2022. gada 26. jūnijs: Svētdien NASA paziņoja par vismaz vienas dienas aizkavēšanos CAPSTONE palaišanai, lai dotu vairāk laika galīgajām sistēmu pārbaudēm. Raksts ir atjaunināts.
Nākamajos gados NASA būs aizņemta uz Mēness.
Milzīga raķete, iespējams, pirms vasaras beigām paceļ kapsulu bez astronautiem ap Mēnesi un atpakaļ. Robotu nolaižamo lidmašīnu parāde veiks eksperimentus uz Mēness, lai savāktu milzīgu zinātnisku datu daudzumu, jo īpaši par polārajos reģionos iesprostoto ūdens ledu. Pēc dažiem gadiem astronauti tur atgriezīsies, vairāk nekā pusgadsimtu pēc pēdējās Apollo nolaišanās uz Mēness.
Tie visi ir daļa no NASA 21. gadsimta Mēness programmas, kas nosaukta Artemīda vārdā, kurš grieķu mitoloģijā bija Apollona dvīņumāsa.
Jau šonedēļ kosmosa kuģis ar nosaukumu CAPSTONE tiks palaists kā pirmais Artemīdas gabals, kas virzās uz Mēnesi. Salīdzinājumā ar to, kas jāievēro, tas ir pieticīgs pēc izmēra un apjoma.
Uz CAPSTONE klāja astronautu nebūs. Kosmosa kuģis ir ļoti mazs, aptuveni mikroviļņu krāsns izmērā. Šī robotizētā zonde nenolaidīsies uz Mēness.
Bet tas daudzējādā ziņā atšķiras no jebkuras iepriekšējās Mēness misijas. Tas varētu kalpot par paraugu publiskā un privātā sektora partnerībām, ko NASA var uzņemties nākotnē, lai labāk ietekmētu savus starpplanētu lidojumus.
“NASA jau iepriekš ir bijusi uz Mēness, bet es neesmu pārliecināts, ka tas ir tā salikts,” sacīja Bredlijs Čītems, NASA misiju vadošā uzņēmuma Advanced Space izpilddirektors un prezidents.
Palaišana bija paredzēta pirmdien, bet svētdien palaišana tika atlikta vismaz par vienu dienu, lai nodrošinātu Rocket Lab, Amerikāņu un Jaunzēlandes uzņēmums Tas ietaupa CAPSTONE lidojumu orbītā un vairāk laika gala sistēmas pārbaudēm.
“Komandas izvērtē laikapstākļus un citus faktorus, lai noteiktu, kad būs nākamais palaišanas mēģinājums,” sacīja NASA. Emuāra ierakstā. “Nākamā palaišanas iespēja pašreizējā periodā ir 28. jūnijā.”
Pilns misijas nosaukums ir Cislunar Autonomous GPS Technology Operations and Navigation Experience. Tas kalpos kā Mēness orbītas pētnieks, kur galu galā tiks uzbūvēta pilotēta kosmosa stacija kā daļa no Artemīdas. Šis priekšpostenis, ko sauc par vārtiem, kalpos kā ceļa stacija, kur nākamās apkalpes apstāsies, pirms dosies uz Mēness virsmu.
CAPSTONE NASA ir neparasts daudzos veidos. Piemēram, tas atrodas uz starta platformas nevis Floridā, bet gan Jaunzēlandē. Otrkārt, NASA neprojektēja un neuzbūvēja CAPSTONE, kā arī to neizmantos. Aģentūrai tas pat nepieder. CAPSTONE pieder Advanced Space, uzņēmumam ar 45 darbiniekiem Denveras priekšpilsētā.
Kosmosa kuģis veic lēnu, bet efektīvu ceļu uz Mēnesi. Ikdienas palaišanas iespējas ir pieejamas līdz 27. jūlijam. Ja kosmosa kuģis līdz tam ir pacēlies no Zemes, neatkarīgi no tā, kurā dienā tas pacelsies, tas orbītu ap Mēnesi sasniegs tajā pašā dienā: 13. novembrī.
CAPSTONE misija turpina NASA centienus jaunos veidos sadarboties ar privātiem uzņēmumiem, cerot ātrāk iegūt papildu iespējas par zemākām izmaksām.
“Tas ir vēl viens NASA veids, kā noskaidrot, kas tai nepieciešams, lai uzzinātu un samazinātu izmaksas,” sacīja NASA administrators Bils Nelsons.
2019. gadā noslēgtā Advance Space līguma ar NASA par CAPSTONE izmaksas ir 20 miljoni USD. Arī CAPSTONE ceļojums kosmosā ir mazs un lēts: nedaudz mazāk par 10 miljoniem dolāru, lai palaistu raķešu laboratoriju.
“Tas būs mazāks par 30 miljoniem dolāru mazāk nekā trīs gadu laikā,” sacīja NASA Mazo kosmosa kuģu tehnoloģiju programmas izpilddirektors Kristofers Beikers. “Salīdzinoši ātri un salīdzinoši zemas izmaksas.”
līdz Beresheet, Izraēlas bezpeļņas organizācijas minimālas pūles, lai nosēstos uz Mēness 2019. gadā, izmaksājot 100 miljonus ASV dolāru.
