Agosto 9, 2022

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Un veicolo spaziale delle dimensioni di un microonde testerà una nuova orbita tra la Terra e la Luna

Il piccolo satellite, chiamato A Cubesat, delle dimensioni di un forno a microonde e del peso di soli 55 libbre (25 chilogrammi), ma sarà il primo a testare un’orbita unica attorno alla luna. Il CubeSat fungerà da esploratore per il Gateway, un avamposto lunare che fungerà da stazione di passaggio tra la Terra e la Luna per gli astronauti.

L’orbita, chiamata orbita prossimale rettilinea della corona, è molto allungata e fornisce stabilità per missioni a lungo raggio pur richiedendo poca energia per essere mantenuta, che è esattamente ciò di cui avrà bisogno il Gateway. L’orbita si trova in un punto equilibrato nell’attrazione gravitazionale della Luna e della Terra.

La missione, denominata Cislunar Autonomous GPS Technology Operations and Navigation Experience, meglio nota come CAPSTONE, dovrebbe decollare dalla rampa di lancio lunedì 27 giugno alle 6:00 ET. Il CubeSat sarà lanciato a bordo del razzo Electron di Rocket Lab dal Launch Complex 1 dell’azienda in Nuova Zelanda.

Una volta lanciato CAPSTONE, raggiungerà il suo punto di orbita entro tre mesi e poi trascorrerà i successivi sei mesi in orbita. Il veicolo spaziale potrebbe fornire più dati sui requisiti di potenza e spinta per il cancello.

L’orbita di CubeSat porterà il veicolo spaziale entro 1.000 miglia (1.609,3 km) da un polo lunare nel suo corridoio più vicino ed entro 43.500 miglia (70,006,5 km) dall’altro polo ogni sette giorni. L’utilizzo di questa orbita sarebbe più efficiente dal punto di vista energetico per i veicoli spaziali che volano dentro e fuori il cancello perché richiede meno spinta rispetto a più orbite circolari.

Il veicolo spaziale in miniatura sarà utilizzato anche per testare le capacità di comunicazione terrestre da questa orbita, che offre una visione chiara della Terra fornendo al contempo la copertura del polo sud della Luna, dove si prevede che i primi astronauti Artemis atterreranno nel 2025.

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Il Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, in orbita attorno alla Luna da 13 anni, fornirà un punto di riferimento per CAPSTONE. I due veicoli spaziali comunicheranno direttamente tra loro, consentendo ai team sulla Terra di misurare la distanza esatta tra ciascuno e la casa nella posizione di CAPSTONE.

La collaborazione tra i due veicoli spaziali potrebbe testare il software di navigazione autonoma di CAPSTONE, chiamato CAPS, o il sistema di posizionamento autonomo Cislunar. Se questo software funziona come previsto, potrebbe essere utilizzato da futuri veicoli spaziali senza fare affidamento sul tracciamento dalla Terra.

“La missione CAPSTONE è una preziosa introduzione non solo al Gateway, ma anche alla navicella spaziale Orion e al sistema di atterraggio umano”, ha affermato Nujoud Merancy, capo dell’Ufficio di pianificazione della missione di esplorazione della NASA presso il Johnson Space Center di Houston. “Gateway e Orion utilizzeranno i dati di CAPSTONE per convalidare il nostro modello, che sarà fondamentale per le operazioni e la pianificazione delle missioni future”.

Piccoli satelliti per grandi missioni

La missione CAPSTONE è una dimostrazione rapida ea basso costo con l’obiettivo di aiutare a gettare le basi per i futuri piccoli veicoli spaziali, ha affermato Christopher Baker, Small Spacecraft Technology Program Manager per la direzione della missione della tecnologia spaziale della NASA.

Piccole missioni che possono essere assemblate e lanciate rapidamente a un costo inferiore significano che possono cogliere opportunità che missioni più grandi e costose non possono.

