26 juin 2022 : Dimanche, la NASA a annoncé un retard d’au moins un jour dans le lancement de CAPSTONE afin de laisser plus de temps pour les vérifications finales des systèmes. L’article a été mis à jour.
Dans les années à venir, la NASA sera occupée sur la lune.
Une fusée géante surmonte une capsule sans astronautes autour de la lune et retour, peut-être avant la fin de l’été. Un défilé d’atterrisseurs robotiques déposera des expériences sur la lune pour recueillir des tonnes de données scientifiques, en particulier sur la glace d’eau piégée dans les régions polaires. Dans quelques années, les astronautes seront de retour là-bas, plus d’un demi-siècle après le dernier alunissage d’Apollo.
Ceux-ci font tous partie du programme lunaire du 21e siècle de la NASA nommé d’après Artémis, qui dans la mythologie grecque était la sœur jumelle d’Apollon.
Une fois cette semaine, un vaisseau spatial appelé CAPSTONE sera lancé en tant que premier morceau d’Artemis se dirigeant vers la lune. Comparé à ce qui va suivre, il est modeste en taille et en portée.
Il n’y aura pas d’astronautes à bord de CAPSTONE. Le vaisseau spatial est très petit, à peu près de la taille d’un four à micro-ondes. Cette sonde robotique n’atterrira pas sur la lune.
Mais elle diffère à bien des égards de toute mission lunaire précédente. Il pourrait servir de modèle aux partenariats public-privé que la NASA pourrait entreprendre à l’avenir pour avoir un meilleur impact sur ses vols interplanétaires.
« La NASA est déjà allée sur la Lune, mais je ne suis pas sûr que cela ait été organisé comme ça », a déclaré Bradley Cheetham, PDG et président d’Advanced Space, la société qui gère la mission de la NASA.
Le lancement était prévu pour lundi, mais dimanche, le lancement a été repoussé d’au moins un jour pour donner à Rocket Lab, Société américaine et néo-zélandaise Cela permet d’économiser le vol de CAPSTONE en orbite et plus de temps pour les vérifications finales du système.
« Les équipes évaluent la météo et d’autres facteurs pour déterminer quand aura lieu la prochaine tentative de lancement », a déclaré la NASA. Dans un article de blog. « La prochaine opportunité de lancement au cours de la période actuelle est le 28 juin. »
Le nom complet de la mission est Cislunar Autonomous GPS Technology Operations and Navigation Experience. Il servira d’explorateur d’orbite lunaire où une station spatiale habitée sera éventuellement construite dans le cadre d’Artemis. Cet avant-poste, appelé la passerelle, servira de station routière où les futurs équipages s’arrêteront avant de continuer vers la surface lunaire.
CAPSTONE est inhabituel pour la NASA à bien des égards. Par exemple, il est situé sur une rampe de lancement non pas en Floride mais en Nouvelle-Zélande. Deuxièmement, la NASA n’a ni conçu ni construit CAPSTONE, et ne l’exploitera pas non plus. L’agence n’en est même pas propriétaire. CAPSTONE appartient à Advanced Space, une entreprise de 45 employés dans la banlieue de Denver.
Le vaisseau spatial prend un chemin lent mais efficace vers la lune. Il y a des opportunités de lancement quotidiennes jusqu’au 27 juillet. Si le vaisseau spatial a décollé de la Terre d’ici là, quel que soit le jour où il décolle, il atteindra l’orbite autour de la Lune le même jour : le 13 novembre.
La mission CAPSTONE poursuit les efforts de la NASA pour collaborer de nouvelles façons avec des entreprises privées dans l’espoir d’acquérir plus rapidement des capacités supplémentaires à moindre coût.
« C’est une autre façon pour la NASA de déterminer ce dont elle a besoin pour découvrir et réduire les coûts », a déclaré Bill Nelson, administrateur de la NASA.
Le coût du contrat Advance Space avec la NASA pour CAPSTONE, signé en 2019, est de 20 millions de dollars. Le voyage de CAPSTONE dans l’espace est également petit et bon marché : un peu moins de 10 millions de dollars pour lancer le Rocket Lab.
« Cela représentera moins de 30 millions de dollars en moins de trois ans », a déclaré Christopher Baker, directeur exécutif du Small Spacecraft Technology Program de la NASA. « Relativement rapide et relativement peu coûteux. »
jusqu’à Beresheet, un effort minimal d’une organisation à but non lucratif israélienne pour atterrir sur la lune En 2019, pour un coût de 100 millions de dollars.
