W tym tygodniu rakieta Electron firmy Rocket Lab wyniosła na orbitę okołoziemską niewielką sondę NASA CAPSTONE. Sonda poleci do specjalnie wybranej orbity wokółksiężycowej i zbada ją pod kątem zbudowania tam w przyszłości załogowej stacji Gateway w ramach programu Artemis, którego głównym celem jest powrót ludzi na Księżyc.
Sonda amerykańskiej agencji kosmicznej NASA CAPSTONE została wyniesiona w przestrzeń kosmiczną z wykorzystaniem dwustopniowej rakiety Electron firmy Rocket Lab. Start odbył się 28 czerwca 2022 roku z prywatnego kompleksu startowego firmy Rocket Lab na półwyspie Mahia w Nowej Zelandii. Po osiągnięciu wstępnej niskiej orbity okołoziemskiej wypuszczony został dodatkowy górny (trzeci) stopień Lunar Photon wraz z przymocowaną do niego sondą CAPSTONE.
Przy pomocy członu Lunar Photon wykonywane są codziennie odpalenia stopniowo zwiększające orbitę, aż do osiągnięcia trajektorii transferowej do Księżyca. Po 5 dniach takich manewrów stopień uruchomi swój pojedynczy silnik po raz ostatni, wykonując transfer satelity w kierunku Księżyca.
Strona misji: nasa.gov/capstone.
Pierwsza misja programu Artemis
CAPSTONE (skrótowiec z: Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) to oficjalnie pierwsza misja księżycowego programu Artemis, którego głównym zadaniem jest powrót ludzi na Księżyc. Jest to niewielki satelita standardu CubeSat 12U o masie około 25 kg i rozmiarach zaledwie 34 x 61 centymetrów.
Urządzenie CAPSTONE ma pozornie prosty cel – dotrzeć do prawie prostoliniowej orbity halo (NRHO). Chodzi o specjalny rodzaj bardzo wydłużonej wokółksiężycowej orbity, która przechodzi nad biegunami Księżyca. Jej okres wynosi około 1 tygodnia i wysokość nad jednym z biegunów 1 609 kilometrów, zaś nad przeciwległym 70 tysięcy kilometrów.
Ten rodzaj orbity umożliwia stałą komunikację z Ziemią, pozwala oszczędzić paliwo wymagane do utrzymania orbity i umożliwia realizację lądowania na Księżycu w pobliżu biegunów, co jest celem programu Artemis. Do tej pory żaden statek nie wykorzystywał tego rodzaju orbity i misja CAPSTONE ma przetestować jej możliwości i zweryfikować dojrzałość technologiczną rozwiązań, które będą w przyszłości wykorzystane w załogowych lotach Artemis i budowie księżycowej stacji orbitalnej Gateway. Będzie również punktem przesiadkowym w przyszłym marsjańskim programie.
Na sondzie zamontowano zestaw telekomunikacyjny do pomiaru odległości od orbitera LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). To ma pozwolić na autonomiczną nawigację bez udziału stacji naziemnych. Oprócz nawigacji na sondzie znajdują się też urządzenia komunikacji do kontaktu z Ziemią i weryfikacji pozycji przy użyciu anten naziemnych.
Na sondzie CAPSTONE zamontowano też system obrazujący do wykonywania zdjęć Księżyca i Ziemi.
Misja jest też sprawdzeniem komercyjnego modelu planowania misji, w którym zewnętrzna firma zbudowała w krótkim czasie sondę (CAPSTONE został zbudowany dla NASA przez firmę Terran Orbital Corporation) i zlecenie jego wysłania powierzono również prywatnej firmie (Rocket Lab).
Program Artemis i Polska
W październiku 2021 roku Polska przystąpiła do Artemis Accords. To porozumienie, które daje Polsce możliwość udziału w wielostronnych programach NASA, dotyczących eksploracji Księżyca, Marsa i innych ciał niebieskich. Portal Zwrot informował o tym wydarzeniu tutaj.
Artemis Accords otwiera polskim instytucjom i przedsiębiorstwom możliwość uczestniczenia w prowadzonym przez NASA Programie Artemis, dotyczącym powrotu ludzi na Księżyc i rozszerzenia eksploracji przestrzeni kosmicznej.
Polak pracujący w firmie Rocket Lab
Marcin Stolarski w Rocket Lab zajmuje się komunikacją radiową i jako inżynier radiowy współtworzy systemy radiokomunikacyjne dla rakiety Electron. Przed odjazdem do Nowej Zelandii pracował w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk Warszawie.
W ramach działalności popularyzatorskiej prowadzi własny kanał w serwisie YouTube Marcin Stolarski – Inzynieriada i serwis internetowy inzynieriada.pl, w których opowiada o ciekawostkach związanych z inżynierią kosmosu, ale nie tylko.
Przed dwoma laty był gościem We Need More Space Podcast pt. Polak na końcu świata w rakietowym startupie na miarę SpaceX – Marcin Stolarski:
Na wstępie zobaczymy filmowe ujęcia kompleksu startowego firmy Rocket Lab na półwyspie Mahia w Nowej Zelandii. Dalej z Podcastu dowiemy się co robi w firmie Rocket Lab, co robił w Polsce, jak się żyje w Nowej Zelandii, w której nie znają Skłodowską w przeciwieństwie do Sheldona Coopera. Odpowie również na pytanie co robić by zostać dobrym inżynierem kosmicznym.
Droga na księżycową orbitę
Misja CAPSTONE dotrze do docelowej orbity księżycowej 13 listopada 2022 roku. Po osiągnięciu celu sonda będzie obiegać Księżyc z pełnym cyklem orbitalnym wynoszącym 7 dni. Na tej orbicie sonda będzie pracowała przez co najmniej sześć miesięcy.
Zebrane dane pozwolą na sprawdzenie stabilności orbity oraz przetestowanie nowych systemów nawigacyjnych pomiędzy statkami kosmicznymi oraz system komunikacji z Ziemią. Sonda sprawdzi między innymi optymalne miejsce na orbicie okołoksiężycowej, w którym miałoby dojść do odłączenia się od stacji lądownika księżycowego z przyszłymi selenonautami.
Roman Strzondała
Tagi: Księżyc, misja CAPSTONE, NASA, nauka, Rocket Lab
