CAPSTONE geht es mehr als ein Jahr nach dem Start gut

Ein Jahr nach seinem Start läuft der private und finanzierte Mondorbiter Cubesat der NASA immer noch gut und liefert Daten zur Unterstützung der Artemis-Mondforschungsbemühungen der Agentur.

Die Raumsonde Cislunar Autonomous Positioning Technology Operations and Navigation Experiment (CAPSTONE) des Colorado-Startups Advanced Space begann im vergangenen Juli ihre Reise zum Mond, nachdem sie mit einer Rocket Lab Electron-Rakete gestartet worden war. Nachdem die Kommunikations- und Antriebsprobleme überwunden waren, trat die Raumsonde im November in eine nahezu gerade Halo-Umlaufbahn (NRHO) um den Mond ein.

CAPSTONE hat eine erste sechsmonatige Mission in dieser Umlaufbahn abgeschlossen und befindet sich nun auf einer „Boost“-Mission, die mindestens ein Jahr dauern soll. „Für uns konzentriert sich die Enhanced Mission lediglich auf weitere Automatisierungsexperimente und den Versuch, mehr Daten zu sammeln“, sagte Brad Cheetham, CEO von Advanced Space, in einem Interview. „Wir können einige neue Dinge ausprobieren. Wir können die Grenzen überschreiten.“

Seit seiner Ankunft auf dem Mond läuft die Raumsonde gut und weist nur geringfügige technische Probleme auf. „Wir haben viele Herausforderungen gemeistert, um zum Mond zu gelangen“, sagte er. „Als wir dort ankamen, gewöhnten wir uns an einen Betriebsrhythmus, der wirklich dazu beitrug, viele der Analysen zu ermöglichen, die das Gateway-Team im Johnson Space Center und andere durchführen, um zu lernen, wie man dort agiert.“

Die NASA finanzierte die Entwicklung von CAPSTONE für den NRHO-Stabilitätstest, der vom Lunar Gateway verwendet wird, das von der Agentur und internationalen Partnern im Laufe mehrerer Artemis-Missionen entwickelt wird. Dazu gehörten Einblicke in die Durchführung von Positionshaltemanövern zur Aufrechterhaltung der Umlaufbahn und in die Durchführung der Navigation.

Cheetham beschrieb die Beziehung seines Unternehmens zum Gateway-Programm der NASA als „außergewöhnlich“, die bereits vor der Entwicklung von CAPSTONE bestand. „Die Teamarbeit zwischen der Gateway-Analyse und der CAPSTONE-Planung verlief nahezu nahtlos“, sagte er und teilte Informationen mit, die die Gateway-Planung und den CAPSTONE-Betrieb unterstützten. „Es war ein Hin und Her, fast wie ein Team.“

Advanced Space hat CAPSTONE auch zum Testen autonomer Navigationstechnologien eingesetzt. Nach mehreren Versuchen stellte die Raumsonde eine Mesh-Verbindung mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter her und testete den „CAPS“-Teil des Missionsnamens. Sie verwendeten außerdem eine Atomuhr in Form eines Chips auf den Würfeln, um ihren Standort mithilfe von Zeitinformationen aus den zugehörigen Signalen von Bodenstationen zu bestimmen.

Das CAPSTONE Advanced Space Experiment wird die nächste Oracle-Raumschiffmission des Air Force Research Laboratory unterstützen. Das Unternehmen erhielt im November 2022 von AFRL einen Auftrag über 72 Millionen US-Dollar für die Entwicklung eines Kleinsatelliten, früher bekannt als Cislunar Highway Patrol System, zur Überwachung des Mondraums und zur Demonstration von Positionierungs- und Navigationstechnologien außerhalb der Erdumlaufbahn.

„Wir wissen, was diese Systeme können und wo sie auf Probleme stoßen könnten“, sagte er und ermöglichte dem Unternehmen, sich auf neue Aspekte der Mission zu konzentrieren. „Wir werden wirklich in der Lage sein, unsere Aufmerksamkeit auf neue Dinge zu lenken, die sich von CAPSTONE unterscheiden oder die möglicherweise schwieriger sind.“

Advanced Space gab zusammen mit dem CAPSTONE-Betrieb und der Oracle-Entwicklung bekannt, dass es ESCAPADE unterstützt, eine kleine NASA-Mission zur Untersuchung der Interaktion des Mars mit dem Sonnenwind, mit Missionsdesign und Navigation. Es ist auch Teil eines von Draper geführten Teams, das für die Landung eines Raumschiffs auf der anderen Seite des Mondes einen kommerziellen Preis der NASA Lunar Payload Services gewonnen hat.

In der Zwischenzeit könnte CAPSTONE nach der erweiterten Mission ein Jahr lang funktionieren. Die größte Sorge, sagte Cheetham, seien die Auswirkungen der Strahlung auf die Elektronik des Raumfahrzeugs, insbesondere wenn sich die Sonne dem Höhepunkt ihres 11-jährigen Aktivitätszyklus nähere. Die ausfallsicheren Systeme von Cubesat haben sich bisher von mehreren strahlungsbedingten Störungen erholt, es ist jedoch ungewiss, wie viel Gesamtdosis diese Systeme erhalten könnten, bevor sie zerfallen.

Er fügte hinzu, dass Motivation kein Problem sei. „Wir verfügen über eine große Delta-V-Marge und haben sie sehr effizient eingesetzt“, sagte er. „Als von Orbitalmechanikern geleitete und betriebene Mission verfügen wir über reichlich Treibstoff. Im Rahmen des Programms wird uns der Treibstoff nicht ausgehen.“

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