En unos años, si todo va bien, los astronautas de la NASA viajarán a la luna a bordo de un Orión cápsula, un refugio de 8,5 toneladas que ocupa una gran sala. Pero en el otro extremo del espectro de tamaño, aunque, en muchos sentidos, no menos importante para los objetivos de exploración lunar, se encuentra una nave espacial que podría caber perfectamente en un escritorio de oficina.
Esa nave es el Experimento de Navegación y Operaciones de Tecnología del Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar—CAPSTONE, para abreviar. Se lanzará a la luna a fines de junio, convirtiéndose potencialmente en el primer satélite lunar de su clase. Y se está realizando una prueba en la que se planean misiones futuras, quizás más brillantes. CAPSTONE puede ayudar a la NASA a crear un centro de comunicaciones que, en un futuro no muy lejano, rodeará la luna.
La comunidad del CubeSat
A pesar de su tamaño, CAPSTONE es notable por varias razones, muchas de las cuales tienen que ver con la clase del satélite: CubeSat.
Los CubeSats son, bueno, cúbicos: los modelos base comunes son
Desde 1998 hasta principios de junio de 2022, 1.862 CubeSats han lanzadoy ese número se duplicará con creces para 2028. El bajo costo de CubeSats significa que están al alcance de aficionados, grupos universitarios, nuevas empresas, pequeños países en desarrollo y otros que carecen de los recursos de SpaceX o el gran espacio del mundo. agencias
Pero el bajo costo de CubeSats también los ha hecho atractivos para otras misiones. En 2019, la NASA contratado firma privada Advanced Space para construir CAPSTONE por $13.7 millones. (A modo de comparación, incluso la sonda lunar grande más rudimentaria puede costar un orden de magnitud más). Advanced Space eligió usar CubeSats para poner la sonda en el espacio de forma económica y rápida.
[Related: This satellite has high hopes—the transformation of Finland’s space industry]
La gran mayoría de CubeSats viven en órbita terrestre. Sólo unos pocos han ido más allá. En 2018, dos llegaron a Marte junto con la misión Mars InSight de la NASA. Absolutamente ninguno ha ido al destino de CAPSTONE en la órbita de la luna.
“Hasta la fecha, no ha habido cubesats lunares”, dice Jekan Thanga, un ingeniero de la Universidad de Arizona, que no está involucrado con CAPSTONE. “CAPSTONE en realidad será el primero en ese sentido”.
Otros CubeSats viajan con el vuelo de prueba no tripulado Artemis 1. Dependiendo de cuándo se lancen, actualmente programado para no antes de agosto, pueden superar a CAPSTONE en la luna.
Las dos misiones de CAPSTONE
CAPSTONE se lanzará desde Wallops Island en Chesapeake Bay en un Cohete de electrones, construido por la empresa espacial privada Rocket Labs, que principalmente lanza pequeños satélites a la órbita terrestre. CAPSTONE será el primer intento de Electron de llegar a la luna. “Eso también es un precedente”, dice Thanga.
A principios de noviembre, después de un viaje de 3,5 meses, CAPSTONE se insertará en un bucle peculiarmente alargado alrededor de la luna, llamado órbita de halo casi rectilínea (NRHO). Esto oscila entre 1000 millas por encima de un polo y 43 500 millas por encima del otro polo. Entrar en NRHO es más que una curiosidad divertida. CAPSTONE probará esta órbita para el futuro Portal Lunaruna estación espacial en órbita lunar planificada como parte del programa Artemis.
“No hay duda real de que las matemáticas funcionen”, dice Cheetham, pero CAPSTONE les dará a los operadores de naves espaciales práctica para entrar en esa órbita.
Mientras orbita alrededor de la luna, CAPSTONE intentará hacer otra cosa: hablar con una nave espacial sin contactar al control de tierra en la Tierra. La computadora a bordo de CAPSTONE intentará conectarse con el Lunar Reconnaissance Orbiter, una nave espacial anterior de la NASA que ha estado mapeando la superficie de la luna desde 2009, y calculará las posiciones de ambas naves espaciales. Cuando la comunicación de la Tierra a la Luna, incluso a la velocidad de la luz, toma más de 1 segundo, poder chatear con los satélites locales es una habilidad útil.
Los futuros CubeSats, dice Thanga, podrían hacer que esa habilidad sea más permanente. Por ejemplo, permitiría una comunicación más fácil con el lado lejano de la Luna, actualmente fuera del alcance de la Tierra. Cuando el módulo de aterrizaje chino Chang’e-4 aterrizó en el lado oculto de la luna el año pasado, necesario otro satélite para transmitir mensajes hacia y desde la Tierra.
Los satélites lunares que se comunican entre sí pueden evitar colisiones más fácilmente y no tendrán que llamar al control terrestre de la Tierra para todas sus necesidades. “Lo que queremos hacer es priorizar ese contacto con el suelo”, dice Cheetham, eliminando los controles de ubicación de rutina a favor de la transmisión de datos operativos importantes.
La comunicación es el rey
La atención del mundo probablemente estará en las peleas de Artemisa tripuladas, cada vez que despeguen, con la primera fijado para 2024. Pero las misiones a pequeña escala como CAPSTONE son necesarias para sentar las bases (o el trabajo espacial, por así decirlo) para esos astronautas.
Se están preparando más misiones lunares, que podrían lanzarse tan pronto como a fines de este año. NASA ha tocado un puñado de empresas para construir una armada de módulos de aterrizaje lunares, equipados con experimentos científicos para medir cosas como el agua del subsuelo, la composición de la superficie de la luna y la fuerza de su campo magnético, que prueban las perspectivas de una futura vida lunar.
[Related: We could actually learn a lot by going back to the moon]
A medida que más y más vuelos y astronautas de Artemis lleguen a la luna, dependerán de una infraestructura como Lunar Gateway, que actuará como un centro de comunicaciones y un centro de entrega para los astronautas en la superficie. ese plano tiene enfrentó críticas—algunos comentaristas han sugerido que enviar alunizajes a través de Gateway hará que las misiones requieran más energía y combustible caro.
Pero Gateway es solo el comienzo. Las agencias espaciales y sus socios detrás de Artemis están planeando todo, desde minas lunares a navegador lunar a centrales nucleares lunares.
“La sensación es que va a haber mucho más tráfico hacia la luna”, dice Thanga, “y eso requiere mucha más infraestructura, incluidos sistemas como Gateway”.