CAPSTONE, ein kleiner Cubesat für den Mond, bereitet sich auf einen Start im Oktober vor

CAPSTONE wird der erste Cubesat sein, der im Erde-Mond-Raum fliegt und sich auf einer nahezu geradlinigen Halo-Umlaufbahn um den Mond niederlässt. (Bildnachweis: NASA/Rocket Lab/Advanced Space)

Der Plan der NASA, die menschliche Erforschung von neu zu starten der Mond wird demnächst von einem Raumschiff von der Größe eines Mikrowellenherds in Gang gesetzt.

Das Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation cubesat, kurz CAPSTONE, soll im Oktober von Neuseeland aus an Bord einer Rocket Lab Electron Rakete und ihrer Lunar Photon Oberstufe/Raumsonde starten.

Mit bescheidenen 25 Kilogramm ist CAPSTONE kein Leichtgewicht, wenn es um seine Aufgaben geht.

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Das Antriebssystem von CAPSTONE wird einer Umweltprüfung unterzogen.(Bildnachweis: Stellar Exploration Inc.)

Orbitale Stabilität

Das Hauptziel von CAPSTONE besteht darin, die berechnete Bahnstabilität einer nahezu geradlinigen Halo-Umlaufbahn (NRHO) um den Mond zu testen und zu verifizieren. Dies ist die gleiche Umlaufbahn, die für das Lunar Gateway der NASA geschrieben wurde, die geplante kleine Raumstation, die den Mond umkreisen wird, um Astronauten Zugang zur Mondoberfläche zu ermöglichen.

Das Gateway wird als wichtiger Bestandteil des NASA-Projekts angepriesen Artemis-Programm , deren Ziel es ist, bis Ende der 2020er Jahre eine nachhaltige, langfristige menschliche Präsenz auf und um den Mond zu etablieren.

CAPSTONE soll seinerseits dazu beitragen, das Risiko für zukünftige Raumfahrzeuge zu reduzieren, indem es Navigationstechnologien validiert und die Dynamik dieser haloförmigen Umlaufbahn überprüft.

Nach einer dreimonatigen Reise zu seinem Zielort wird CAPSTONE dieses Gebiet mindestens sechs Monate lang um den Mond umkreisen, um die Eigenschaften der Umlaufbahn zu verstehen. Das NRHO bietet zusätzlich zur Abdeckung des Mondsüdpols einen ungehinderten Blick auf die Erde. Die Sieben-Tage-Umlaufbahn von CAPSTONE wird die Sonde auf ihrem nahen Pass auf 1.600 Kilometer von einem Mondpol und 70.000 Kilometer vom anderen Pol entfernt an ihrem am weitesten entfernten Punkt bringen.

Advanced Space hat kürzlich einen Bereitschaftstest in seinem neuen Operations Center abgeschlossen, das für die CAPSTONE-Mission verwendet wird.(Bildnachweis: Advanced Space)

Auf der Strecke

'Die Raumsonde CAPSTONE wurde vollständig integriert und wird derzeit Integrationstests und -bewertungen unterzogen', sagte Bradley Cheetham, CEO und Präsident von Advanced Space in Westminster, Colorado, dem Unternehmen, das die Raumsonde entwickelt und betreiben wird. (NASA beschreibt CAPSTONE als ' eine innovative Zusammenarbeit ' zwischen der Raumfahrtbehörde und der Privatwirtschaft.)

'Die Integrations- und Testpläne sind derzeit auf dem besten Weg, im Oktober startbereit zu sein', sagte Cheetham gegenüber guesswhozoo.com und unterstrich damit die Fortschritte, die die Mission bisher gemacht hat, insbesondere angesichts der unerwarteten Herausforderungen einer globalen Pandemie.

Tyvak Nano-Satellite Systems aus Irvine, Kalifornien, baute die Würfelsat Plattform, und Stellar Exploration, Inc. aus San Luis Obispo, Kalifornien, liefert das Antriebssystem von CAPSTONE.

'Wir haben enorm viel bei der Entwicklung und Demonstration der Fähigkeiten erreicht, die für den effizienten und effektiven Betrieb einer Mondmission erforderlich sind', sagte Cheetham.

„Nur zwei Einheiten haben jemals ein Raumfahrzeug in einer Erd-Mond-Dreikörper-Umlaufbahn betrieben – die NASA und die China National Space Agency“, fügte er hinzu. 'Wir bereiten uns darauf vor, das erste kommerzielle Unternehmen und erst das dritte Unternehmen zu sein, das in diesen äußerst wertvollen Orbits operiert.'

