August 15, 2022

Kreuznacher Rundschau

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Ein Raumschiff von der Größe einer Mikrowelle wird eine neue Umlaufbahn zwischen Erde und Mond testen

Ein Raumschiff von der Größe einer Mikrowelle wird eine neue Umlaufbahn zwischen Erde und Mond testen

Der kleine Satellit namens A Cubesat, etwa so groß wie ein Mikrowellenherd und mit einem Gewicht von nur 25 Kilogramm, aber es wird das erste sein, das eine einzigartige Umlaufbahn um den Mond testet. Der CubeSat wird als Wegweiser für Gateway dienen, einen Mondaußenposten, der Astronauten als Zwischenstation zwischen Erde und Mond dienen wird.

Die Umlaufbahn, die als proximale Recti-Umlaufbahn der Korona bezeichnet wird, ist sehr langgestreckt und bietet Stabilität für Langstreckenmissionen, während sie nur wenig Energie benötigt, um sie aufrechtzuerhalten – genau das, was das Gateway benötigt. Die Umlaufbahn befindet sich an einem ausgeglichenen Punkt in der Anziehungskraft von Mond und Erde.

Die Mission mit dem Namen Cislunar Autonomous GPS Technology Operations and Navigation Experience, bekannt als CAPSTONE, soll am Montag, den 27. Juni, um 6:00 Uhr ET von der Startrampe abheben. Der CubeSat wird an Bord der Electron-Rakete von Rocket Lab vom Launch Complex 1 des Unternehmens in Neuseeland gestartet.

Sobald CAPSTONE gestartet ist, wird es seinen Orbitpunkt innerhalb von drei Monaten erreichen und dann die nächsten sechs Monate im Orbit verbringen. Das Raumfahrzeug könnte mehr Daten über die Leistungs- und Schubanforderungen für das Tor liefern.

Die CubeSat-Umlaufbahn wird das Raumschiff alle sieben Tage bis auf 1.609,3 km (1.000 Meilen) an einen Mondpol in seinem nächstgelegenen Korridor und bis auf 70.006,5 km (43.500 Meilen) an den anderen Pol bringen. Die Verwendung dieser Umlaufbahn wäre energieeffizienter für Raumfahrzeuge, die in das Tor ein- und ausfliegen, da es weniger Schub erfordert als kreisförmigere Umlaufbahnen.

Das Miniatur-Raumschiff wird auch zum Testen der Erdkommunikationsfähigkeiten von dieser Umlaufbahn aus verwendet, die eine klare Sicht auf die Erde bietet und gleichzeitig den Südpol des Mondes abdeckt – wo die ersten Artemis-Astronauten voraussichtlich im Jahr 2025 landen werden.

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Der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA, der den Mond seit 13 Jahren umkreist, wird einen Bezugspunkt für CAPSTONE darstellen. Die beiden Raumfahrzeuge werden direkt miteinander kommunizieren, sodass Teams auf der Erde die genaue Entfernung zwischen ihnen und ihrem Zuhause am CAPSTONE-Standort messen können.

Die Zusammenarbeit zwischen den beiden Raumfahrzeugen könnte die autonome Navigationssoftware von CAPSTONE namens CAPS oder das Cislunar Autonomous Positioning System testen. Wenn diese Software wie erwartet funktioniert, könnte sie von zukünftigen Raumfahrzeugen verwendet werden, ohne auf die Verfolgung von der Erde angewiesen zu sein.

„Die CAPSTONE-Mission ist nicht nur eine wertvolle Einführung in Gateway, sondern auch in das Orion-Raumschiff und das bemannte Landesystem“, sagte Nujoud Merancy, Leiter des Planungsbüros für Explorationsmissionen der NASA im Johnson Space Center in Houston. „Gateway und Orion werden Daten von CAPSTONE verwenden, um unser Modell zu validieren, was für den Betrieb und die zukünftige Missionsplanung entscheidend sein wird.“

Kleine Satelliten für große Missionen

Die CAPSTONE-Mission ist eine schnelle, kostengünstige Demonstration mit dem Ziel, den Grundstein für zukünftige kleine Raumfahrzeuge zu legen, sagte Christopher Baker, Small Spacecraft Technology Program Manager für das Space Technology Mission Directorate der NASA.

Kleine Missionen, die schnell zusammengestellt und zu geringeren Kosten gestartet werden können, bedeuten, dass sie Möglichkeiten nutzen können, die größere, teurere Missionen einfach nicht können.

