Un minuscule vaisseau spatial avec de grandes implications pour l’exploration lunaire a été lancé.

Le minuscule satellite, appelé CubeSat, a à peu près la taille d’un four à micro-ondes et ne pèse que 55 livres (25 kilogrammes), mais ce sera le premier à tester une orbite lunaire elliptique unique. Le CubeSat servira d’éclaireur pour Gateway, un avant-poste lunaire en orbite qui servira de station de passage entre la Terre et la Lune pour les astronautes.

L’orbite, qui s’appelle une orbite de halo presque rectiligne, est très allongée et offre une stabilité pour les missions à long terme tout en nécessitant peu d’énergie pour être maintenue, ce qui est exactement ce dont la passerelle aura besoin. L’orbite existe à un point équilibré dans les gravités de la lune et de la terre.

La mission, appelée Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment, et connue sous le nom de CAPSTONE, a décollé de la rampe de lancement mardi à 5 h 55 HE. Le CubeSat a été lancé à bord de la fusée Electron de Rocket Lab depuis le Launch Complex 1 de la société en Nouvelle-Zélande.

Il atteindra le point d’orbite dans les trois mois et passera ensuite les six prochains mois en orbite. Le vaisseau spatial peut fournir plus de données sur les exigences de puissance et de propulsion pour la passerelle.

L’orbite du CubeSat amènera le vaisseau spatial à moins de 1 000 miles (1 609,3 kilomètres) d’un pôle lunaire à son passage le plus proche et à moins de 43 500 miles (70 006,5 kilomètres) de l’autre pôle tous les sept jours. L’utilisation de cette orbite sera plus économe en énergie pour les engins spatiaux volant vers et depuis la passerelle, car elle nécessite moins de propulsion que des orbites plus circulaires.

Le vaisseau spatial miniature sera également utilisé pour tester les capacités de communication avec la Terre depuis cette orbite, qui a l’avantage d’une vue dégagée sur la Terre tout en offrant une couverture pour le pôle sud lunaire – où les premiers astronautes d’Artemis devraient atterrir en 2025. .

L’orbite de reconnaissance lunaire de la NASA, qui tourne autour de la lune depuis 13 ans, fournira un point de référence pour CAPSTONE. Les deux engins spatiaux communiqueront directement entre eux, permettant aux équipes au sol de mesurer la distance entre chacun et de se diriger vers l’emplacement exact de CAPSTONE.

La collaboration entre les deux engins spatiaux peut tester le logiciel de navigation autonome de CAPSTONE, appelé CAPS, ou le système de positionnement autonome Cislunar. Si ce logiciel fonctionne comme prévu, il pourrait être utilisé par de futurs engins spatiaux sans compter sur le suivi depuis la Terre.

« La mission CAPSTONE est un précurseur précieux non seulement pour Gateway, mais aussi pour le vaisseau spatial Orion et le système d’atterrissage humain », a déclaré Nujoud Merancy, chef du bureau de planification des missions d’exploration de la NASA au Johnson Space Center à Houston. « Gateway et Orion utiliseront les données de CAPSTONE pour valider notre modèle, ce qui sera important pour les opérations et la planification de la future mission. »

PETITS SATELLITES EN GRANDE MISSION

La mission CAPSTONE est une démonstration rapide et peu coûteuse dans le but d’aider à jeter les bases de futurs petits engins spatiaux, a déclaré Christopher Baker, responsable du programme de technologie des petits engins spatiaux à la Direction des missions de technologie spatiale de la NASA.

De petites missions qui peuvent être assemblées et lancées rapidement à moindre coût signifient qu’elles peuvent prendre des risques que des missions plus importantes et plus coûteuses ne peuvent pas.

« Très souvent, lors d’un test en vol, vous apprenez autant, sinon plus, de l’échec que de la réussite. Nous pouvons nous permettre de prendre plus de risques, sachant qu’il y a une probabilité d’échec, mais que nous pouvons accepter cet échec afin pour passer à des capacités avancées », a déclaré Baker. « Dans ce cas, l’échec est une option. »

Les leçons tirées des petites missions CubeSat peuvent éclairer des missions plus importantes sur toute la ligne – et les CubeSats se sont déjà lancés vers des destinations plus difficiles que l’orbite terrestre basse.

Lorsque l’atterrisseur InSight de la NASA effectuait son voyage de près de sept mois sur Mars en 2018, il n’était pas seul. Deux engins spatiaux de la taille d’une valise, appelés MarCO, ont suivi InSight dans son voyage. Ce sont les premiers satellites cubiques à voler dans l’espace lointain.

Pendant l’entrée, la descente et l’atterrissage d’InSight, les satellites MarCO ont reçu et transmis des communications de l’atterrisseur pour faire savoir à la NASA qu’InSight était en sécurité à la surface de la planète rouge. Ils ont été surnommés EVE et WALL-E, pour les robots du film Pixar de 2008.

Le fait que les minuscules satellites se soient rendus sur Mars, volant derrière InSight dans l’espace, a enthousiasmé les ingénieurs. Les CubeSats ont continué à voler au-delà de Mars après l’atterrissage d’InSight, mais se sont tus à la fin de l’année. Mais MarCO était un excellent test de la façon dont les CubeSats peuvent suivre des missions plus importantes.

Ces engins spatiaux minuscules mais puissants joueront à nouveau un rôle de soutien en septembre, lorsque la mission DART, ou le test de redirection de double astéroïde, s’écrasera délibérément sur la lune Dimorphos alors qu’elle orbite autour de l’astéroïde proche de la Terre Didymos pour modifier le mouvement de l’astéroïde dans l’espace. .

La collision sera enregistrée par LICIACube, ou Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids, un satellite cube compagnon fourni par l’Agence spatiale italienne. Le CubeSat de la taille d’une mallette voyage sur DART, qui a été lancé en novembre 2021, et sera déployé à partir de celui-ci avant l’impact afin qu’il puisse enregistrer ce qui se passe. Trois minutes après l’impact, le CubeSat survolera Dimorphos pour capturer des images et des vidéos. La vidéo de l’impact sera diffusée sur Terre.

La mission Artemis I transportera également trois CubeSats de la taille d’une boîte de céréales qui feront du stop dans l’espace lointain. Séparément, les minuscules satellites mesureront l’hydrogène au pôle sud de la lune et cartographieront les dépôts d’eau lunaires, effectueront un survol lunaire et étudieront les particules et les champs magnétiques provenant du soleil.

DES MISSIONS PLUS ABORDABLES

La mission CAPSTONE s’appuie sur le partenariat de la NASA avec des sociétés commerciales telles que Rocket Lab, Stellar Exploration, Terran Orbital Corporation et Advanced Space. La mission lunaire a été construite à l’aide d’un contrat de recherche innovant à prix fixe pour les petites entreprises – en moins de trois ans et pour moins de 30 millions de dollars.

Les missions plus importantes peuvent coûter des milliards de dollars. Le rover Perseverance, actuellement en exploration sur Mars, a coûté plus de 2 milliards de dollars américains et la mission Artemis I a un coût estimé à 4,1 milliards de dollars, selon un audit du Bureau de l’inspecteur général de la NASA.

Ces types de contrats peuvent élargir les opportunités de petites missions plus abordables sur la Lune et d’autres destinations tout en créant un cadre pour le soutien commercial des futures opérations lunaires, a déclaré Baker.

L’espoir de Baker est que les missions de petits engins spatiaux puissent accélérer le rythme de l’exploration spatiale et des découvertes scientifiques – et CAPSTONE et les autres CubeSats ne sont que le début.