La sonde CAPSTONE surmonte un problème radio en route vers la lune – Spaceflight Now


Illustration d’artiste du vaisseau spatial CAPSTONE près de la lune. Crédit : Terran Orbital

Le vaisseau spatial CAPSTONE de la NASA, un éclaireur miniature pour les futures missions de l’équipage lunaire, a surmonté une panne de communication et effectué sa première manœuvre de correction de cap depuis qu’un module de propulsion Rocket Lab a donné à la sonde une dernière poussée vers la lune le 4 juillet.

La mission de 30 millions de dollars a été lancée le 28 juin depuis la Nouvelle-Zélande sur un propulseur Rocket Lab Electron, un lanceur léger généralement utilisé pour transporter de petits satellites en orbite terrestre basse. Avec quelques ajustements, comme gagner du poids en supprimant les caméras embarquées, le lanceur Electron à deux étages a transporté sur une orbite à basse altitude un remorqueur spatial développé par Rocket Lab appelé Lunar Photon et le vaisseau spatial CAPSTONE de la NASA, avec un combiné huit d’environ 660 livres (300 kilogrammes).

Le photon lunaire, avec des panneaux solaires, des batteries rechargeables et un petit moteur de fusée imprimé en 3D, a propulsé le vaisseau spatial CAPSTONE de 55 livres (25 kilogrammes) sur des orbites toujours plus hautes avec une séquence de sept brûlures sur six jours, poussant finalement le petit satellite sur une trajectoire pour l’emporter plus de trois fois plus loin que la lune.

CAPSTONE signifie l’expérience d’exploitation et de navigation de la technologie du système de positionnement autonome Cislunar. La mission est un partenariat public-privé entre la NASA, qui a financé le projet, et une petite entreprise de Boulder, Colorado, nommée Advanced Space, propriétaire du vaisseau spatial.

La mission explorera une orbite allongée en forme de halo autour de la lune que la NASA a choisie pour une future mini-station spatiale appelée Gateway. La station Gateway, qui fait partie du programme lunaire Artemis de la NASA, servira de plate-forme d’expérimentation et d’escale pour les astronautes voyageant entre la Terre et la surface de la Lune.

Aucun autre vaisseau spatial n’a volé sur la trajectoire unique autour de la lune, appelée orbite de halo quasi rectiligne, ou NRHO. L’orbite du halo emmènera CAPSTONE – et éventuellement la station Gateway – à 1 000 miles (1 500 kilomètres) du pôle Nord de la lune et jusqu’à 43 500 miles (70 000 kilomètres) du pôle Sud. Chaque orbite de la lune durera environ six jours et demi, selon la NASA.

Le vaisseau spatial CAPSTONE, de la taille d’un four à micro-ondes et construit par Terran Orbital, s’est séparé du module de propulsion Lunar Photon de Rocket Lab le 4 juillet pour entamer la prochaine phase de son voyage.

Mais 11 heures plus tard, après avoir déployé ses panneaux solaires et terminé les étapes d’activation initiales, CAPSTONE a cessé de communiquer avec son équipe de contrôle sur Terre. Après une attente tendue, les ingénieurs ont de nouveau reçu des signaux du vaisseau spatial le 6 juillet et ont confirmé que CAPSTONE était toujours en bonne forme sur le chemin de la lune.

Advanced Space a déclaré que l’interruption des communications avec CAPSTONE a été causée par une « commande mal formatée qui a déclenché une vulnérabilité radio ». Le problème a été « aggravé par un défaut de réponse d’urgence du logiciel de vol de l’engin spatial », a déclaré Advanced Space.

« Le système a finalement été récupéré par l’équipe à la suite d’opérations autonomes du système logiciel de vol qui ont résolu le problème et ramené le système en communication avec le sol. Pendant la panne de communication, le vaisseau spatial a fonctionné de manière autonome, a maintenu le pointage, la charge de la batterie et a effectué une manœuvre de désaturation de l’élan », a déclaré la société dans un communiqué.

