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Tyvak Nano-Satellite Systems의 엔지니어가 NASA의 CAPSTONE 우주선에서 태양 전지판을 검사합니다. 크레디트 : NASA / 도미닉 하트
NASA와 상업 회사들은 화요일 뉴질랜드에서 달까지 55 파운드의 우주선을 발사 할 준비가되어 있으며, 엔지니어들은 달 표면을 오가는 우주 비행사를위한 웨이 포인트 인 게이트웨이 미니 우주 정거장을 조립 할 계획입니다.
Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment, 즉 CAPSTONE은 화요일 오전 5시 55 분에 EDT (0955 GMT)에 뉴질랜드 북섬에있는 로켓 연구소의 개인 소유 우주 항만에서 폭발 할 예정입니다.
로켓 연구소가 제작한 전자 로켓과 광자 우주 예인선은 캡스톤 우주선을 궤도로 운반한 다음 올해 말에 달을 요격하는 코스에 프로브를 설치한다.
우주선은 전자 레인지의 크기 정도입니다. 이 임무는 CAPSTONE의 야망 프로젝트를위한 비정상적으로 낮은 예산 인 $ 30 백만의 비용으로 개발되었습니다. 그리고 그 보상은 상업 발사와 소규모 위성 산업, 우주 과학 및 NASA의 Artemis 프로그램에 파급 될 수 있습니다 우주 비행사들을 달 표면으로 돌려 보낼 수 있습니다.
"제 관점에서 볼 때이 임무를 매력적으로 만드는 이유 중 하나는 우주 탐사의 속도를 높이고, 상업 우주 역량을 확장하고, 주요 인간 탐사 프로그램뿐만 아니라 새로운 목적지에 도달하고 도전적인 새로운 환경에서 운영하기위한 소규모 임무의 역량을 확장하는 데 도움이되는 우리의 열망을 어떻게 추진하고 있는지입니다. "NASA의 소형 우주선 기술 프로그램의 관리자 인 크리스 베이커 (Chris Baker)는 말했다.
이 임무는 NASA가 자금을 지원하며, CAPSTONE 우주선은 Advanced Space라는 작은 콜로라도 회사가 소유하고 관리합니다. 로켓 연구소는 임무 개시, Tyvak Nano-Satellite Systems는 우주선을 건설했으며, 스텔라 탐사는 CAPSTONE의 추진 시스템을 개발했으며, Tethers Limited는 무선 시스템을 공급했습니다.
CAPSTONE은 넉 달 이상 지속되는 달에 대한 순환적이고 연료 효율적인 경로를 취할 것입니다. 11월에 이 소형 우주선은 달을 중심으로 직선형 후광 궤도(NRHO)라고 불리는 특별한 유형의 궤도에 진입하여 CAPSTONE을 달 표면에서 1,000마일(1,500km)에 가깝고 43,500마일(70,000km)까지 가져갈 것이다.
동일한 유형의 궤도가 NASA의 게이트웨이 미니 우주 정거장, NASA의 Artemis 프로그램의 요소 인 스테이징 기지 및 실험 플랫폼 역할을하는 데 사용될 것입니다. 우주 비행사들은 게이트웨이를 지구와 달 사이의 중간 기착지로 사용할 것입니다.
NASA의 캡스톤 우주선은 로켓 연구소의 광자 예인선의 꼭대기에 그려져 있지 않으며, 이는 임무를 달에 대한 부스트리로 만들 것입니다. 크레디트 : 로켓 연구소
CAPSTONE 임무는 우주선을 게이트웨이의 궤도로 밀어 넣는 훌륭한 기동을 시연 할 것이며, 이는 유지 보수에 소량의 연료 만 있으면됩니다. 우주선과 달 착륙선은 낮은 임펄스 스러스터 화상으로 궤도에 진입하고 나갈 수 있으며, 그러한 궤도에있는 역은 지구와 지속적인 통신 링크를 가질 것입니다.
게이트웨이와 같은 역이 필요한 이유는 달 근처에서 승무원을 수송하는 오리온 우주선이 1960 년대와 1970 년대에 아폴로 우주선처럼 저고도 달 궤도를 직접 오갈 수있는 능력이 없기 때문입니다.