Eine weitere wichtige Aufgabe für CAPSTONE, sagte Cheetham, ist das Testen eines Navigationssystems, das seine Position relativ zum Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA misst, der den Mond seit 2009 untersucht. Diese Demonstration von Raumfahrzeug-zu-Raumfahrzeug-Navigationsdiensten kann es ermöglichen zukünftige Raumschiffe, um ihre Position relativ zum Mond zu bestimmen, ohne sich ausschließlich auf die Verfolgung von der Erde aus zu verlassen.

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Der CAPSTONE-Missionspatch.(Bildnachweis: Advanced Space)

Handelspartnerschaften

Christopher Baker, Leiter des Small Spacecraft Technology-Programms der NASA, sagte, dass die CAPSTONE-Mission, obwohl sie nicht so schnell realisiert wird, wie es sich die Weltraumbehörde vor der COVID-19-Pandemie vorgestellt hatte, wertvolle Daten und Erfahrungen liefern wird, die in der nahezu geradlinigen Halo-Umlaufbahn für die Tor.

'Die [CAPSTONE]-Mission wird auch neuartige energiearme Flugbahnen zum Mond, Peer-to-Peer-Navigation und andere zukünftige Missionsfähigkeiten demonstrieren', sagte Baker.

Für CAPSTONE entwickelte Technologien, fügte er hinzu, zeigen bereits Wirkung. So wurde beispielsweise das Antriebssystem Stellar Exploration für CAPSTONE erfolgreich auf einem kommerziellen Raumschiff eingesetzt, und zwei interplanetare Rocket Lab Photons wurden für die NASA-Marsmission ESCAPADE ausgewählt.

'Letztendlich sehen wir die CAPSTONE-Mission als Vorreiter kostengünstiger, risikotoleranter kommerzieller Partnerschaften für die Monderkundung und darüber hinaus', sagte Baker.

CAPSTONE testet die Orbitalgewässer, in denen das Gateway der NASA positioniert werden soll. Dieser orbitale Außenposten um den Mond wird als lebenswichtige Unterstützung für eine nachhaltige, langfristige Rückkehr des Menschen zur Mondoberfläche angesehen. Es wird als wichtiger Bestandteil des Artemis-Programms der NASA angesehen.(Bildnachweis: NASA)

Wechsel der Startplätze

Ursprünglich sollte CAPSTONE vom Mid-Atlantic Regional Spaceport in der Wallops Flight Facility der NASA in Virginia mondwärts fliegen.

Murielle Baker, Senior Communications Advisor von Rocket Lab, sagte gegenüber guesswhozoo.com, dass CAPSTONE seine Missionsanforderungen unabhängig vom Startort erfüllen kann.

'Wir hatten ursprünglich geplant, vom Launch Complex 2 aus zu starten, haben den Startort jedoch aufgrund zusätzlicher Arbeiten, die erforderlich sind, um die NASA-Software für ein Flugabbruchsystem für Starts von Virginia zu zertifizieren, nach Neuseeland verlegt', sagte Baker.

Rocket Lab sieht großen Wert in der Erforschung des Weltraums.

'Die Parallelen zwischen der Erforschung der Antarktis und der Mondforschung sind unheimlich ähnlich', sagte Baker. „Zu Beginn des Jahrhunderts gab es einen Wettlauf um den Südpol. Dann ging 50 Jahre lang niemand zurück – genau wie der Mond in den 60er Jahren. Dann begannen wir mit dem Bau von Stützpunkten in der Antarktis. Die Antarktis wurde durch technologische Fortschritte erschlossen – motorisierte Fahrzeuge, Luftverkehr und Funk. Und die Wissenschaft, die dort betrieben wird, hat einen enormen Einfluss darauf, wie wir Dinge verstehen wie Klimawandel und unser Einfluss auf den Planeten. Wir nähern uns diesem Stadium jetzt mit unserer Erforschung des Mondes und darüber hinaus.'

Der Mond ist ähnlich, sagte Murielle Baker. „Mit jedem Fortschritt bei Raumfahrzeugen, Robotern und Miniaturisierung können wir mit unbemannten Missionen wie CAPSTONE so viel erreichen. Das spart Zeit und Geld und macht die Erkundung zu Zielen wie Venus und Mars viel leichter zugänglich.'

Leonard David ist Autor des Buches „Moon Rush: The New Space Race“, das im Mai 2019 von National Geographic veröffentlicht wurde. Als langjähriger Autor für guesswhozoo.com berichtet David seit mehr als fünf Jahrzehnten über die Raumfahrtindustrie. Folgen Sie uns @Spacedotcom, Facebook.