Мини-спутник CAPSTONE агентства NASA, движущийся по орбите вокруг Луны, в мае впервые успешно испытал технологию навигации, родственную земной GPS, но предназначенную для Луны. В будущем она поможет участникам лунных миссий эффективнее ориентироваться на поверхности нашего спутника.

Источник изображения: NASA

Космический аппарат CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) представляет собой объект размером с микроволновку, движущийся по особой орбите, которая в будущем будет выделена для лунной орбитальной станции Gateway, и призван выполнить ряд задач для последующего освоения Луны.

NASA сообщило, что было проведено тестирование технологии CAPS с участием двух космических аппаратов: CAPSTONE и окололунного орбитального модуля Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). 9 мая проведён эксперимент, в ходе которого CAPSTONE отправлял сигнал LRO для оценки дистанции между аппаратами и их относительной скорости. LRO вернул сигнал, после чего CAPSTONE произвёл необходимые вычисления. Тест подтвердил возможность собирать измерения с последующей обработкой программным обеспечением CAPS для определения местоположения двух аппаратов. В ходе будущих лунных миссий технология, как ожидается, обеспечит автономную бортовую навигацию.

Помимо успешного выполнения теста CAPS, кубсат CAPSTONE достиг и ещё одной цели миссии — он летает по почти прямолинейной гало-орбите не меньше полугода. В дальнейшем аппарат продолжит движение и испытание различных бортовых технологий до года — в ходе расширенной фазы миссии. Дополнительно кубсат впервые (для себя) сделал снимки лунной поверхности возле местного северного полюса в момент, когда максимально приблизился к Луне 3 мая текущего года.

В ноябре 2022 года CAPSTONE стал первым кубсатом на орбите Луны. В начале 2023 года спутник перестал реагировать на команды с Земли, но позже его функциональность была восстановлена.

Специалисты NASA почти две недели добивались ответа от аппарата CAPSTONE, переставшего выходить на связь. Экспериментальный спутник, находящийся на окололунной орбите, предназначен для проведения исследований, предшествующих выводу на лунную орбиту космической станции Gateway. По данным агентства, до того, как вернуться к полноценной работе, аппарат не реагировал на команды в течение 11 дней в период с 26 января по 6 февраля.

Источник изображения: NASA

По данным NASA, все эти дни аппарат сохранял необходимый курс и продолжал работать, отправляя телеметрию на Землю. 6 февраля CAPSTONE перезагрузил свою систему, восстанавливая возможность получать команды из «дома». Проблемы возникают у зонда не впервые.

Известно, что CAPSTONE отправили к Луне с помощью ракеты Rocket Lab Electron в июне 2022 года. 4 июля команда потеряла связь с объектом во время отделения от ракеты-носителя. На решение проблемы ушёл всего день, но ещё два месяца спустя сбой произошёл во время запуска двигателя для корректировки орбиты. В результате на некоторое время космический аппарат перешёл в безопасный режим. После того как специалисты выявили причину сбоя и устранили её, CAPSTONE вернулся к работе и 13 ноября 2022 года стал первым окололунным кубсатом. С тех пор он совершил более 12 оборотов по почти прямолинейной гало-орбите, хотя изначально планировалось не более шести.

Такая орбита позволяет пролетать близко от потенциально богатого водой южного полюса Луны, полученные данные упростят высадку астронавтам в рамках программы Artemis 3, которая должна быть выполнена уже в 2025 году. Известно, что ещё один спутник NASA Lunar Flashlight, так и не сумел достичь орбиты. Мелкие сбои случаются с CAPSTONE довольно часто, но выполнение миссии продолжается.

Например, CAPSTONE должен был принять участие в навигационном тесте, для чего требовалась передача данных как минимум между двумя спутниками в условиях, когда какие-либо аналоги GPS отсутствуют. Орбитальный лунный модуль NASA — Lunar Reconnaissance Orbiter был готов к проведению эксперимента и получил сигнал, но CAPSTONE не смог эффективно справиться с обработкой обратного сигнала, новый эксперимент состоится в ближайшие недели.

С другой стороны, CAPSTONE потребовалось гораздо меньше манёвров, чем ожидалось, чтобы оставаться на запланированной орбите. Если ранее рассчитывали, что маневрировать придётся при каждом обороте вокруг спутника Земли, то на деле двигатель за 12 оборотов пришлось включать всего дважды. По данным NASA, это снижает риски и сложность миссии и обеспечивает основу для планирования на этой орбите других космических объектов вроде станции Gateway.