CAPSTONE发射,测试NASA阿尔忒弥斯登月任务的新轨道

2022年6月28日,周二,在新西兰马希亚半岛的火箭实验室1号发射场,地月自主定位系统技术操作和导航实验(或称CAPSTONE)搭载火箭实验室的电子火箭发射升空。
影像来源:Rocket Lab

NASA的立方体卫星(CubeSat)设计用于测试一个独特的月球轨道,目前它在太空中安全运行,并进入了月球之旅的第一段路程。该航天器正朝着未来计划用于门户(Gateway)的轨道前进,门户是该机构及其商业和国际合作伙伴建造的一个月球空间站,将支持NASA的阿尔忒弥斯项目,包括宇航员任务。

“CAPSTONE是一个例子,说明了与商业伙伴合作对NASA探索月球及其他星球的雄心计划是多么关键。”空间技术任务理事会副局长吉姆·勒特说。“我们对此次任务的成功开始感到兴奋,并期待着CAPSTONE到达月球后能做些什么。”

CAPSTONE目前处于近地轨道,该航天器将需要大约四个月的时间才能到达其目标月球轨道。NASA邀请公众使用NASA“太阳系之眼”交互式实时3D数据可视化实时跟踪航天器的旅程。从发射后大约一周开始,虚拟地与立方体卫星一起飞行,模拟我们的太阳系视图。NASA将在NASA的艾姆斯研究中心主页以及Twitter和Facebook上发布关于何时在可视化中看到顶点的更新。

CAPSTONE与火箭实验室的月球光子(Lunar Photon)相连,这是一个星际第三级装置,将把CAPSTONE送往深空。发射后不久,月球光子与第二级电子(Electron)分离。在接下来的6天里,光子引擎将定期点火,使其加速到近地轨道之外,光子将在一个弹道月球转移轨道上释放立方体卫星到月球。然后,CAPSTONE将利用自己的推进力和太阳的引力导航到月球。引力驱动轨道将大大减少立方体卫星到达月球所需的燃料量。3

“将航天器交付发射是整个任务团队的一项成就,包括NASA和我们的行业合作伙伴。我们的团队现在正在准备在6天内分离和初始采集航天器。”CAPSTONE首席研究员兼代表NASA拥有和运营CAPSTONE的先进太空公司(Advanced Space)首席执行官布拉德利·奇塔姆表示。“到目前为止,我们已经学到了很多东西,我们对人类重返月球的重要性充满热情,这一次我们要留下来!”

在月球上,CAPSTONE将进入一个被称为近直线晕轨道(NRHO)的细长轨道。一旦到达NRHO,CAPSTONE将在月球北极附近1000英里范围内飞行,最远距离南极43500英里。它将每六天半重复一次周期,并将此轨道保持至少六个月,以研究动力学。

“CAPSTONE在许多方面都是一个探路者,它将在其任务时间段内展示多项技术能力,同时在一个从未飞行过的绕月轨道上航行。”位于加州硅谷NASA艾姆斯研究中心CAPSTONE项目经理埃尔伍德·阿西德说。“CAPSTONE正在为阿尔忒弥斯、门户以及未来月球运行的商业支持奠定基础。”

在任务期间,CAPSTONE将提供有关在NRHO中操作的数据,并展示关键技术。该任务的地月自主定位系统由先进太空公司在NASA小企业创新研究项目的支持下开发,是一个航天器对航天器的导航和通信系统,将与NASA的月球侦察轨道器一起确定两个绕月航天器之间的距离。这项技术可以让未来的航天器在不完全依赖地球跟踪的情况下确定其在太空中的位置。CAPSTONE还在其无线电中内置了一种新的精确单向测距能力,可以减少太空操作所需的地面网络时间。

除了主办CAPSTONE的发射活动外,新西兰商务、创新和就业部以及坎特伯雷大学领导的一个团队正在与NASA合作进行一项跟踪绕月航天器的研究。新西兰帮助制定了《阿尔忒弥斯协议》——该协议确立了一套实用的原则,以指导参与NASA 21世纪月球探测计划的国家之间的空间探索合作。2021年5月,新西兰成为第11个签署《阿尔忒弥斯协议》的国家。

这颗微波炉大小的立方体卫星由人族轨道公司泰瓦克纳米卫星系统设计和制造。CAPSTONE包括恒星探索公司、太空动力学实验室、Tethers Unlimited公司和猎户座太空系统公司的贡献。NASA太空技术任务理事会(STMD)内的小型航天器技术项目资助了该示范任务。该项目位于加利福尼亚州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心。CAPSTONE导航技术的开发得到了NASA小型企业创新研究和小型企业技术转让(SBIR/STTR)项目的支持,该项目也在STMD范围内。NASA勘探系统开发任务局下属的阿尔忒弥斯运动发展部门为发射提供资金并支持任务操作。佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的发射服务项目负责管理发射服务。NASA的喷气推进实验室通过NASA的深空网络、Iris无线电设计和开创性的单向导航算法支持通信、跟踪和遥测下行链路。

如欲了解有关任务的更多信息,请访问:

nasa.gov/capstone

参考来源:

https://www.nasa.gov/press-release/capstone-launches-to-test-new-orbit-for-nasa-s-artemis-moon-missions

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