NASA’nın CAPSTONE (Cislunar Otonom Konumlandırma Sistemi Teknoloji Operasyonları ve Navigasyon Deneyi) projesi kapsamında iki yılı aşkın bir süre önce başlattığı operasyon ve navigasyon deneyi şu anda aktif aşamada. Yaklaşık bir mikrodalga fırın büyüklüğünde ve yalnızca 25 kilogram ağırlığındaki küp uydu, 28 Haziran 2022’de Yeni Zelanda’dan Rocket Lab Electron roketiyle fırlatıldı ve Ay çevresinde halo olmayan bir yörüngede (NRHO) çalışıyor.
NRHO, NASA’nın Gateway uzay istasyonunun, Ay’ın uzun vadeli insan keşfi için bir ileri karakol görevi görecek olan önerilen yörüngesidir. Ayrıca astronotların Artemis programı için öncelikli bir alan olan Ay’ın güney kutbuna erişmesine de olanak tanıyacak.
Sondanın kontrolsüz bir şekilde dönmesine ve yakıtın donmasına neden olan motor sorunları gibi teknik sorunlara rağmen CAPSTONE artık stabil ve birkaç ay daha cislunar uzayda kalacak. Görev boyunca CAPSTONE’un sahibi ve işletmecisi olan Westminster, Colorado merkezli Advanced Space, deneyleri için test yetenekleri sağlamak üzere NASA’daki diğer potansiyel müşterilerle ve Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı gibi diğer devlet kurumlarınla birlikte çalışıyor.
Bu deneyler öncelikle otonom hassas navigasyon ve zamanlamanın yanı sıra iletişim aktarma hizmetleri ve uzay aracı manevrası, randevu ve yanaşma operasyonları dahil diğer cislunar operasyonlarına odaklanıyor. Görev maliyeti, Rocket Lab’den fırlatma aracı hizmetlerinin 10.000.000 $’a satın alınması da dahil olmak üzere yaklaşık 30.000.000 $’dır. Uzay aracı, Terran Orbital tarafından Advanced Space’in ticari bir alt sözleşmesi kapsamında inşa edildi.
CAPSTONE, uzay aracının mutlak konumunu ve hızını gerçek zamanlı olarak tahmin etmek için bir sistem olan Otonom Konumlandırma Sistemini (CAPS) kullanır. Küp uydu, uzay aracının uzay ve zamandaki koordinatlarını doğru bir şekilde belirlemek için JPL tarafından sağlanan yerleşik bir atom saati ile donatılmıştır.
Advanced Space, hem NASA’nın Lunar Reconnaissance Orbiter’ı ile iki yönlü iletişimi hem de JPL’nin Deep Space Network’ü ile tek yönlü iletişimi kullanarak CAPS otonom navigasyon teknolojisini başarıyla gösterdi.
CAPS navigasyon sistemi yazılımının test edilmesine ek olarak, CAPSTONE’a ek bir bilgisayarın bağlanması da dahil olmak üzere geniş yelpazedeki yazılım yeteneklerini değerlendirmek için devam eden çalışmalar devam etmektedir. Bu bilgisayar, yer kontrolörlerinin, uzay aracının kendisine müdahale etmeden yazılımı çalıştırmasına olanak tanıyor.
Test edilen yazılım, otonom istasyon bakımı için en uygun manevraları hesaplayan Gelişmiş Planlama için Sinir Ağlarını ve uzay aracı hareketlerindeki anormallikleri tespit eden, hatanın nedenini belirleyen ve anormallik verilerini sınıflandıran bir yazılım paketi olan SigmaZero’yu içeriyor. Uçuş dinamiği sistemi, derin uzay ve cislunar uzaydaki görevler için hızlı navigasyon ve manevra planlaması sağlama yeteneğini değerlendiriyor.
Bu üç algoritmanın birleştirilmiş yetenekleri, uzay aracına konumu hakkında “bilgi” sağlayacak, doğru manevra yapma ve manevraları planlama yeteneğine sahip, Autopilot adı verilen entegre bir paket oluşturacak.
NASA Ağ Geçidi ekibi, Advanced Space’ten NRHO’daki operasyonların özet raporlarını alır. Derin uzayda çalışan küçük uzay araçlarına ilişkin temel çıkarımlar arasında, tasarım incelemesinden çok önce sistem gereksinimlerinin anlaşılması, uygun düzenleyici onayların alınması için zamanın dikkate alınması ve gezegen koruması ve yörünge enkazı sorunlarının ele alınması ihtiyacı yer almaktadır.
