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로켓 연구소의 전자 발사기는 NASA의 CAPSTONE 임무로 뉴질랜드의 패드에서 발사됩니다. 크레디트 : 로켓 연구소
NASA의 3 천만 달러 규모의 CAPSTONE 임무는 화요일에 뉴질랜드의 로켓 연구소 발사기에서 해제되어 Artemis 프로그램의 항해 및 운영 개념을 테스트하기 위해 달 주위의 후광 궤도로 순환하지만 연료 효율적인 4 개월 여행을 시작했습니다.
CAPSTONE 임무는 규모는 미미하지만 소형 위성 기술의 새로운 장을 열었으며 1972 년 이후 처음으로 우주 비행사들을 달에 돌려 보내려는 NASA의 노력 인 Artemis 프로그램의 우산 아래에서 발사 된 최초의 새로운 우주선입니다.
"CAPSTONE은 여러면에서 경로 찾기이며, 달 주위를 결코 비행하지 않은 궤도를 탐색하면서 임무 기간 동안 여러 가지 기술 기능을 입증 할 것"이라고 캘리포니아 실리콘 밸리에있는 NASA의 Ames Research Center의 CAPSTONE의 프로젝트 매니저 인 Elwood Agasid는 말했다.
55 파운드 (25 킬로그램) 우주선은 화요일 오전 5시 55 분 EDT (0955 : 52 GMT)에 뉴질랜드의 마하 반도에있는 로켓 랩 (Rocket Lab)의 상업 우주 항구에서 이륙하여 태평양을 가로 지르는 동쪽 코스에서 대기를 통해 회사의 전자 발사기를 탔습니다.
아홉 개의 등유 연료 엔진이 뉴질랜드 북섬에 있는 로켓 연구소의 발사 콤플렉스 1B에서 패드에서 59피트 높이(18미터) 전자 부스터를 구동했습니다. 이 임무는 로켓 연구소의 전자 발사기에 의한 27 번째 비행과 낮은 지구 궤도를 넘어 목적지로 향하는 회사의 첫 번째 임무를 표시했습니다.
전자의 두 번째 단계는 임무에 약 두 분 반 동안 단일 엔진을 발사 한 다음 로켓 연구소가 개발 한 CAPSTONE 우주선과 달 광자 우주 예인선을 배치했습니다. 달의 광자 힘과 추진 모듈은 달을 향한 궤도에서 CAPSTONE 임무를 보내기위한 일련의 기동을 시작하기 위해 두 번 발사되었습니다.
Photon의 HyperCurie 엔진에 의한 처음 두 번의 화상은 CAPSTONE 우주선을 지구 위 137 마일 (220 킬로미터)에서 668 마일 (1,075 킬로미터) 사이의 궤도에 넣었습니다. 앞으로 엿새 동안 여섯 번 더 화상이 생기면 CAPSTONE의 궤도가 점차 올라갈 것이며, 마지막 화상은 달 궤도를 향한 경로에서 임무를 보내도록 프로그래밍됩니다.
사흘에서 나흘 만에 달에 도달한 아폴로 임무와는 달리, 캡스톤은 목표 궤도에 도달하는 데 넉 달 이상이 걸릴 것이다. 그러나 CAPSTONE의 여정은 연료 효율성이 더 큽니다. 우주선은 지구로부터 약 800,000 마일 (1.3 백만 킬로미터) 떨어진 우주의 한 지점으로 향할 것이며, 달의 거리의 3 배 이상입니다.
CAPSTONE 우주선은 달 광자 운반선과 약 엿새 동안 임무를 수행 한 다음 작은 히드라진 스러스터로 더 많은 코스 수정을 수행합니다.
CAPSTONE은 Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment의 약자입니다.
Tyvak Nano-Satellite Systems의 엔지니어가 NASA의 CAPSTONE 우주선에서 태양 전지판을 검사합니다. 크레디트 : NASA / 도미닉 하트
지구에서 가장 먼 지점에서, 태양의 중력은 CAPSTONE의 궤도에 영향을 미치며, 우주선이 추력기를 발사하여 가까운 직선형 후광 궤도 또는 NRHO로 조종하는 달을 향해 자연스럽게 안내하는 데 도움이됩니다.
CAPSTONE이 그 궤도에 도착하는 것은 11 월 13 일입니다.
후광 궤도는 달의 북극에서 1,000 마일 (1,500 킬로미터)에 가깝고 남극에서 43,500 마일 (70,000 킬로미터)까지 CAPSTONE을 취할 것입니다. NASA에 따르면 달의 각 궤도는 약 육 일 반 동안 지속될 것입니다.
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.
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.
캡스톤 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.
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.
이 그래픽은 지구 주위의 위상 궤도의 고도 증가와 NASA의 CAPSTONE 임무가 직선형 후광 궤도에 도달하기위한 달의 횡단 궤적을 보여줍니다. 크레디트 : 로켓 연구소
후광 궤도에서 CAPSTONE은 주로 지구의 중력에 의해 영향을받습니다. 그러나 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.
미래의 아르테미스 승무원 임무는 CAPSTONE보다 더 빨리 후광 궤도로 이동할 것이며, 휴스턴에있는 NASA의 존슨 우주 센터 (Johnson Space Center)의 탐사 임무 계획 사무소 책임자 인 Nujoud Merancy에 따르면 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 말했다. "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."
CAPSTONE 우주선과 달의 광자 캐리어 모듈의 전체 조립품은 발사를 위해 연료를 완전히 공급하는 약 660 파운드 (300 킬로그램)의 무게였습니다.
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.
NASA의 캡스톤 우주선은 로켓 연구소의 광자 예인선의 꼭대기에 그려져 있지 않으며, 이는 임무를 달에 대한 부스트리로 만들 것입니다. 크레디트 : 로켓 연구소
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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