CAPSTONE pronto alcanzará su trayectoria definitiva alrededor de la Luna

El 13 de noviembre, CAPSTONE llegará a la Luna y se convertirá en la primera nave espacial en entrar en una órbita alargada única que apoyará a las misiones Artemis de la NASA. Este satélite del tamaño de un microondas, que pesa solo 25 kilos, será el primer CubeSat en volar y operar en la Luna. El CubeSat sirve como precedente para el Gateway, una estación espacial en órbita lunar que formará parte del programa Artemis de la NASA. La misión de CAPSTONE ayudará a reducir el riesgo para futuras naves espaciales, como Orion, mediante la prueba y validación de tecnologías de navegación innovadoras y la verificación de la dinámica de un tipo de órbita que nunca antes se había utilizado.

En esta animación, la trayectoria planificada para la órbita de halo casi rectilínea (NRHO) de CAPSTONE se muestra en rojo. La maniobra de inserción en la NRHO y dos maniobras de corrección posteriores aseguran que la nave espacial se inserte con precisión en la NRHO. Sin una maniobra de inserción correctamente ejecutada, CAPSTONE volará cerca de la Luna sin entrar en órbita, como se muestra en azul.
Créditos: Advanced Space/Matt Bolliger.

En esta órbita especial, conocida formalmente como una órbita de halo casi rectilínea (NRHO), la atracción de la gravedad de la Tierra y la Luna interactúan para permitir una órbita semiestable. Allí, la física hace la mayor parte del trabajo de mantener las naves espaciales en órbita en la Luna, reduciendo la necesidad de que las naves espaciales usen combustible para mantener la NRHO en comparación con otras órbitas similares. La NASA tiene grandes planes para este tipo de órbita. Los ingenieros esperan que les permita estacionar naves espaciales más grandes, como la Gateway, en órbita en la Luna durante al menos 15 años. La eficiencia del combustible para misiones de larga duración es clave.

Durante los últimos cuatro meses, CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment), ha estado navegando por una ruta inusual, pero eficiente, en el espacio profundo hacia la Luna. Esta ruta, llamada transferencia lunar balística, sigue los contornos gravitacionales en el espacio profundo y permite que las naves espaciales lleguen a su destino consumiendo poca energía. La trayectoria fue diseñada por Advanced Space, una pequeña empresa de Colorado que posee y opera CAPSTONE para la NASA.

CAPSTONE ha realizado cinco maniobras en los últimos meses para alinear su trayectoria para la inserción en órbita, con el equipo adaptándose a desafíos inesperados para mantener a CAPSTONE en el camino adecuado. Una maniobra final que tuvo lugar el 27 de octubre preparó la llegada de la nave espacial a la Luna.

“Lo que ha superado este equipo de CAPSTONE hasta la fecha ha sido increíble, mostrando resiliencia mientras adquiere un conocimiento valioso. Estamos agradecidos a las excepcionales personas que han ido más allá, Terran Orbital, Stellar Exploration, la Red de Espacio Profundo de la NASA y Advanced Space, por su incansable esfuerzo en los trabajos de recuperación”, dijo Bradley Cheetham, investigador principal de CAPSTONE y director ejecutivo de Advanced Space. “Superar los desafíos es el propósito de una misión pionera: CAPSTONE está maximizando ese objetivo”.

Cuando CAPSTONE alcance el final de su trayectoria impulsada por la gravedad y llegue a la Luna, su aproximación estará perfectamente alineada para la inserción en la NRHO, el punto crítico de su ruta. Aunque el cronograma de las maniobras anteriores de CAPSTONE fue flexible en función del desempeño de la nave espacial y otros factores, esta inserción en órbita debe realizarse exactamente en el momento adecuado para colocar a CAPSTONE en la órbita correcta. Mientras viaja a más de 6.000 kilómetros por hora, realizará su delicada y precisa maniobra de propulsión para entrar en la órbita.

La maniobra de inserción orbital inicial está prevista para el domingo 13 de noviembre a las 19:18 horas EST. El equipo de CAPSTONE espera que le lleve al menos cinco días analizar los datos, realizar dos maniobras y confirmar la inserción en la órbita NRHO.

Además hay otros objetivos por delante para este pionero CubeSat. Una vez en órbita lunar, CAPSTONE está programado para encender sus propulsores una vez cada seis días y medio, si es necesario, para permanecer en su órbita durante al menos seis meses, lo que permite que la NASA y sus colaboradores profundicen en cómo operar en esta singular orbita. Específicamente, CAPSTONE validará los requisitos de propulsión para mantener su órbita según lo previsto por los modelos, reduciendo las incertidumbres logísticas para futuras naves espaciales.

Además, una tecnología de software clave, el Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar (CAPS), se probará en los próximos meses. El CAPS demostrará soluciones innovadoras de navegación de nave espacial a nave espacial que permitirán que futuras naves espaciales determinen su ubicación sin tener que depender exclusivamente del seguimiento desde la Tierra. CAPSTONE hará esto comunicándose directamente con el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA (que ha estado en órbita alrededor de la Luna desde 2009) para determinar su propia posición en el espacio. Esta capacidad podría permitir que futuras naves espaciales funcionen por sí mismas con menos apoyo desde tierra y permitir que las antenas terrestres prioricen los valiosos datos científicos sobre un seguimiento operativo, que es más rutinario.

La misión de CAPSTONE demostrará múltiples tecnologías que sentarán las bases para el apoyo comercial de futuras operaciones lunares. Los colaboradores de la NASA están probando herramientas de vanguardia para la planificación y las operaciones de la misión, abriendo el camino y ampliando las oportunidades a misiones espaciales y de exploración pequeñas y más asequibles a la Luna, Marte y otros destinos en todo el sistema solar.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.