“Es to redzu kā virzītājspēku tam, kā mēs varam palīdzēt atvieglot komerciālas misijas ārpus Zemes,” sacīja Beikera kungs.
Mr Cheatham teica, ka CAPSTONE galvenā misija ir izturēt sešus mēnešus, ar iespēju vēl vienu gadu.
Apkopotie dati palīdzēs Mēness priekšposteņa, kas pazīstams kā vārti, plānotājiem.
Kad prezidents Donalds Dž.
Tas pamudināja NASA izveidot kosmosa staciju ap Mēnesi par būtisku daļu no tā, kā astronauti nokļūst uz Mēness virsmas. Šāda pakāpeniska atrašanās vieta ļautu viņiem vieglāk sasniegt dažādas Mēness daļas.
Gateway neizmantos pirmo Artemis nosēšanās misiju, kas pašlaik ir plānota 2025. gadā, taču, visticamāk, tiks aizkavēta. Bet turpmākās misijas būs.
NASA ir noteikusi, ka labākā vieta, kur novietot šo priekšposteni, būtu tā dēvētajā daļēji taisnajā Halo orbītā.
Koronas orbītas ir tās, kuras ietekmē divu objektu – šajā gadījumā Zemes un Mēness – gravitācija. Abu ķermeņu trieciens palīdz padarīt orbītu ļoti stabilu, samazinot degvielas daudzumu, kas nepieciešams, lai kosmosa kuģis riņķotu ap Mēnesi.
Gravitācijas mijiedarbība arī uztur orbītu aptuveni 90 grādu leņķī, skatoties uz redzes līniju no Zemes. (Šī ir nosaukuma daļēji taisnā daļa.) Tādējādi kosmosa kuģis šajā orbītā nekad neaiziet aiz Mēness, kur tiks pārtraukti sakari.
Orbīta, pa kuru virzīsies vārti, atrodas aptuveni 2200 jūdžu attālumā no Mēness ziemeļpola un riņķo 44 000 jūdžu attālumā, šķērsojot dienvidu polu. Viens brauciens ap Mēnesi aizņemtu apmēram nedēļu.
Pamatmatemātikas ziņā ir labi saprotami eksotiski ceļi, piemēram, oreola orbīta tuvu taisnei. Bet šī ir arī orbīta, pa kuru neviens kosmosa kuģis vēl nav izgājis.
Tādējādi CAPSTONE.
“Mēs domājam, ka mums ir ļoti labas priekšrocības,” sacīja Dens Hartmans, Gateway programmas direktors. “Taču, izmantojot CAPSTONE kravnesības komplektu, mēs varam palīdzēt apstiprināt mūsu modeļus.”
Praksē bez GPS satelītiem ap Mēnesi precīzai pozicionēšanai var būt nepieciešami izmēģinājumi un kļūdas, lai noskaidrotu, kā vislabāk noturēt kosmosa kuģi vēlamajā orbītā.
“Lielākā nenoteiktība ir zināt, kur jūs patiesībā atrodaties,” sacīja Četema kungs. “Jūs nekad īsti nezināt, kur atrodaties kosmosā. Tāpēc jūs vienmēr novērtējat, kur tas atrodas, un ap to ir zināma nenoteiktība.”
Tāpat kā citas NASA misijas, CAPSTONE veiks trīsstūrveida pozīcijas novērtējumu, izmantojot Signāli no NASA dziļā kosmosa tīkla no radio šķīvju antenām un pēc tam, ja nepieciešams, virzās atpakaļ uz vēlamo orbītu, šķērsojot vistālāko punktu no Mēness.
CAPSTONE arī pārbaudīs alternatīvu veidu, kā noteikt tā atrašanās vietu. Maz ticams, ka kāds tērēs laiku un izdevumus, lai izveidotu GPS tīklu ap Mēnesi. Bet ir arī citi kosmosa kuģi, tostarp NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, riņķo ap Mēnesi un, visticamāk, ieradīsies tuvāko gadu laikā. Sazinoties savā starpā, kosmosa kuģu flote, kas atrodas dažādās orbītās, būtībā var izveidot pielāgotu globālās pozicionēšanas sistēmas (GPS) sistēmu.
Advanced Space ir izstrādājusi šo tehnoloģiju vairāk nekā septiņus gadus, un tagad tā pārbaudīs koncepciju ar CAPSTONE, lai nosūtītu signālus uz priekšu un atpakaļ, izmantojot Lunar Reconnaissance Orbiter. “Laika gaitā mēs varēsim atrast abus kosmosa kuģus,” sacīja Četema kungs.
Kad es sāku izstrādāt CAPSTONE, Advanced Space arī nolēma kosmosa kuģim pievienot datora mikroshēmas mēroga atompulksteni un salīdzināt šo laiku ar to, kas tiek pārraidīts no Zemes. Šie dati var arī palīdzēt noteikt kosmosa kuģa atrašanās vietu.
