NASA to Launch Capstone, a 55-Pound CubeSat to the Moon

26. junij 2022: V nedeljo je NASA napovedala vsaj enodnevno zamudo za lansiranje CAPSTONE, da bi omogočila več časa za končne preglede sistema. Članek je bil posodobljen.

V prihodnjih letih bo NASA zaposlena z delom na Luni.

Ogromna raketa bo s kapsulo brez astronavtov letela okoli Lune in nazaj, verjetno pred koncem poletja. Parada robotskih pristajalnikov bo spustila poskuse na Luno za zbiranje znanstvenih podatkov, zlasti o vodnem ledu, zaprtem v polarnih regijah. Čez nekaj let se bodo tja vrnili astronavti, več kot pol stoletja od zadnjega pristanka Apolla na Luni.

Vsi so del Nasinega luninega programa iz 21. stoletja, imenovanega Artemida, Apolonova sestra dvojčica v grški mitologiji.

Od tega tedna se bo izstrelilo vesoljsko plovilo, imenovano Capstone, kot prvi kos Artemide, ki bo šel na Luno. V primerjavi z naslednjimi je po velikosti in obsegu skromen.

Na CAPSTONE ne bo astronavtov. Vesoljsko plovilo je zelo majhno, veliko kot mikrovalovna pečica. Ta robotska sonda niti ne bo pristala na Luni.

Toda v mnogih pogledih je drugačna od katere koli prejšnje misije na Luno. Lahko bi služil kot predloga za javno-zasebna partnerstva, ki bi si jih NASA lahko prizadevala, da bi bolje izkoristila svoj denar na prihodnjih medplanetarnih potovanjih.

“NASA je že bila na Luni, vendar nisem prepričan, da je bila kdaj tako sestavljena,” je dejal Bradley Cheetham, izvršni direktor in predsednik Advanced Space, podjetja, ki upravlja misijo za NASA.

Izstrelitev je bila načrtovana za ponedeljek, vendar je bila izstrelitev preložena za vsaj en dan, da je Rocket Lab imel nedeljo, ameriško-novozelandsko podjetje Kar zagotavlja vožnje v orbiti CAPSTONE, več časa za končne sistemske preglede.

“Ekipa ocenjuje vreme in druge dejavnike, da določi datum naslednjega poskusa izstrelitve,” so sporočili iz NASA. v blog objavah, “Naslednja priložnost za lansiranje v trenutnem obdobju je 28. junij.”

Polno ime misije je Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment. Deloval bi kot izvidnik za lunarno orbito, kjer bi bila sčasoma zgrajena vesoljska postaja s posadko kot del Artemide. Ta postojanka, imenovana Gateway, bo služila kot postaja, kjer se bodo bodoče posadke ustavile, preden bodo nadaljevale na lunino površino.

CAPSTONE je za NASA nenavaden na več načinov. Prvič, sedi na izstrelitvi na Novi Zelandiji, ne na Floridi. Drugič, NASA ni oblikovala ali izdelala CAPSTONE, niti ga ne bo upravljala. Agencija ga niti nima v lasti. Capstone pripada Advanced Spaces, podjetju s 45 zaposlenimi na obrobju Denverja.

Vesoljsko plovilo pelje počasi, a učinkovito pot do Lune. Možnosti lansiranja so vsak dan do 27. julija. Če se vesoljsko plovilo do takrat dvigne s tal, ne glede na to, kateri dan bo izstreljeno, bo doseglo lunarno orbito isti dan: 13. novembra.

READ  ULA že tretjič odloži izstrelitev vohunskega satelita; Načrtovana še 2 izstrelitve

Misija CAPSTONE nadaljuje Nasina prizadevanja za sodelovanje z zasebnimi podjetji na nove načine za hitrejše doseganje dodatnih zmogljivosti po nižjih stroških.

“To je še en način, da NASA to ugotovi in ​​zmanjša stroške,” je dejal administrator Nase Bill Nelson.

Pogodba Advanced Space z NASO za CAPSTONE, podpisana leta 2019, je stala 20 milijonov dolarjev. Tudi vožnja do vesolja za glavni kamen je kratka in cenovno ugodna: nekaj manj kot 10 milijonov dolarjev za lansiranje Rocket Laba.

“V manj kot treh letih bo to manj kot 30 milijonov dolarjev,” je povedal Christopher Baker, izvršni direktor programa za tehnologijo malih vesoljskih plovil pri Nasi. “Relativno hitro in relativno poceni.”

in tudi Beresheet, izraelska neprofitna organizacija za pristanek na Luni Leta 2019 so bili stroški 100 milijonov dolarjev.

