Nave espacial del tamaño de microondas probará nueva órbita entre la Tierra y la Luna

El minúsculo satélite, llamado CubeSat, tiene aproximadamente el tamaño de un horno de microondas y pesa solo 55 libras (25 kilogramos), pero será el primero en probar una órbita lunar elíptica única. El CubeSat actuará como explorador de Gateway, un puesto lunar en órbita que servirá como estación de paso entre la Tierra y la Luna para los astronautas.

La órbita, que se denomina órbita de halo casi rectilínea, es muy alargada y proporciona estabilidad para misiones a largo plazo y requiere poca energía para mantenerse, que es exactamente lo que necesitará Gateway. La órbita existe en un punto equilibrado en las gravedades de la luna y la Tierra.

La misión, denominada Experimento de Navegación y Operaciones de Tecnología del Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar, y conocida como CAPSTONE, está programada para despegar de la plataforma de lanzamiento el lunes 27 de junio a las 5:50 am ET. El CubeSat se lanzará a bordo del cohete Electron de Rocket Lab desde el Complejo de Lanzamiento 1 de la compañía en Nueva Zelanda.

Una vez que CAPSTONE se lance, alcanzará el punto de órbita dentro de tres meses y luego pasará los próximos seis meses en órbita. La nave espacial puede proporcionar más datos sobre los requisitos de potencia y propulsión para Gateway.

La órbita del CubeSat acercará la nave espacial a 1.000 millas (1.609,3 kilómetros) de un polo lunar en su paso más cercano ya 43.500 millas (70.006,5 kilómetros) del otro polo cada siete días. El uso de esta órbita será más eficiente desde el punto de vista energético para las naves espaciales que vuelen hacia y desde el Gateway, ya que requiere menos propulsión que las órbitas más circulares.

La nave espacial en miniatura también se utilizará para probar las capacidades de comunicación con la Tierra desde esta órbita, que tiene la ventaja de una vista clara de la Tierra y al mismo tiempo proporciona cobertura para el polo sur lunar, donde se espera que los primeros astronautas de Artemis aterricen en 2025. .

La Órbita de Reconocimiento Lunar de la NASA, que ha estado dando vueltas alrededor de la luna durante 13 años, proporcionará un punto de referencia para CAPSTONE. Las dos naves espaciales se comunicarán directamente entre sí, lo que permitirá a los equipos en tierra medir la distancia entre cada una y localizar la ubicación exacta de CAPSTONE.

La colaboración entre las dos naves espaciales puede probar el software de navegación autónomo de CAPSTONE, llamado CAPS, o el Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar. Si este software funciona como se espera, podría ser utilizado por futuras naves espaciales sin depender del seguimiento desde la Tierra.

“La misión CAPSTONE es un precursor valioso no solo para Gateway, sino también para la nave espacial Orion y el Sistema de aterrizaje humano”, dijo Nujoud Merancy, jefe de la Oficina de Planificación de Misiones de Exploración de la NASA en el Centro Espacial Johnson en Houston. “Gateway y Orion utilizarán los datos de CAPSTONE para validar nuestro modelo, que será importante para las operaciones y la planificación de la futura misión”.

Pequeños satélites en grandes misiones

La misión CAPSTONE es una demostración rápida y de bajo costo con la intención de ayudar a sentar las bases para futuras naves espaciales pequeñas, dijo Christopher Baker, ejecutivo del programa de tecnología de naves espaciales pequeñas en la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA.

Las misiones pequeñas que se pueden armar y lanzar rápidamente a un costo más bajo significan que pueden correr riesgos que las misiones más grandes y costosas no pueden.

“Muy a menudo, en una prueba de vuelo, se aprende tanto, si no más, del fracaso que del éxito. Podemos darnos el lujo de asumir más riesgos, sabiendo que existe una probabilidad de fracaso, pero que podemos aceptar ese fracaso con el fin de pasar a capacidades avanzadas”, dijo Baker. “En este caso, el fracaso es una opción”.

Las lecciones de las misiones CubeSat más pequeñas pueden informar misiones más grandes en el futuro, y los CubeSat ya se han dirigido a destinos más desafiantes que la órbita terrestre baja.

Cuando el módulo de aterrizaje InSight de la NASA estaba en su viaje de casi siete meses a Marte en 2018, no estaba solo. Dos naves espaciales del tamaño de una maleta, llamadas MarCO, siguieron a InSight en su viaje. Fueron los primeros satélites cúbicos en volar al espacio profundo.

Durante la entrada, el descenso y el aterrizaje de InSight, los satélites MarCO recibieron y transmitieron comunicaciones desde el módulo de aterrizaje para que la NASA supiera que InSight estaba a salvo en la superficie del planeta rojo. Fueron apodados EVE y WALL-E, por los robots de la película de Pixar de 2008.

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El hecho de que los diminutos satélites llegaran a Marte, volando detrás de InSight a través del espacio, entusiasmó a los ingenieros. Los CubeSats siguieron volando más allá de Marte después del aterrizaje de InSight, pero se quedaron en silencio a finales de año. Pero MarCO fue una excelente prueba de cómo CubeSats puede acompañar misiones más grandes.

Estas diminutas pero poderosas naves espaciales volverán a desempeñar un papel de apoyo en septiembre, cuando la misión DART, o la prueba de redirección de doble asteroide, se estrelle deliberadamente contra la pequeña luna Dimorphos mientras orbita el asteroide cercano a la Tierra Didymos para cambiar el movimiento del asteroide en el espacio. .

La colisión será registrada por LICIACube, o Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids, un satélite cúbico compañero proporcionado por la Agencia Espacial Italiana. El CubeSat del tamaño de un maletín viaja en DART, que se lanzó en noviembre de 2021, y se desplegará antes del impacto para que pueda registrar lo que sucede. Tres minutos después del impacto, el CubeSat volará por Dimorphos para capturar imágenes y video. El video del impacto se transmitirá a la Tierra.
La misión Artemis I también llevará tres CubeSats del tamaño de una caja de cereal que viajarán al espacio profundo. Por separado, los pequeños satélites medirán el hidrógeno en el polo sur de la luna y mapearán los depósitos de agua lunar, realizarán un sobrevuelo lunar y estudiarán las partículas y los campos magnéticos que emanan del sol.

Misiones más asequibles

La misión CAPSTONE se basa en la asociación de la NASA con empresas comerciales como Rocket Lab, Stellar Exploration, Terran Orbital Corporation y Advanced Space. La misión lunar se construyó utilizando un contrato de investigación innovador de pequeña empresa de precio fijo, en menos de tres años y por menos de $ 30 millones.

Las misiones más grandes pueden costar miles de millones de dólares. El rover Perseverance, que actualmente explora Marte, costó más de $2 mil millones y la misión Artemis I tiene un costo estimado de $4.1 mil millones, según una auditoría de la Oficina del Inspector General de la NASA.

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Este tipo de contratos pueden ampliar las oportunidades para misiones pequeñas y más asequibles a la luna y otros destinos, al tiempo que crean un marco para el apoyo comercial de futuras operaciones lunares, dijo Baker.

La esperanza de Baker es que las misiones de naves espaciales pequeñas puedan aumentar el ritmo de la exploración espacial y el descubrimiento científico, y CAPSTONE y otros CubeSats son solo el comienzo.

Corrección: una versión anterior de esta historia incluía una fecha incorrecta para el lanzamiento.

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