Tā kā Advanced Space pieder CAPSTONE, tai bija iespēja veikt šīs izmaiņas bez NASA atļaujas. Un, lai gan aģentūra joprojām cieši sadarbojas šādos projektos, šī elastība varētu būt noderīga gan privātiem uzņēmumiem, piemēram, Advanced Space un NASA.
“Tā kā mums bija komerciāls līgums ar mūsu pārdevējiem, tad, kad mums bija kaut kas jāmaina, mums nebija jāiziet liela valsts līgumslēdzēju amatpersonu revīzija,” sacīja Četema kungs. “Tas palīdzēja no ātruma viedokļa.”
Otrā puse ir tāda, ka, tā kā Advanced Space bija vienojies par vienotu maksu par misiju, uzņēmums nevarēja vērsties NASA, lai pieprasītu papildu līdzekļus (lai gan tas saņēma papildu maksājumus piegādes ķēdes aizkavēšanās dēļ Covid-19 pandēmijas dēļ). Tradicionālie NASA līgumi, kas pazīstami kā “izmaksu piemaksas”, atmaksā uzņēmumiem to iztērēto un papildus tam pievieno maksas, kas tiek saņemtas kā peļņa, radot nelielu stimulu kontrolēt izmaksas.
“Kā viss izrādījās, mums bija jāizdomā, kā ar to rīkoties ļoti efektīvi,” sacīja Četema kungs.
Tas ir līdzīgs NASA veiksmīgajai stratēģijai, izmantojot fiksētas cenas līgumus ar Elona Muska uzņēmumu SpaceX, kas tagad pārvadā kravas un astronautus uz un no Starptautiskās kosmosa stacijas par daudz zemākām izmaksām nekā aģentūras iepriekšējie kosmosa kuģi. NASA ieguldījumi SpaceX ir ļāvuši piesaistīt klientus, kas nav NASA, un ir ieinteresēti lietderīgās kravas un privātu astronautu palaišanā orbītā.
Līdz CAPSTONE Advanced Space darbs galvenokārt bija teorētisks — orbītu analīze un pielāgotu GPS programmu rakstīšana, nevis kosmosa kuģu būvēšana un ekspluatācija.
Uzņēmums joprojām faktiski nenodarbojas ar kosmosa kuģu būvniecību. “Mēs nopirkām kosmosa kuģi,” sacīja Četema kungs. “Es saku cilvēkiem, ka vienīgās mašīnas, ko mēs šeit Advanced būvējam, ir Lego. Mums ir milzīga Lego kolekcija.”
Pēdējo divu desmitgažu laikā Mazie satelīti, kas pazīstami kā CubeSats, ir izplatījušies, ļaujot lielākam skaitam uzņēmumu ātri uzbūvēt kosmosa kuģus, pamatojoties uz standartizētu dizainu, un katrs kubs ir 10 centimetrus vai četras collas. CAPSTONE ir viens no lielākajiem ar 12 kubu tilpumu, bet Advanced Space to varēja iegādāties, rupji runājot, no Tyvak Nano-Satellite Systems Irvine, Kalifornijā.
Tas joprojām prasa daudz problēmu risināšanas. piemēram, Lielākā daļa CubeSats Zemā Zemes orbītā, dažus simtus jūdžu virs virsmas. Mēness atrodas gandrīz ceturtdaļmiljona jūdžu attālumā.
“Neviens nekad nav lidojis ar kausu uz Mēness,” sacīja Četema kungs. “Tāpēc ir loģiski, ka neviens nav uzbūvējis radio, lai CubeSats lidotu uz Mēnesi. Tāpēc mums bija patiešām jāiedziļinās daudzās šajās detaļās un jāsadarbojas ar daudziem dažādiem cilvēkiem, lai iegūtu sistēmas, kas varētu darboties.”
Vārtu programmas direktors Hartmana kungs ir sajūsmā par CAPSTONE, taču saka, ka nav nepieciešams virzīties uz priekšu ar Mēness priekšposteni. NASA jau ir piešķīrusi līgumus, lai izveidotu pirmās divas Gateway vienības. ESA arī piedalās divās vienībās.
“Vai mēs varam lidot bez tā?” Hartmaņa kungs teica par CAPSTONE. “Jā. Vai tas ir obligāti? Nē.”
Bet viņš piebilda: “Jebkurā brīdī varat samazināt kļūdu joslas savos modeļos vienmēr ir laba lieta.”
Cheetham kungs apsver, kas varētu būt nākamais, iespējams, vairāk NASA vai citu komerciālo partneru misiju uz Mēnesi. Viņš arī domā tālāk par to.
“Mani ļoti fascinē doma par to, kā mēs varam paveikt kaut ko līdzīgu Marsam,” viņš teica. “Mani personīgi ļoti interesē arī Venēra. Es domāju, ka viņai netiek pievērsta pietiekami daudz uzmanības.”