“To vidim kot pionirja v tem, kako lahko pomagamo olajšati komercialne misije zunaj Zemlje,” je dejal Baker.

Glavna naloga CAPSTONE je, da traja šest mesecev z možnostjo dodatnega leta, je dejal gospod Cheetham.

Podatki, ki jih zbere, bodo pomagali načrtovalcem lunarne postojanke, znane kot Gateway.

Ko je predsednik Donald J. Razprave v Nasi so bile “ponovno uporabne” in “trajnostne”, ko je Trump leta 2017 napovedal, da je glavna prednostna naloga vesoljske politike njegove administracije pošiljanje astronavtov nazaj na Luno.

To je Naso navdihnilo, da je zgradila vesoljsko postajo okoli Lune, da bi simulirala, kako bi astronavti dosegli lunino površino. Takšno prizorišče bi jim olajšalo dosego različnih delov Lune.

Prva pristajalna misija Artemis, ki je trenutno načrtovana za leto 2025, vendar bo verjetno odložena, ne bo uporabljala Gatewaya. Toda kasnejše misije bodo.

NASA se je odločila, da bi bilo najboljše mesto za namestitev te postojanke v tako imenovani skoraj pravocrtni halo orbiti.

Na orbite halo vpliva gravitacija dveh teles – v tem primeru Zemlje in Lune. Vpliv obeh teles pomaga narediti orbito zelo stabilno, kar zmanjša količino pogonskega goriva, ki je potrebno, da vesoljsko plovilo kroži okoli Lune.

Gravitacijske interakcije tudi ohranjajo orbito pod kotom približno 90 stopinj glede na vidno črto z Zemlje. (To je skoraj neposreden del imena.) Tako vesoljsko plovilo v tej orbiti nikoli ne bi šlo mimo Lune, kjer bi bile komunikacije prekinjene.

Orbita, po kateri bo prehodil Gateway, je približno 2200 milj od Luninega severnega tečaja in se konča pri 44 000 milj, ko se približa južnemu tečaju. Eno potovanje okoli Lune bi trajalo približno en teden.

Z vidika osnovne matematike so eksotične trajektorije, kot so skoraj premočrtne orbite halo, dobro razumljene. Toda to je tudi orbita, na kateri še nobeno vesoljsko plovilo ni šlo.

READ  Horridus the Triceratops is one of the most complete dinosaur skeletons on Earth

Torej zaključni kamen.

“Mislimo, da imamo to zelo, zelo dobro označeno,” je dejal Dan Hartman, programski vodja Gatewaya. “Toda s to posebno koristno obremenitvijo lahko pomagamo potrditi naš model.”

V praksi brez satelitov globalnega sistema za določanje položaja okoli Lune, ki bi natančno določili lokacije, bo morda potrebno nekaj poskusov in napak, da ugotovimo, kako vesoljsko plovilo postaviti v želeno orbito.

“Največja negotovost je, da natančno veš, kje si,” je dejal Cheetham. “Nikoli ne veš, kje si v vesolju. Tako imaš vedno predstavo o tem, kje je in okoli tega je nekaj negotovosti.”

Tako kot druge misije NASA bo tudi CAPSTONE triangulirala svojo oceno položaja z uporabo Namigi iz Nasinega omrežja Deep Space Network radijske antene in se nato po potrebi vrne v želeno orbito šele po prehodu najbolj oddaljene točke od Lune.

CAPSTONE bo preizkusil tudi alternativni način iskanja vašega položaja. Malo verjetno je, da bi kdo porabil več časa za gradnjo omrežja GPS okoli Lune. Obstajajo pa tudi druga vesoljska plovila, vključno z Nasin Lunar Reconnaissance Orbiter, ki kroži okoli Lune, v prihodnjih letih pa se pričakuje še veliko več. S komunikacijo med seboj bi lahko flota vesoljskih plovil v različnih orbitah v bistvu vzpostavila ad-hoc GPS.

Advanced Space to tehnologijo razvija že več kot sedem let, zdaj pa bo preizkusil koncept s Capstoneom, ki bo pošiljal signale naprej in nazaj z Lunar Reconnaissance Orbiter. “Čez čas bomo lahko ugotovili, kje sta obe vesoljski plovili,” je dejal Cheetham.

Ko je začel razvijati CAPSTONE, se je Advanced Space tudi odločil, da vesoljsko plovilo doda atomsko uro v velikosti računalniškega čipa in primerja ta čas s časom, ki bi ga oddajal z Zemlje. Ti podatki bi lahko pomagali tudi določiti lokacijo vesoljskega plovila.