« Je vois cela comme un guide sur la façon dont nous pouvons aider à faciliter les missions commerciales au-delà de la Terre », a déclaré M. Baker.
Le Dr Cheetham a déclaré que la mission principale de CAPSTONE est de durer six mois, avec la possibilité d’une année supplémentaire.
Les données recueillies aideront les planificateurs de l’avant-poste lunaire connu sous le nom de Gateway.
Lorsque le président Donald J.
Cela a incité la NASA à faire d’une station spatiale autour de la lune un élément essentiel de la façon dont les astronautes se rendent sur la surface lunaire. Une telle localisation progressive leur permettrait d’atteindre plus facilement différentes parties de la lune.
Gateway n’utilisera pas la première mission d’atterrissage d’Artemis, qui est actuellement prévue pour 2025 mais sera probablement retardée. Mais les missions suivantes le feront.
La NASA a déterminé que le meilleur endroit pour placer cet avant-poste serait dans ce qu’on appelle l’orbite Halo semi-droite.
Les orbites de la couronne sont celles qui sont affectées par la gravité de deux objets – dans ce cas, la Terre et la Lune. L’impact des deux corps contribue à rendre l’orbite très stable, réduisant la quantité de carburant nécessaire pour maintenir le vaisseau spatial en orbite autour de la lune.
Les interactions gravitationnelles maintiennent également l’orbite à un angle d’environ 90 degrés lors de la visualisation de la ligne de visée depuis la Terre. (C’est la partie semi-droite du nom.) Ainsi, un vaisseau spatial sur cette orbite ne passe jamais derrière la Lune où les communications seront coupées.
L’orbite que la porte parcourra est située à environ 2 200 milles du pôle nord de la lune et orbite à 44 000 milles lorsqu’elle passe au-dessus du pôle sud. Un voyage autour de la lune prend environ une semaine.
En termes de mathématiques de base, les chemins exotiques tels que l’orbite d’un halo près de la ligne droite sont bien compris. Mais c’est aussi une orbite qu’aucun vaisseau spatial n’a parcourue auparavant.
Ainsi, CAPSTONE.
« Nous pensons que nous avons des caractéristiques très distinctes », a déclaré Dan Hartmann, directeur de programme chez Gateway. « Mais avec l’ensemble de charges utiles CAPSTONE, nous pouvons aider à valider nos modèles. »
En pratique, sans aucun satellite GPS autour de la lune pour un positionnement précis, il peut falloir quelques essais et erreurs pour déterminer la meilleure façon de maintenir le vaisseau spatial sur l’orbite souhaitée.
« La plus grande incertitude est de savoir où vous vous trouvez réellement », a déclaré le Dr Cheetham. « Vous ne savez jamais vraiment où vous vous trouvez dans l’espace. Vous avez donc toujours une idée de l’endroit où il se trouve avec une certaine incertitude autour de lui. »
Comme d’autres missions de la NASA, CAPSTONE triangulera son estimation de position en utilisant Signaux du Deep Space Network de la NASA des antennes paraboliques radio puis, si nécessaire, se propulse vers l’orbite souhaitée après avoir passé le point le plus éloigné de la Lune.
CAPSTONE testera également une autre façon de trouver son emplacement. Il est peu probable que quiconque consacre du temps et des dépenses à la construction d’un réseau GPS autour de la Lune. Mais il existe d’autres engins spatiaux, y compris Orbiteur de reconnaissance lunaire de la NASA, en orbite autour de la Lune, et plus susceptible d’arriver dans les années à venir. En communiquant les uns avec les autres, une flotte d’engins spatiaux sur des orbites disparates peut essentiellement créer un système de positionnement global (GPS) personnalisé.
Advanced Space développe cette technologie depuis plus de sept ans et va maintenant tester le concept avec CAPSTONE pour envoyer des signaux dans les deux sens à l’aide du Lunar Reconnaissance Orbiter. « Nous pourrons localiser les deux engins spatiaux au fil du temps », a déclaré le Dr Cheetham.
Lorsque j’ai commencé à développer CAPSTONE, Advanced Space a également décidé d’ajouter une horloge atomique à l’échelle d’une puce informatique au vaisseau spatial et de comparer cette heure avec celle diffusée depuis la Terre. Ces données peuvent également aider à déterminer l’emplacement du vaisseau spatial.
Étant donné qu’Advanced Space possède CAPSTONE, il avait la possibilité d’effectuer ce changement sans l’autorisation de la NASA. Et bien que l’agence collabore toujours étroitement sur de tels projets, cette flexibilité pourrait être une aubaine pour les deux entreprises privées telles que Advanced Space et la NASA.
