Bir CubeSat, Lunar Gateway’in yörüngesinin sabit olduğundan emin olmak için aya uçuyor

Bu on yıl sona ermeden NASA, Apollo Dönemi’nden bu yana ilk kez aya astronot gönderecek. Artemis Programının bir parçası olarak NASA, “sürekli bir ay keşif programı”na izin verecek altyapıyı da kurmayı planlıyor. Bunun önemli bir parçası, ay yüzeyine düzenli gezileri kolaylaştıracak yörüngedeki bir uzay istasyonu olan Lunar Gateway’dir. İstasyon, Dünya’ya giden ve giden gemiler için bir yanaşma noktası olmasının yanı sıra, Mars’a uzun süreli görevlere de izin verecek.

Ağ Geçidi, yörünge mekaniğinde “yakın doğrusal hale yörüngesi” (NRHO) olarak bilinen şeye sahip olacak, yani ayı kutuptan direğe yörüngeye sokacak. Bu yörüngenin uzun vadeli istikrarını test etmek için NASA, Mayıs ayı sonuna kadar Cislunar Otonom Konumlandırma Sistemi Teknoloji Operasyonları ve Navigasyon Deneyini (CAPSTONE) aya gönderecek. Bu dokuz aylık CubeSat görevi, bu yörüngeyi test eden ve Ağ Geçidi için faydalarını gösteren ilk uzay aracı olacak.

Colorado, Westminster’de Advanced Space tarafından sahip olunan ve işletilen 12 üniteli bir CubeSat olan CAPSTONE, bir halo yörüngenin ve birkaç önemli sistemin kararlılığını test edecek bir teknoloji göstericisidir. Misyonun, bir Rocket Lab Photon uzay aracı otobüsünün CAPSTONE’ı aya yaptığı dört aylık yolculuğunda fırlatacağı 31 Mayıs’ta (en erken) başlaması planlanıyor. Uzay aracını yörüngesine sokacak bir dizi “temizleme” manevrasından sonra, CAPSTONE, yörüngesini korumak için iticilerini yalnızca ara sıra ateşleyerek ayın çevresinde en az altı ay geçirecek.

Bu eliptik yörünge, CAPSTONE’ı bir ay kutbundan diğerine giden ve ayın etrafında sabit bir oval desen izleyen bir yol üzerinde alacaktır. Tamamlanması yaklaşık bir hafta sürecek ve CubeSat’ın yüzeyden en uzak olduğu yer olan Güney Kutbu civarında (76.000 km, 47.000 mi) en yavaş hareket ettiğini görecek. Kuzey Kutbu’nun üzerine ulaştığında, uzay aracı en yüksek hızına ulaşacak ve yüzeye en yakın geçişini 3.400 km’de (2.100 mi) yapacak.

NASA’nın Ames Araştırma Merkezi’ndeki Küçük Uzay Aracı Teknolojisi program müdür yardımcısı Elwood Agasid, bir NASA basın açıklamasında şunları söyledi: “CAPSTONE hassas bir şekilde kontrol edilecek ve sürdürülecek ve yakın doğrusal hale yörüngesinin neredeyse kararlı fiziğinden muazzam bir şekilde faydalanacaktır. yanıklar, uzay aracına doğal olarak ivme kazandırdığı için ekstra bir destek verecek şekilde zamanlanacak – bu, daha dairesel bir yörüngenin gerektirdiğinden çok daha az yakıt gerektirir.

“Bu yörünge, Gateway’in ay yüzeyinde ve Dünya’ya geri dönen gelecekteki Artemis misyonları ile optimum iletişim kurmasına izin veren ek bir avantaja sahiptir. Bu, gelecekteki ay bilimi ve keşif çabaları için yeni fırsatların kilidini açabilir.”

Bu testler, NASA’nın modelleri tarafından tahmin edildiği gibi yörüngesini korumak için güç ve tahrik gereksinimlerini doğrulayacak ve lojistik belirsizlikleri azaltacaktır. Birçok yörüngesi boyunca CAPSTONE, yenilikçi bir uzay aracından uzay aracına navigasyon sisteminin güvenilirliğini gösterecek. Bu sistem, CAPSTONE CubeSat’ın, 2009’dan beri ayın yörüngesinde olan NASA’nın Lunar Reconnaissance Orbiter’ına (LRO) göre konumunu, yer istasyonlarına dayanmadan ölçecek.

Bu sistemi test etmek için CAPSTONE, CubeSat’ın yörünge yolunda nerede olduğunu belirlemek için hesaplamalar yapacak olan ikinci bir özel faydalı yük uçuş bilgisayarı ve radyosu taşıyacak. LRO ile bu çapraz bağlantıdan elde edilen veriler, iki uydunun ne kadar uzakta olduğunu ve bu mesafenin ne kadar hızlı değiştiğini ölçmek için kullanılacaktır. Bu eşler arası bilgi paylaşımı, görev kontrolörlerinin CAPSTONE’ın otonom navigasyon yazılımını değerlendirmesine ve CubeSat’ın konumunu gerçek zamanlı olarak belirlemesine olanak tanıyacak.

Cislunar Otonom Konumlandırma Sistemi (CAPS) olarak bilinen bu yazılımı doğrulayarak, gelecekteki NASA misyonları (ayrıca ajans ve ticari ortaklar), Dünya tabanlı izleme sistemlerine güvenmeden uzay araçlarının yerini belirleyebilecek. Bu, yer tabanlı antenler için bant genişliğini serbest bırakma ek avantajı ile birlikte gelir ve görev kontrolörlerinin nispeten rutin izleme süreci üzerinden görev bilimi veri iletimlerini gerçekleştirmesine olanak tanır.

NASA mühendisleri ayrıca NRHO’nun, yaklaşık 15 yıl boyunca ayın yörüngesinde çok daha büyük uzay araçlarını yerleştirmelerine izin vermesini bekliyor. Buna Gateway’in kendisi ve yakıt ikmali yapmak veya yolculuklarının bir sonraki ayağını yürütmek için onunla kenetlenecek uzay aracı da dahildir – yani Orion uzay aracı ve Derin Uzay Taşımacılığı (DST). Bu, NASA’nın 2030’ların başlarında Kızıl Gezegene mürettebatlı misyonlar göndermeyi içerecek olan “aydan Mars’a” misyon mimarisi için çok önemlidir.