Ker je Advanced Space lastnik glavnega kamna, je imel fleksibilnost, da to spremembo izvede brez pridobitve dovoljenja Nase. In čeprav agencija še vedno tesno sodeluje pri takšnih projektih, bi ta prilagodljivost lahko koristila tako zasebnim podjetjem, kot sta Advanced Space in NASA.

“Ker smo imeli komercialno pogodbo z našimi prodajalci, ko smo morali nekaj spremeniti, ni bilo treba opraviti velikega pregleda s strani vladnih naročnikov,” je dejal gospod Cheetham. “Pomagalo je s stališča hitrosti.”

Nasprotna stran je, da ker se je Advanced Space pogajal o fiksni ceni za misijo, podjetje ni moglo iti k NASI, da bi zahtevalo dodaten denar (čeprav je prejelo dodatna plačila zaradi zamud v dobavni verigi zaradi pandemije COVID-19). . Bolj tradicionalne NASA-ine pogodbe, znane kot “stroški plus”, podjetjem povrnejo stroške, ki jih imajo, in nato dodajo pristojbino – prejeta kot dobiček – povrhu tega, kar drži stroške pod nadzorom. Zagotavlja malo spodbude, da .

READ  NASA just bought the rest of the space station crew flights from SpaceX

»Ko so se stvari odvijale, smo morali ugotoviti, kako se z njimi zelo učinkovito spopasti,« je dejal g. Cheetham.

To je podobno Nasini uspešni strategiji uporabe pogodb Elona Muska s fiksno ceno s SpaceXom za zdaj prevoz tovora in astronavtov na Mednarodno vesoljsko postajo in z nje po veliko nižji ceni kot lastni Space Shuttle agencije. Za SpaceX je Nasina naložba omogočila privabljanje strank, ki niso NASA, ki se zanimajo za izstrelitev tovora in zasebnih astronavtov v orbito.

Do vrha je bilo delo Advanced Spacea večinoma teoretično – analiziranje orbit in pisanje programske opreme za svoj ad-hoc GPS – ne pa gradnja in upravljanje vesoljskega plovila.

Podjetje se v resnici še vedno ne ukvarja z gradnjo vesoljskih plovil. “Kupili smo vesoljsko plovilo,” je dejal g. Cheetham. “Ljudem povem, da je edina strojna oprema, ki jo izdelujemo tukaj v Advanced, Lego. Imamo odlično zbirko Legosov.”

v zadnjih nekaj desetletjih, Razširili so se majhni sateliti, znani kot CubeSats, kar omogoča več podjetjem, da zgradijo vesoljska plovila na podlagi standardizirane zasnove, v kateri je vsaka kocka velika 10 centimetrov ali štiri palcev. Glavni kamen je eden največjih, s prostornino 12 kock, vendar ga je podjetje Advanced Space lahko kupilo skoraj v prodaji od podjetja Tyvac Nano-satellite Systems v Irvineu v Kaliforniji.

Še vedno zahteva veliko reševanja problemov. na primer večina kubesatov so v nizki zemeljski orbiti, nekaj sto milj nad površjem. Luna je oddaljena približno četrt milijona milj.

“Nihče še ni letel s CubeSat-om na Luno,” je dejal gospod Cheetham. “Torej je smiselno, da nihče ni izdelal radia, ki bi letel s CubeSat na Luno. Zato smo se morali res poglobiti, da bi ugotovili te podrobnosti in dejansko sodelovali z nekaj različnimi ljudmi, da bi sistem deloval.”

Vodja programa Gateway, g. Hartman je navdušen nad glavnim kamnom, vendar pravi, da ni treba nadaljevati z lunarno postojanko. NASA je že oddala naročila za gradnjo prvih dveh modulov Gatewaya. Evropska vesoljska agencija prispeva tudi dva modula.

“Ali lahko letimo brez tega?” G. Hartman je rekel za zaključni kamen. “Da. Ali je obvezno? Ne.”

Toda dodal je: “Vsakič, ko lahko zmanjšate vrstice napak v vašem modelu, je vedno dobra stvar.”

Gospod Cheetham razmišlja o tem, kaj bi se lahko zgodilo naslednje, morda več misij na Luno, bodisi za NASA ali druge komercialne partnerje. Gleda tudi naprej.

“Zelo me zanima, kako bi lahko naredili podobno stvar na Marsu,” je dejal. “Pravzaprav me tudi osebno zelo zanima Venera. Mislim, da ne dobi dovolj pozornosti.”

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x