게이트웨이의 궤도를 출발하는 달 착륙선은 우주 비행사들을 달의 남극으로 수송 할 수 있으며, 과학자들은 영구적으로 그림자가 드리워진 분화구에서 물 얼음을 발견했습니다.
CAPSTONE 임무의 두 가지 주요 목표 중 하나는 지구와 달의 중력 영향이 우주선의 궤도에 영향을 줄 수있는 독특한 직선형 후광 궤도에 도달하는 데 필요한 기동을 입증하는 것입니다. 이 특정 유형의 궤도에서 비행 한 임무는 없습니다.
CAPSTONE과 결국 게이트웨이 스테이션은 달 주위를 무릎을 꿇고 약 칠일이 걸릴 것입니다. 그 날들 중 여섯째에 지구의 중력이 우주선의 주된 영향이지만, 달의 예인선은 우주선이 달 표면에 가장 가까운 날에 이어집니다.
이러한 유형의 궤도는 "들어갈 수있는 낮은 에너지와 빠져 나올 수있는 낮은 에너지의 이점을 가지고 있습니다."베이커는 말했다. "그러나 당신은 이제 지구의 중력 당김과 달의 중력 당김 사이에이 균형 지점을 타고 있습니다."
엔지니어들은 지구와 달의 끊임없이 변화하는 위치를 설명하면서 길쭉한 궤도에 머무르는 방법에 대한 "운영 현실"에 대해 배우고 싶다고 Advanced Space의 CEO이자 CAPSTONE 임무의 수석 연구원 인 Bradley Cheetham은 말했다.
후광 궤도에 도달하는 것은 그 자체의 실험입니다.
뉴질랜드에서 전자 부스터로 발사 한 후, CAPSTONE과 로켓 연구소의 달 광자 우주 예인선은 두 번째 단계에서 분리되어 일련의 궤도 상승 화상을 시작합니다. 전자는 처음에 이륙 후 약 아홉 분 후에 낮은 지구 궤도에서 CAPSTONE과 달 광자 캐리어 모듈을 떨어 뜨릴 것입니다.
달 주위의 CAPSTONE 우주선의 길쭉한 궤도에 대한 예술가의 개념. 크레디트 : 고급 공간
달 광자 예인선의 액체 연료 HyperCurie 엔진에 의한 두 번의 화상, 그 자체가 새로운 기술이며, 임무 첫 시간에 CAPSTONE의 고도가 상승하기 시작할 것입니다.
달의 광자 엔진은 앞으로 5 일 동안 추가 상승 화상을 수행 할 것이며, 최종 HyperCurie 점화는 달의 거리의 3 배 이상인 지구에서 800,000 마일 (1.3 백만 킬로미터) 이상의 우주 지점으로 코스에서 CAPSTONE을 보냅니다.
CAPSTONE 우주선은 달 광자 운반선과 약 엿새 동안 임무를 수행 한 다음 작은 히드라진 스러스터로 더 많은 코스 수정을 수행합니다.
지구에서 가장 먼 지점에서 태양의 중력은 CAPSTONE의 궤도에 영향을 미치며, 우주선이 후광 궤도로 조종하기 위해 추력기를 발사하는 달을 향해 자연스럽게 우주선을 안내하는 데 도움이됩니다.
CAPSTONE이 7월 말까지 연장되는 창에서 발사될 경우, 미션은 발사 후 약 넉 달 후인 11월 13일에 후광 궤도 목적지에 도달하게 됩니다. NASA의 아폴로 임무는 사흘에서 나흘 만에 달에 도착했다.
CAPSTONE에 대한 접근 방식은 "연료 사용 측면에서 훨씬 더 효율적인 이전을 제공하지만 시간 동안 그 효율성을 교환합니다"라고 Baker는 말합니다.
지구와 달이 서로 상대적인 위치를 이동함에 따라 궤적도 변하며, CAPSTONE이 따라갈 경로는 발사가 지연될 경우 매일 바뀔 수 있다고 체탐은 말했다.