Illustration d’artiste du bus satellite Photon de Rocket Lab avec le vaisseau spatial CAPSTONE. Crédit : Rocket Lab

Une fois la liaison de communication rétablie, les contrôleurs au sol ont transmis une commande à CAPSTONE pour déclencher son système de propulsion lors d’une manœuvre de correction de trajectoire le jeudi 7 juillet. La brûlure a modifié la vitesse du vaisseau spatial d’environ 44,4 mph (19,85 mètres par seconde), proche de la manœuvre performance.

L’ajustement a donné un coup de pouce supplémentaire à CAPSTONE, déplaçant l’engin sur une trajectoire qui l’emmènera à environ 870 000 milles (1,4 million de kilomètres) de la Terre, un peu plus loin que la trajectoire précédente. C’est environ 3,6 fois la distance de la lune.

Le vaisseau spatial dispose de huit petits propulseurs alimentés à l’hydrazine pour les manœuvres dans l’espace lointain. Le tir de fusée de CAPSTONE jeudi était assez bon pour que les chefs de mission annulent une manœuvre de suivi qui aurait « nettoyé » toutes les erreurs de la première correction de trajectoire.

Advanced Space a déclaré samedi que les responsables avaient décidé de retarder le troisième brûlage prévu de la mission pour examiner des données supplémentaires et évaluer les performances du vaisseau spatial lors des manœuvres. Avec les bonnes performances de la première combustion de CAPSTONE, il est possible que la troisième manœuvre ne soit pas nécessaire, a déclaré la société.

« Le vaisseau spatial est en bonne santé, communiquant avec le Deep Space Network (DSN) de la NASA et dans un état nominal », a déclaré Advanced Space samedi.

Il faudra plus d’un mois à CAPSTONE pour atteindre sa distance la plus éloignée de la Terre, avant que le vaisseau spatial ne soit ramené vers la lune à l’aide du remorqueur naturel de la gravité du soleil. Le 13 novembre, le vaisseau spatial CAPSTONE arrivera près de la lune et tirera ses propulseurs pour se diriger vers l’orbite du halo presque rectiligne.

Le voyage de quatre mois et demi de CAPSTONE vers son orbite finale près de la lune prend beaucoup plus de temps que le voyage de trois à quatre jours effectué par les astronautes du programme Apollo de la NASA. Mais le chemin de CAPSTONE, appelé «transfert lunaire balistique», est plus économe en carburant, nécessitant moins de tirs de propulseurs à faible impulsion pour faire le travail.

La mission CAPSTONE démontrera les manœuvres fines pour diriger un vaisseau spatial dans l’orbite de la passerelle, qui ne nécessite que de petites quantités de carburant pour être maintenue. Les responsables de la NASA apprécient l’orbite quasi rectiligne du halo car les engins spatiaux et les atterrisseurs lunaires peuvent entrer et sortir de l’orbite avec des brûlures de propulseur à faible impulsion, et une station sur une telle orbite aura une liaison de communication continue avec la Terre.

Un vaisseau spatial dans l’orbite du halo alternera entre l’influence de la gravité terrestre et de la gravité lunaire, un équilibre que les navigateurs tenteront d’affiner avec l’aide de CAPSTONE.

Une station comme la passerelle est nécessaire parce que le vaisseau spatial Orion, qui transportera des équipages vers et depuis le voisinage de la lune, n’a pas la capacité de manœuvrer directement dans et hors d’une orbite lunaire à basse altitude, comme le faisait le vaisseau spatial Apollo en les années 1960 et 1970.

Un atterrisseur lunaire quittant l’orbite de la passerelle pourra transporter des astronautes vers le pôle sud de la lune, où les scientifiques ont découvert de la glace d’eau dans des cratères ombragés en permanence.

CAPSTONE mènera également des expériences de navigation dans l’espace lointain en établissant une liaison radio avec Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, un vaisseau spatial plus grand qui fait le tour de la lune en orbite basse depuis 2009.

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