« Parce que nous avions un contrat commercial avec nos fournisseurs, lorsque nous devions changer quelque chose, il n’était pas nécessaire de passer par une vérification majeure des agents de passation des marchés du gouvernement », a déclaré le Dr Cheetham. « Cela a aidé du point de vue de la vitesse. »
Le revers de la médaille est que, comme Advanced Space avait négocié des frais fixes pour la mission, la société n’a pas pu se rendre à la NASA pour demander des fonds supplémentaires (même si elle a reçu des paiements supplémentaires en raison de retards dans la chaîne d’approvisionnement dus à la pandémie de Covid-19). Des contrats plus traditionnels de la NASA, connus sous le nom de « supplément des coûts », paient les entreprises pour ce qu’elles dépensent, puis ajoutent des frais – reçus sous forme de bénéfices – en plus de cela, ce qui les incite peu à contrôler les coûts.
« Au fur et à mesure que les choses se sont avérées, nous avons dû trouver comment y faire face de manière très efficace », a déclaré le Dr Cheetham.
Ceci est similaire à la stratégie réussie de la NASA consistant à utiliser des contrats à prix fixe avec la société SpaceX d’Elon Musk, qui transporte désormais du fret et des astronautes vers et depuis la Station spatiale internationale à un coût bien inférieur à celui des navettes spatiales précédentes de l’agence. Pour SpaceX, les investissements de la NASA lui ont permis d’attirer des clients non-NASA intéressés par le lancement de charges utiles et d’astronautes privés en orbite.
Jusqu’à CAPSTONE, le travail d’Advanced Space était principalement théorique – analyser les orbites et écrire des programmes pour un GPS personnalisé – plutôt que de construire et d’exploiter des engins spatiaux.
L’entreprise n’est toujours pas dans le domaine de la construction d’engins spatiaux. « Nous avons acheté le vaisseau spatial », a déclaré le Dr Cheatham. « Je dis aux gens que les seules machines que nous construisons ici chez Advanced sont des Lego. Nous avons une énorme collection de Lego. »
Au cours des deux dernières décennies, Les petits satellites connus sous le nom de CubeSats ont proliféré, permettant à davantage d’entreprises de construire rapidement des engins spatiaux basés sur une conception standardisée avec chaque cube mesurant 10 centimètres ou quatre pouces. CAPSTONE est l’un des plus grands, avec un volume de 12 cubes, mais Advanced Space a pu l’acheter, grosso modo, auprès de Tyvak Nano-Satellite Systems à Irvine, en Californie.
Cela nécessite encore beaucoup de résolution de problèmes. par exemple, La plupart des CubeSats En orbite terrestre basse, à quelques centaines de kilomètres au-dessus de la surface. La lune est à près d’un quart de million de kilomètres.
« Personne n’a jamais volé avec cupsat sur la lune », a déclaré le Dr Cheetham. « Il est donc logique que personne n’ait construit de radios pour faire voler des CubeSats vers la lune. Et nous avons donc dû vraiment nous plonger dans beaucoup de ces détails et nous engager avec un tas de personnes différentes pour obtenir les systèmes qui pourraient fonctionner. »
M. Hartmann, directeur du programme Gateway, est enthousiasmé par CAPSTONE mais dit qu’il n’est pas nécessaire d’aller de l’avant avec l’avant-poste lunaire. La NASA a déjà attribué des contrats pour construire les deux premières unités Gateway. L’ESA contribue également à deux unités.
« Pouvons-nous voler sans ? » M. Hartmann a parlé de CAPSTONE. « Oui. Est-ce obligatoire ? Non.
Mais il a ajouté : « Chaque fois que vous pouvez réduire les barres d’erreur sur vos modèles, c’est toujours une bonne chose. »
Le Dr Cheetham envisage ce qui pourrait suivre, peut-être d’autres missions sur la Lune, que ce soit pour la NASA ou d’autres partenaires commerciaux. Il pense aussi plus loin que cela.
« Je suis très fasciné par l’idée de savoir comment nous pouvons faire quelque chose de similaire à Mars », a-t-il déclaré. « Je suis personnellement très intéressé par Vénus aussi. Je pense qu’il ne reçoit pas assez d’attention. »
« Évangéliste généraliste de la bière. Pionnier du café depuis toujours. Défenseur certifié de Twitter. Internetaholic. Praticien du voyage. »
More Stories
Combattez la grippe aviaire avec des lasers et des danseurs gonflables
Les étudiants de l'UCF fouillent le premier site de lancement au Cap avant le 75e anniversaire
Les meilleurs endroits à voir depuis Volusia