Миссия CAPSTONE прокладывает путь для НАСА перед пилотируемыми полетами программы "Артемида" на Луну и строительством станции Gateway. Спутник имел небольшие проблемы, но теперь все идет к его выходу на целевую орбиту вокруг Луны.
28 июня 2022 года в сторону Луны отправился небольшой спутник НАСА CAPSTONE. CAPSTONE — первая официальная космическая миссия в рамках программы "Артемида", направленной на возвращение людей на Луну.
Корпорация Terran Orbital построила для НАСА наноспутник CubeSat 12U массой 25 кг. Его задача — протестировать навигационные и коммуникационные технологии на орбите NRHO вокруг Луны. NRHO — это особый тип высокоэксцентричной орбиты с периодом в 1 неделю и параметрами 1000 км x 70 000 км. Именно на этой орбите должна будет располагаться будущая космическая станция Gateway (Врата), с которой пилотируемые посадочные модули будут совершать посадку на поверхность Луны.
На спутнике установлена телекоммуникационная система S-диапазона для измерения расстояния до американского орбитального аппарата LRO на низкой орбите вокруг Луны. Измерения такого типа позволят осуществлять автономную спутниковую навигацию без участия земных станций. Помимо автономных навигационных испытаний инженеры проверят преимущества этой орбиты на практике. Будет проверена связь с Землей и техника выхода и пребывания на орбите.
Начало полета и потеря контакта с зондом
Ракета-носитель Electron успешно запустила аппарат CAPSTONE на околоземную орбиту, после чего разгонный блок Photon Lunar с помощью семикратного зажигания двигателя вывел зонд на баллистическую лунную траекторию. CAPSTONE вышел на орбиту с апогеем, более чем в 3 раза превышающим среднее расстояние Земли от Луны. Гравитационное поле Земли, Луны и Солнца медленно приближает космический аппарат к целевой орбите NRHO, и для ее достижения требуются незначительные корректирующие маневры со стороны самого спутника. Весь полет займет целых 4 месяца, но благодаря этому можно сэкономить много топлива.
4 июля 2022 года началась активация спутника CAPSTONE и испытания его подсистем на орбите. К сожалению, возникли проблемы со связью с аппаратом. CAPSTONE развернул солнечные панели, стабилизировал ориентацию и начал подзарядку внутренней батареи, но инженерам не удалось связаться с зондом и отправить ему команды. Единственный первоначальный контакт был со станцией DSN в Мадриде в начале миссии, а позже частично также с Голдстоуном. К счастью, благодаря этим контактам у команды были точные данные о траектории, а запас топлива позволил отсрочить выполнение первого и наиболее важного корректирующего маневра. Первоначально он был запланирован на 5 июля.
К счастью, 6 июля команде удалось восстановить связь со спутником. Ровно в 16:26 по московскому времени связь с ним была восстановлена и вскоре после этого были загружены данные телеметрии и диагностики для определения причины сбоя. Выяснилось, что на этапе орбитальных испытаний команда миссии получила информацию о местоположении, которая не соответствовала ожиданиям. Для получения доступа к диагностическим данным системы телекоммуникаций были отправлены неправильно подготовленные команды, которые испортили работу антенны. Кроме того, из-за программной ошибки бортовой компьютер не перезагружался автоматически для устранения проблемы. Только через некоторое время компьютер перезагрузился. Тем не менее зонд все время оставался правильно ориентированным, положение солнечных панелей контролировалось, а аккумулятор заряжался. Поэтому проблемы со связью существенно не повлияли на работоспособность зонда.
Прерывание связи задержало запланированный первый маневр по коррекции траектории до 7 июля. Зонд CAPSTONE впервые запустил двигатель в 16:30 по московскому времени. Привод работал примерно 11 минут, изменяя значение скорости зонда примерно на 20 м/с. Следующий маневр был запланирован на 9 июля, но позже от него отказались, чтобы у команды было больше времени для анализа данных первой коррекции. Второй корректирующий маневр был совершен 12 июля. Следующая запланирована на конец этого месяца.
Резюме
CAPSTONE должен выйти на целевую орбиту 13 ноября. Миссия должна продлиться не менее 6 месяцев. Прежде чем CAPSTONE достигнет орбиты вокруг Луны, к нашему естественному спутнику полетит еще одна более крупная миссия. Разумеется, речь идет о "Артемиде-1" — первом испытании сверхтяжелой ракеты НАСА SLS и первом полете корабля "Орион" на орбиту вокруг Луны. Эта миссия должна стать репетицией возвращения людей в окрестности Луны в рамках миссии "Артемида-2" в 2024 году.