“Spesso nei test di volo, impari dal fallimento, se non di più, di quanto impari dal successo. Possiamo correre più rischi, sapendo che c’è un potenziale di fallimento, ma possiamo accettare quel fallimento per passare a capacità avanzate”. “In questo caso, il fallimento è un’opzione.”

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Le lezioni apprese dalle missioni CubeSat più piccole potrebbero avvantaggiare missioni più grandi in futuro e CubeSat ha già iniziato a identificare destinazioni più impegnative dall’orbita terrestre bassa.

Quando il lander InSight della NASA era nel suo viaggio di quasi sette mesi su Marte nel 2018, non era sola. Due veicoli spaziali delle dimensioni di una valigia, chiamati MarCOSegui InSight nel suo viaggio. Sono stati i primi satelliti cubici a volare nello spazio profondo.

Durante l’ingresso, l’atterraggio e l’atterraggio di InSight, i satelliti MarCO hanno ricevuto e trasportato dalla sonda per far sapere alla NASA che InSight era al sicuro sulla superficie del Pianeta Rosso. Si chiamano EVE e WALL-E per i robot del film Pixar del 2008.

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Il fatto che piccoli satelliti siano arrivati ​​​​su Marte e abbiano volato dietro InSight attraverso lo spazio ha entusiasmato gli ingegneri. I satelliti Cubo hanno continuato a sorvolare Marte dopo l’atterraggio di Insight, ma entro la fine dell’anno sono rimasti in silenzio. Ma il MarCO è stato un eccellente test di come CubeSats potrebbe svolgere missioni più grandi.

Questi piccoli ma potenti veicoli spaziali giocheranno di nuovo un ruolo di supporto a settembre, quando la missione DART, o Double Asteroid Redirection Test, entrerà intenzionalmente in collisione con Demorphos mentre orbita vicino all’asteroide Didymos per alterare il movimento dell’asteroide nello spazio.

La collisione sarà registrata da LICIACube, o cubo di luce italiano per l’imaging di asteroidi, che è il satellite cubico di accompagnamento fornito dall’Agenzia Spaziale Italiana. Il CubeSat ha le dimensioni di una valigetta su DART, lanciato nel novembre 2021, e verrà pubblicato prima dell’impatto in modo da poter registrare ciò che sta accadendo. Tre minuti dopo l’impatto, il CubeSat sarà pilotato da Dimorphos per l’acquisizione di foto e video. Il video della collisione sarà trasmesso sulla Terra.
Il La missione Artemis I trasporterà anche tre CubeSat delle dimensioni di una scatola di cereali che interrompe un viaggio nello spazio profondo. Separatamente, piccoli satelliti misureranno l’idrogeno al polo sud della luna e mapperanno i depositi d’acqua sulla luna, effettueranno passaggi ravvicinati della luna e studieranno le particelle e i campi magnetici che fluiscono dal sole.

Compiti più convenienti

La missione CAPSTONE si basa sulla partnership della NASA con società commerciali come Rocket Lab, Stellar Exploration, Terran Orbital Corporation e Advanced Space. La missione lunare è stata realizzata utilizzando un contratto di ricerca innovativo per piccole imprese a prezzo fisso, in meno di tre anni e per meno di 30 milioni di dollari.

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Grandi missioni possono costare miliardi di dollari. Il rover Persevering, che sta attualmente esplorando Marte, ha un costo di oltre 2 miliardi di dollari e la missione Artemis I è di 4,1 miliardi di dollari, secondo una revisione dell’Office of Inspector General della NASA.

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Questi tipi di contratti potrebbero aumentare le possibilità di missioni piccole e convenienti sulla Luna e altre destinazioni, creando al contempo un quadro per il supporto commerciale per future operazioni lunari, ha affermato Baker.

Baker spera che le piccole missioni spaziali aumenteranno il ritmo dell’esplorazione spaziale e della scoperta scientifica – e CAPSTONE e altri CubeSat sono solo l’inizio.

Correzione: una versione precedente di questa storia includeva una data di rilascio errata.