Pozemní týmy se snaží stabilizovat pohyb malé sondy CAPSTONE a zachránit tak misi za 30 milionů dolarů, která míří k Měsíci. 8. září totiž CAPSTONE potkal problém, kvůli kterému začala sonda rotovat. 12. září pak pozemní týmy upřesnily, že vlivem zmíněné rotace dočasně ztratily kontakt se sondou. CAPSTONE je technologický demonstrátor, který má sběrem dat vyšlapat cestu k budoucím pilotovaným výpravám k Měsíci. Malá sonda odstartovala 28. června na raketě Electron s dodatečným stupněm Lunar Photon a vydala se na čtyři a půl měsíce dlouhou cestu, která vyvrcholí 13. listopadu naplánovaným manévrem, který usadí sondu na oběžné dráze kolem Měsíce.

Zmíněná raketa Electron s dodatečným horním stupněm Lunar Photon společně navedly CAPSTONE na dráhu, která je sice výrazně delší, ale zato je palivově velmi hospodárná. CAPSTONE se tak dostal až daleko za oběžnou dráhu Měsíce. 26. srpna překonal maximální vzdálenost od Země 1,53 milionu kilometrů, přičemž Měsíc je od naší planety vzdálen přibližně 400 000 kilometrů. Po průletu tímto nejvzdálenějším bodem byla sonda gravitací přitáhnuta zpět na dráhu, která se 13. listopadu zkříží s dráhou Měsíce, aby mohl provést zážeh pro vstup na jeho oběžnou dráhu.

Pohonný systém CubeSatu CAPSTONE.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

8. září, když byl CAPSTONE za polovinou své přeletové dráhy, zažehl svůj hydrazinový pohon, aby provedl manévr na korekci dráhy. NASA však uvedla, že sondu buďto přímo během zážehu nebo krátce po něm potkala závada, která způsobila, že sonda začala rotovat. Palubní silové setrvačníky (rychle rotující zařízení, která mají řídit orientaci sondy v prostoru) nebyly schopné kompenzovat tuto rotaci. Sonda o velikosti srovnatelné s mikrovlnnou troubou se po provedení zážehu nedokázala spojit s pozemním střediskem, což dalo pozemním týmům první náznak, že něco není v pořádku. O zhruba 24 hodin později se expertům z Advanced Space podařilo obnovit komunikaci s CAPSTONE a přijatá telemetrie ukazovala, že sonda rotuje.

Jak 12. září uvedla coloradská firma Advanced Space, která v rámci kontraktu s NASA vlastní a provozuje CAPSTONE, sonda se nachází v „dynamické provozní situaci“. NASA ve svém prohlášení z 12. září uvedla, že se palubní počítač pravidelně restartoval a využíval více energie, než kolik generovaly fotovoltaické panely. Inženýři z firmy Terran Orbital, která CAPSTONE stavěla, společně s experty ze společnosti Stellar Exploration, dodavatelem pohonného systému, pracují společně s kolegy z Advanced Space a NASA na záchraně mise. Americká kosmická agentura disponuje celosvětovou sítí Deep Space Network, jejíž antény slouží ke komunikaci se sondami a také k jejich sledování. DSN sehrála kritickou roli při obnově kontaktu s CAPSTONE. Sonda stále rotuje a nachází se v tzv. bezpečném režimu. Podle toho, co 12. září uvedla NASA, je sonda ve stabilizovaném technickém stavu a generuje elektřinu.

Animace CubeSatu CAPSTONE u Měsíce.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Již několikrát zmíněná rotace však znamená, že sluneční paprsky osvětlují palubní fotovoltaické panely pouze zčásti. Bez přesné stabilizace sondy v prostoru mohou pozemní týmy přijímat pouze slabé datové přenosy, které zajišťují nízkoziskové antény. Mají sice nízkou přenosovou kapacitu, zato však vysílají v mnohem širším svazku. Pozemní středisko je tak může zachytit i když sonda rotuje. „Nebýt jedinečných schopností Deep Space Network, měl by řídící tým jen velmi málo informací o stavu sondy, nebo by taky nemusel mít vůbec žádné,“ uvedla firma Advanced Space.

Potěšující je, že korekční manévr z 8. září byl v době, kdy se objevila závada, dokončen buďto úplně nebo téměř úplně. „To znamená, že sonda je na plánované dráze a míří k Měsíci, na jehož dráhu NRHO má vstoupit,“ uvedla NASA a dodala: „Zatímco probíhají práce na určení příčiny problému, tým připravuje CAPSTONE na pokus o zastavení rotace, aby se obnovila kontrola na orientací sondy. Akce pro zastavení rotace byla úspěšně demonstrována už v červenci po oddělení od Lunar Photonu.“ Opětovné získání kontroly umožní sondě CAPSTONE namířit fotovoltaické panely ke Slunci a plně nabít palubní akumulátory, ze kterých bude pro operaci k zastavení rotace odčerpáno hodně energie.

Vizualizace CubeSatu CAPSTONE u Měsíce.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

CAPSTONE by se pak mohl otočit tak, aby jeho anténa mířila k Zemi. Sonda by tak byla připravena přijmout instrukce z řídícího střediska. Snaha o záchranu začne tím, co firma Advanced Space označuje jako „práce na zlepšení tepelné situace několika subsystémů, včetně pohonného.“ NASA dále doplnila: „Operace k obnově provozu budou v následujících dnech podrobně analyzovány. Načasování zahájení obnovy bude záležet na datech a analýzách, které budou dostupné, aby se maximalizovala pravděpodobnost úspěšného provozu mise.“

Název CAPSTONE je zkratka celého názvu Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment. Celá sonda váží 25 kilogramů a jejím úkolem je poprvé v praxi vyzkoušet protáhlou oběžnou dráhu kolem měsíce označovanou jako NRHO (near rectilinear halo orbit). Právě tuto dráhu vybrali experti NASA pro budoucí kosmickou stanici označovanou jako Gateway. Ta bude součástí programu Artemis a bude sloužit jako místo k provádění experimentů i jako zastávka pro astronauty cestující mezi Zemí a povrchem Měsíce.

Animace oběžné dráhy NRHO kolem Měsíce. Nejprve zde má být sonda CAPSTONE, která ověří parametry dráhy. Poté tu vznikne kosmická stanice Gateway.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Zatím žádná sonda na dráze NRHO kolem Měsíce nepracovala. Plán počítá s dráhou, která dovede stanici Gateway (i CAPSTONE) jen 1 500 kilometrů nad severním pólem Měsíce a naopak nad jižním pólem Měsíce bude Gateway 70 000 kilometrů daleko. Jeden oběh by v takovém případě trval zhruba šest a půl dne. Před startem CAPSTONE se říkalo, že jde o misi, která má vyšlapat další cestu tím, že nasbírá důležitá data. Oficiální místa však zdůraznila, že úspěch CAPSTONE není zásadním předpokladem k tomu, aby se mohl realizovat projekt stanice  Gateway. Stejně jako tomu bylo v programu Apollo, i v programu Artemis budou astronauti létat k Měsíci výrazně rychleji než CAPSTONE. Zvolí totiž jinou dráhu, která je k Měsíci dopraví za méně než pět dní.

Přeloženo z:
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/capstone_05-19jan22.jpeg
https://www.nasa.gov/…/image/capstone_propulsion_-_flight_unit_1.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/capstone-evergreen-2.gif
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/capstone_02-19jan22_0.jpeg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/capstone-orbit-large.gif