Um CubeSat do tamanho de um forno de microondas, pesando apenas 24.9 kg, irá servir como a primeira espaçonave a testar uma órbita elíptica e única ao redor da Lua como parte do chamado Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment, ou CAPSTONE. Essa missão é um teste para a Gateway, um entreposto que ficará na órbita da Lua como parte do Programa Artemis da NASA. A missão CAPSTONE irá ajudar a reduzir o risco para a futura estação lunar validando tecnologias inovadoras de navegação e verificando a dinâmica da órbita do tipo halo.
A órbita, formalmente conhecida como Near Rectilinear Halo Orbit, ou NRHO, é uma órbita com uma grande elongação. A sua localização em um ponto de equilíbrio preciso de gravidade entre a Terra e a Lua, oferece uma estabilidade de longa duração, que é necessária para uma missão como a Gateway, além de precisar do mínimo de energia para ser mantida. A órbita da missão CAPSTONE também estabelece uma localização que é um ponto ideal para missões para a Lua e para objetos mais distantes do nosso Sistema Solar. A órbita fará com que a CAPSTONE chegue a 1609 km de um dos polos lunares na sua passagem mais próxima da Lua e a 70000 km de distância do outro polo no ponto mais distante, isso a cada 7 dias, precisando de menos capacidade de propulsão para a sonda voar tanto para a Lua como a partir da Lua do que seria necessário numa órbita circular.
Após uma jornada que irá levar 4 meses até o seu destino, a CAPSTONE irá orbitar essa área ao redor da Lua por no mínimo 6 meses para entender e caracterizar a órbita. Especificamente ela irá validar a potência e a propulsão necessária para manter essa órbita como previsto pelos modelos da NASA, reduzindo assim as incertezas logísticas. Ela também irá demonstrar a confiabilidade de soluções de navegação inovadoras de sonda para sonda, bem como as capacidades de comunicação com a Terra. A órbita NRHO fornece uma vantagem de se ter uma visão desobstruída da Terra, além de se cobrir o Polo Sul Lunar.
Para testar essas novas capacidades de navegação, a CAPSTONE tem um segundo computador de voo dedicado e um rádio que irá realizar cálculos para determinar onde o CubeSat está em sua trajetória orbital. Circulando a Lua desde 2009, a Lunar Reconnaissance Orbiter, ou LRO irá servir como ponto de referência para a CAPSTONE. A intenção é que a CAPSTONE se comunique diretamente com a LRO e utilize os dados obtidos desse link para medir o quanto ela está distante da LRO e o quão rápido a distância entre as duas sondas muda, o que irá então determinar a posição da CAPSTONE no espaço.
Esse tipo de informação cruzada será usada para avaliar o software de navegação autônoma da CAPSTONE. Se tudo der certo, esse software, chamado de Cislunar Autonomous Positioning System, ou CAPS, irá permitir que futuras naves espaciais possam determinar suas localizações sem ter que exclusivamente serem rastreadas da Terra. Essa capacidade poderia permitir a demonstração de futuras tecnologias para realizar atividades por si só, sem o apoio de operações no solo, e permitir assim que as antenas em solo possam priorizar os dados científicos valiosos, ao invés de gastar banda e tempo em operações rotineiras de rastreamento de sondas.
A missão CAPSTONE está programada para ser lançada amanhã, dia 28 de junho de 2022, a bordo de um foguete Electron da empresa Rocket Lab direto do Launch Complex 1 da empresa que fica na Nova Zelândia. A missão CAPSTONE irá demonstrar capacidades comerciais fundamentais. A NASA e seus parceiros irão testar ferramentas para o planejamento e para a operação da missão que podem servir como base para expandir as oportunidades para missões pequenas de exploração do espaço, da Lua, Marte e outros destinos no Sistema Solar.
A missão CAPSTONE tem alguns objetivos, entre eles:
Verificar as características da órbita halo cislunar quase retilínea para a futura estação Gateway.
Demonstrar a capacidade de se entrar e manter essa órbita única que fornece uma trajetória altamente eficiente para se poder acessar a superfície da Lua e retornar para a estação Gateway no futuro.
Demonstrar o serviço de navegação usando duas sondas espaciais que irá permitir que futuras missões espaciais possam determinar a sua posição com relação à Lua sem usar um rastreamento exclusivo da Terra.
Estabelecer as bases para um apoio comercial para futuras operações na Lua.
Ganhar experiência com o lançamento de pequenos CubeSats dedicados além da órbita baixa da Terra, para a Lua e para outros destinos do nosso Sistema Solar.
Fonte:
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/small_spacecraft/capstone
