Il 28 giugno 2022 la NASA ha lanciato CAPSTONE, un piccolo satellite del peso di 25 kg e delle dimensioni di un forno microonde, con un vettore Electron di RocketLab. Questa missione rappresenta di fatto il primo passo del programma Artemis e possiede pertanto un enorme significato tanto scientifico quanto simbolico.
Non sono pochi però i problemi che ha incontrato durante il suo viaggio. Dopo l’ultima manovra eseguita a inizio settembre, non tutto è andato come previsto, e il satellite ha iniziato a ruotare su se stesso. Ora sembra che i team di NASA e Advanced Space siano riusciti a risolvere il problema, garantendo il corretto arrivo a destinazione. La sonda è attualmente in viaggio verso l’orbita lunare, dove è previsto che arrivi il 13 novembre.
Il suo obbiettivo è raggiungere una Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO), la stessa su cui sarà posizionata la nuova stazione spaziale Lunar Gateway. Capstone sta utilizzando un metodo di trasferimento balistico lunare (BLT) che consente un basso consumo di carburante al costo di una durata del viaggio maggiore rispetto alle traiettorie “canoniche”. Il viaggio del satellite durerà complessivamente quattro mesi.
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È possibile “seguire in diretta” il viaggio della sonda CAPSTONE attraverso un Tool online fornito da NASA cliccando su questo link e digitando il nome del satellite nella opportuna barra di ricerca.
L’anomalia
Durante il suo viaggio, la sonda deve eseguire diverse manovre intermedie di correzione della traiettoria (TCM). L’8 settembre, al termine della terza manovra di correzione (TCM-3), la sonda ha restituito dei valori imprevisti, entrando poi in safe mode. Dalla analisi della telemetria, gli ingegneri hanno rilevato che CAPSTONE aveva iniziato a ruotare su se stesso.
Il sistema di controllo d’assetto non era più in grado di mantenere l’orientazione nominale a causa della saturazione delle ruote di reazione. Il 12 settembre, attraverso un comunicato ufficiale, Advanced Space ha riferito che la manovra TCM-3 si era conclusa quasi completamente al momento del guasto. CAPSTONE era quindi rimasto in una orbita ancora idonea alla cattura dalla gravità lunare.
Successivamente il team ha identificato la causa più probabile del guasto nel malfunzionamento di una valvola di uno degli otto propulsori. Per questo motivo si è deciso di studiare le manovre future al fine di aggirare la valvola interessata, comprese le due manovre di correzione della traiettoria ancora in programma prima dell’arrivo di CAPSTONE nella sua orbita definitiva.
Segnali di speranza
Il 31 ottobre 2022 Advanced Space LLC ha comunicato di aver completato con successo la quarta manovra di correzione della traiettoria per CAPSTONE. La TCM-4, che è avvenuta lo scorso giovedì, è stata la quarta delle sei manovre pianificate durante il viaggio verso la Luna. Questa fa seguito al ripristino delle capacità del veicolo spaziale che sembra quindi aver risolto l’anomalia verificatasi dopo il TCM-3.
CAPSTONE ha smesso di ruotare e, dopo la recente manovra, sta mantenendo la rotta corretta per raggiungere l’orbita lunare. Gli ingegneri di Advanced Space hanno infatti riferito che durante la TCM-4 il sistema di propulsione del veicolo spaziale ha funzionato per la durata nominale di circa 220 secondi e, al momento, tutti i parametri rimangono prossimi ai valori ideali. Il satellite vola da solo nello spazio da oltre 100 giorni (125 giorni dal lancio, 119 giorni dalla separazione) e, al momento dell’esecuzione della manovra, si trovava a circa 495.800 km dalla Terra (~14 volte più lontano della fascia GEO e ~111.400 km più lontano della Luna).
Come previsto, la crociera si è finora concentrata sulla preparazione del veicolo spaziale per la sua missione sulla Luna. A tal proposito sono arrivati ulteriori segnali incoraggianti. Recentemente il Deep Space Network (DSN) ha eseguito un test con il Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA. Questa prova, che ha avuto un esito positivo, è servita per confermare che LRO può ricevere e restituire il segnale che CAPSTONE utilizzerà per interagire.
Uno degli obiettivi principali della missione è, infatti, il collaudo del software CAPS (Cislunar Autonomous Positioning System) sviluppato dalla stessa Advanced Space. Quest’ultimo è responsabile dell’erogazione dei servizi di navigazione autonoma tra due o più satelliti che consentiranno ai futuri veicoli spaziali di determinare la propria posizione nello spazio senza affidarsi esclusivamente al tracciamento dalla Terra.
La preoccupazione lascia spazio all’ottimismo
La missione dovrebbe durare almeno 6 mesi, con opportunità di proroga di ulteriori 12 mesi e, finalmente, tra gli addetti ai lavori comincia a trasparire ottimismo. “Questo TCM conferma la preparazione, l’analisi approfondita, la collaborazione tra i team e il duro lavoro continuo per consentire il successo di questa missione, soprattutto dopo la recente anomalia”, ha dichiarato Alec Forsman, Systems Engineering Lead e Mission Operations Manager di CAPSTONE presso Advanced Space.
Dichiarazioni incoraggianti sono pervenute anche da parte di Christopher Baker, program executive del programma Small Spacecraft Technology presso lo Space Technology Mission Directorate della NASA.
Il team CAPSTONE di Advanced Space, Terran Orbital e dei loro partner ha dimostrato una grande capacità di recupero nelle ultime settimane. Ora che CAPSTONE si sta avvicinando all’orbita lunare, siamo impazienti di entrare nel vivo delle dimostrazioni tecnologiche che fanno parte di questa missione e di raccogliere dati operativi con il veicolo spaziale in orbita attorno alla Luna. CAPSTONE è un ottimo esempio del lavoro che possiamo fare con i nostri partner commerciali, le piccole imprese e i piccoli veicoli spaziali.
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