Z Nowej Zelandii na Księżyc. Wystartowała misja Capstone, której celem jest zbadanie orbity przyszłej stacji księżycowej Gateway

W tym artykule:

1. Misja Capstone – przygotowania
2. W drodze na orbitę

We wtorek w południe czasu polskiego z kosmodromu w Nowej Zelandii wystartowała należąca do firmy Rocket Lab rakieta Electron, która wyniosła na orbitę satelitę Capstone. Ten maleńki satelita, tzw. cubesat, należący do Advance Space, ma wielkie zadanie: zbadania stabilności wydłużonej, eliptycznej orbity zwanej halo. Tej samej, po której za kilka lat ma przemieszczać się pierwsza stacja orbitalna wokół Księżyca, czyli Gateway.

Ten ważący około 25 kg satelita został wyniesiony należącą do nowozelandzko-amerykańskiej firmy Rocket Lab rakietą Electron. Jednak nie był to ta sam Electron, którego ostatni stopień całkiem niedawno wrócił na Ziemię złapany przez helikopter.

Misja Capstone – przygotowania

– Poświęciliśmy dwa lata na zamontowanie na niewielkiej rakiecie urządzeń wykorzystywanych w dużych rakietach przewidzianych do lotów w daleki kosmos, czyli takich jak Saturn V czy testowany właśnie SLS – mówi inż. Marcin Stolarski z Rocket Lab. – W związku z tym, że nasza rakieta jest bardzo mała, cały sprzęt należało zminiaturyzować. Zaprojektowaliśmy też całkowicie nowy, trzeci stopień rakiety, tzw. Photon. Jest wyposażony w silnik najnowszej generacji Hyper Curie. Photon najpierw wyniesie satelitę na tzw. orbitę transferową, po której cubesat dotrze w pobliże Księżyca, a następnie uda się w dalszą podróż, pozwalając nam na wykonanie testów niezbędnych do przyszłych misji wenusjańskich i marsjańskich – dodaje inżynier.

Jak powstał Księżyc? Jedna z teorii mówi o katastrofie na niewyobrażalną skalę

Nasz Księżyc znajduje się w piątce największych księżyców Układu Słonecznego. Jest też najlepiej przebadanym z nich. A jednak naukowcy wciąż nie są pewni, jak powstał Księżyc.

Marcin Stolarski w Rocket Lab zajmuje się komunikacją radiową. Jego zadaniem w misji dla misji Photon/Capstone było dobranie komponentów systemu komunikacji radiowej, odpowiednia konfiguracja anten i zapewnienie łączności z Photonem nawet wówczas, gdy po separacji z satelitą zacznie oddalać się od Ziemi, by dotrzeć na odległość 1,3 mln km. To 3 razy dalej niż wynosi odległość Ziemia–Księżyc.

– Utrzymanie takiej komunikacji przypomina celowanie wąską wiązką laserową w punkt wielkości monety na odległość setek tysięcy kilometrów – wyjaśnia inżynier i dodaje, że testy samego nadajnika radiowego Photona trwały pół roku.

W drodze na orbitę

Photon z cubesatem Capstone na pokładzie będą podróżowały wokół Ziemi przez sześć dni, zmieniając powoli orbitę na coraz wyższą, by dotrzeć do tzw. orbity transferowej, dzięki której uwolniony Capstone wejdzie na tzw. prostoliniową orbitę okołoksiężycową, zwaną halo.
Orbity halo to te, na które wpływa grawitacja dwóch ciał – w tym przypadku Ziemi i Księżyca. Wpływ obu ciał pomaga uczynić orbitę wysoce stabilną, minimalizując ilość paliwa potrzebną do utrzymania statku kosmicznego krążącego wokół Księżyca.

Oddziaływania grawitacyjne utrzymują również orbitę pod kątem około 90 stopni do linii wzroku z Ziemi. Tak więc statek kosmiczny na tej orbicie nigdy nie przelatuje za Księżycem, gdzie komunikacja zostałaby odcięta.

Zaskakująca hipoteza: Księżyc od miliardów lat sekretnie podkrada wodę z Ziemi

Skąd się wzięła woda na Księżycu? Dotychczas zakładano, że jej źródłem były asteroidy uderzające w naszego naturalnego satelitę. Naukowcy zaproponowali właśnie dodatkowe wyjaśnieni...

Orbita, którą pokona Capstona, a która ma w przyszłości służyć stacji Gateway, znajduje się w odległości około 3500 km od bieguna północnego Księżyca i zapętla się aż do 70 800 km dalej, gdy przechodzi nad biegunem południowym. Podróż po niej dookoła Księżyca zajmie około tygodnia. Żaden statek kosmiczny nigdy nie podróżował po tej orbicie. Właśnie dlatego Capstone musi dostarczyć NASA dane pozwalające potwierdzić modele matematyczne do obsługi placówki Gateway na prawie prostoliniowej orbicie halo.

Jednak to nie NASA zaprojektowała sondę, nie będzie również jej obsługiwać. Statek kosmiczny należy i będzie zarządzany przez Advanced Space, 45-osobową firmę na obrzeżach Denver. Advanced Space faktycznie kupił 25- kilogramowego satelitę wielkości kuchenki mikrofalowej od innej firmy, Terran Orbital.

Misja Capstone trafi na docelową orbitę 13 listopada 2022 roku. Misja Photona zakończy się nawet wcześniej, na przełomie września i października tego roku.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.