미래의 아르테미스 승무원 임무는 휴스턴에있는 NASA의 존슨 우주 센터 (Johnson Space Center)의 탐사 임무 계획 사무소 책임자 인 Nujoud Merancy에 따르면 달로의 미래 궤도 임무는 더 빨리 후광 궤도로 여행 할 것이며, 불과 XNUMX 일 만에 분기 백만 마일 거리를 커버 할 것이라고 말했다.
메랜시는 CAPSTONE 임무에 문제가 생기면 NASA가 패스파인더 프로브의 데이터없이 게이트웨이와 아르테미스 프로그램의 다른 요소들과 함께 앞으로 나아갈 것이라고 말했다.
로켓 랩은 2020 년에 CAPSTONE 임무를 시작하기 위해 1 천만 달러 계약을 체결했으며 원래 버지니아 주 월롭스 아일랜드의 새로운 발사 현장에서 우주선을 보내려고했습니다. 그러나 전자 로켓의 사거리 안전 시스템 인증이 지연됨에 따라 로켓 연구소는 버지니아에서 서비스를 시작하지 못했고, 당국은 CAPSTONE 발사를 이미 운영중인 뉴질랜드의 우주 항으로 이동해야했습니다.
CAPSTONE의 리프팅의 대부분을 수행하도록 설계된 달 광자 예인선은 낮은 지구 궤도를위한 실험 플랫폼으로 개발 된 Photon 플랫폼 Rocket Lab의 업그레이드 된 버전입니다. Photon은 원래 전자 로켓 페이로드를 배치를 위해 최종 궤도에 배치하기 위해 제작 된 로켓 연구소의 킥 스테이지의 진화입니다.
"이와 같은 임무를 수행하는 것은 쉬운 일이 아닙니다."라고 뉴질랜드에 설립되어 현재 캘리포니아 주 롱 비치에 본사를 둔 Rocket Lab의 설립자이자 CEO 인 Peter Beck은 말했습니다. "제가 가장 흥분하는 것은 적어도 로켓 연구소의 관점에서 볼 때, 이전에는 볼 수 없었던 예산과 타임 라인으로 깊은 공간에서 매우 멀리 나아가고 흥미 진진한 일을 할 수있는 새로운 기능을 제공한다는 것입니다."
로켓 연구소의 59 피트 높이 (18 미터) 전자 부스터는 최근 카운트 다운 드레스 리허설 중 뉴질랜드의 발사대에 있습니다. 크레디트 : 로켓 연구소
달에 도착한 후, CAPSTONE 임무는 달에 가까운 궤도에서 비행하는 NASA의 달 정찰 궤도와 공동으로 실험을 수행 할 것입니다. 두 우주선은 깊은 우주 항법 능력을 테스트하기 위해 서로 무선 링크를 설정합니다.
지구와 가까운 위성은 우주군의 GPS 위성을 사용하여 정확한 위치를 결정합니다. 더 먼 목적지로 이동하는 프로브는 항해를 위해 무선 범위 조정 기술을 사용하여 지상의 도움이 필요합니다.
캡스톤 우주선은 LRO에 레인징 톤을 보내고, LRO는 신호를 캡스톤으로 다시 보냅니다. CAPSTONE 우주선의 소프트웨어는 신호를 사용하여 LRO까지의 거리를 측정하고 시간이 지남에 따라 거리가 어떻게 변했는지 결정합니다. 이를 통해 CAPSTONE의 컴퓨터는 우주선의 위치를 추정 할 수 있습니다.
이 임무는 또한 항해를 돕기 위해 칩 크기의 원자 시계를 운반하여 우주선이 우주에서의 위치를 추정 할 수있는 또 다른 정보 소스를 제공합니다.
"CAPSTONE의 핵심은 비행 테스트이며 여러 기능에 대한 비행 테스트입니다."라고 Baker는 말합니다. "우리는 이러한 훌륭한 온보드 실험을 가지고 있지만, 우리가 시연하고 있다고 생각하는 기능은 그 이상의 것입니다."
작은 우주선은 또한 달의 사진을 찍을 수있는 카메라를 가지고 있지만, 이미지 촬영은 임무의 주요 목표의 일부가 아닙니다.
"왜 카메라 없이 달에 가겠지, 그렇지?" 체담이 말했다.
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