„Oft lernt man bei Flugtests aus Fehlern, wenn nicht sogar mehr, als aus Erfolg. Wir können mehr Risiken eingehen, da wir wissen, dass ein Fehlerpotenzial besteht, aber wir können diesen Fehler akzeptieren, um zu fortgeschrittenen Fähigkeiten überzugehen.“ „In diesem Fall ist Scheitern eine Option.“

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Die aus kleineren CubeSat-Missionen gewonnenen Erkenntnisse könnten in Zukunft größeren Missionen zugute kommen – und CubeSats haben bereits damit begonnen, anspruchsvollere Ziele aus der erdnahen Umlaufbahn zu identifizieren.

Als sich der InSight-Lander der NASA 2018 auf seiner fast siebenmonatigen Reise zum Mars befand, war sie nicht allein. Zwei koffergroße Raumschiffe namens MarCOFolgen Sie InSight auf seiner Reise. Sie waren die ersten kubischen Satelliten, die in den Weltraum flogen.

Während des Eintritts, der Landung und der Landung von InSight empfingen und transportierten MarCO-Satelliten die Sonde, um der NASA mitzuteilen, dass sich InSight sicher auf der Oberfläche des Roten Planeten befand. Sie heißen EVE und WALL-E nach den Robotern aus dem Pixar-Film von 2008.

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Die Tatsache, dass die winzigen Satelliten es zum Mars schafften und hinter InSight durch den Weltraum flogen, begeisterte die Ingenieure. Cube-Satelliten flogen nach der Landung von Insight weiter am Mars vorbei, verstummten aber Ende des Jahres. Aber der MarCO war ein ausgezeichneter Test dafür, wie CubeSats größere Missionen durchführen könnte.

Diese kleinen, aber leistungsstarken Raumschiffe werden im September erneut eine unterstützende Rolle spielen, wenn die DART-Mission oder der Double Asteroid Redirection Test absichtlich mit Demorphos kollidieren wird, während es den erdnahen Asteroiden Didymos umkreist, um die Bewegung des Asteroiden im Weltraum zu verändern.

Die Kollision wird von aufgezeichnet LICIACube oder italienischer Lichtwürfel für Asteroidenaufnahmen, der begleitende kubische Satellit, der von der italienischen Weltraumbehörde bereitgestellt wird. Der CubeSat hat die Größe einer Aktentasche auf DART, das im November 2021 gestartet wurde, und wird vor dem Aufprall veröffentlicht, damit er aufzeichnen kann, was passiert. Drei Minuten nach dem Aufprall wird der CubeSat von Dimorphos geflogen, um Fotos und Videos aufzunehmen. Das Video der Kollision wird zur Erde zurückgesendet.
Das Die Artemis-I-Mission wird außerdem drei CubeSats in der Größe einer Müslischachtel transportieren das eine Reise in den Weltraum unterbricht. Unabhängig davon werden kleine Satelliten Wasserstoff am Südpol des Mondes messen und Wasserablagerungen auf dem Mond kartieren, Vorbeiflüge am Mond durchführen und Partikel und Magnetfelder untersuchen, die von der Sonne fließen.

Günstigere Aufgaben

Die CAPSTONE-Mission baut auf der Partnerschaft der NASA mit kommerziellen Unternehmen wie Rocket Lab, Stellar Exploration, Terran Orbital Corporation und Advanced Space auf. Die Mondmission wurde mithilfe eines innovativen Forschungsvertrags für kleine Unternehmen zu einem Festpreis gebaut – in weniger als drei Jahren und für weniger als 30 Millionen US-Dollar.

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Große Missionen können Milliarden von Dollar kosten. Der Persevering-Rover, der derzeit den Mars erkundet, hat laut einer Überprüfung des NASA-Generalinspektors Kosten von mehr als 2 Milliarden US-Dollar und die Artemis-I-Mission 4,1 Milliarden US-Dollar.

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Diese Art von Verträgen könnte die Chancen auf kleine, erschwingliche Missionen zum Mond und zu anderen Zielen erhöhen und gleichzeitig einen Rahmen für die kommerzielle Unterstützung zukünftiger Mondoperationen schaffen, sagte Baker.

Baker hofft, dass kleine Raumfahrzeugmissionen das Tempo der Weltraumforschung und wissenschaftlichen Entdeckungen erhöhen werden – und CAPSTONE und andere CubeSats sind nur der Anfang.

Korrektur: Eine frühere Version dieser Geschichte enthielt ein falsches Veröffentlichungsdatum.