحديات هو مهمة مهمة مستكشف – تستفيد CAPSTONE من هذه المهمة ،” قال برادلي تشيثام ، مسؤول الفضاء المتقدم.

تم الكشف عن CAPSTONE في Lunar Sunrise: CAPSTONE سوف يطير في الفضاء cislunar – الفضاء المداري بالقرب من القمر وحوله. ستعرض المهمة حلاً مبتكرًا للملاحة من مركبة فضائية إلى مركبة فضائية على القمر من مدار هالة مستقيم بالقرب من مدخل أرتميس. الائتمان: ناسا / رسم توضيحي لدانيال روتر

عندما يصل CAPSTONE إلى نهاية مساره المدفوع بالجاذبية ويصل إلى القمر ، فإن نهجه سيكون متوافقًا تمامًا مع إدخال NRHO ، وهي نقطة حرجة في مساره. على الرغم من أن الجدول الزمني لمناورات CAPSTONE السابقة مرن بناءً على أداء المركبة الفضائية وعوامل أخرى ، يجب أن يتم توقيت هذا الإدراج المداري لوضع CAPSTONE في المدار الصحيح. تسافر بسرعة 3800 ميل في الساعة ، وسوف تقوم بمناورة دفع دقيقة وموقوتة بدقة لدخول المدار مثل فنان أرجوحة طائر يقفز من منحنى إلى منحنى بحركة أكروباتية حاسمة.

من المقرر إجراء مناورة الإدراج المداري الأولي يوم الأحد ، 13 نوفمبر في تمام الساعة 7:18 مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة (4:18 مساءً بتوقيت المحيط الهادئ). يتوقع فريق CAPSTONE أن الأمر سيستغرق خمسة أيام على الأقل لتحليل البيانات ، وإجراء مناورتين للتنظيف ، وتأكيد الإدخال الناجح في مدار قريب من دائرة مستقيمة.

أبعد من ذلك ، لدى باثفايندر كيوبسات أهداف أخرى. مرة واحدة في المدار القمري ، من المقرر أن يطلق CAPSTONE محركات الدفع كل ستة أيام ونصف ، إذا لزم الأمر ، للبقاء في المدار لمدة ستة أشهر على الأقل ، مما يسمح لناسا وشركائها بفهم كيفية العمل في هذه البيئة الفريدة. حول المسار الدائري. على وجه الخصوص ، سيتحقق CAPSTONE من متطلبات الدفع للحفاظ على مداره كما تنبأت النماذج ، مما يقلل من عدم اليقين اللوجستي للمركبات الفضائية المستقبلية.

بالإضافة إلى ذلك ، سيتم اختبار تقنية برمجية رئيسية – نظام تحديد المواقع المستقل Sislunar (CAPS) – في الأشهر المقبلة. ستعرض CAPS حلولًا مبتكرة للملاحة من مركبة فضائية إلى مركبة فضائية والتي ستسمح للمركبات الفضائية المستقبلية بتحديد موقعها دون الاعتماد فقط على التتبع من الأرض. سيتواصل كابستون مباشرة مع مركبة الاستطلاع المدارية القمرية التابعة لناسا ، والتي كانت تدور حول القمر منذ عام 2009 ، لتحديد موقعها في الفضاء. ستسمح هذه القدرة للمركبات الفضائية المستقبلية بالعمل بشكل مستقل مع دعم أقل من الأرض ، وتسمح للهوائيات الأرضية بإعطاء الأولوية للبيانات العلمية القيمة على المراقبة التشغيلية الروتينية.

ستعرض مهمة CAPSTONE العديد من التقنيات التي سترسي الأساس للدعم التجاري للعمليات القمرية المستقبلية. يقوم شركاء ناسا باختبار الأدوات المتطورة لتخطيط المهام والعمليات ، مما يمهد الطريق ويوسع الفرص لمهام استكشاف الفضاء والقمر الأصغر والأقل تكلفة.[{” attribute=””>Mars, and other destinations throughout the solar system.

CAPSTONE is commercially owned and operated by Advanced Space in Westminster, Colorado. It represents an innovative collaboration between NASA and industry to provide rapid results and feedback to inform future exploration and science missions.  The spacecraft was designed and built by Terran Orbital. Operations are performed jointly by teams at Advanced Space and Terran Orbital.

NASA’s Small Spacecraft Technology program within the agency’s Space Technology Mission Directorate (STMD) funds the demonstration mission. The program is based at NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley. The development of CAPSTONE’s navigation technology is supported by NASA’s Small Business Innovation Research and Small Business Technology Transfer (SBIR/STTR) program, also within STMD. The Artemis Campaign Development Division within NASA’s Exploration Systems Development Mission Directorate funded the launch and supports mission operations.