¿Por qué esta sonda tardará tanto en llegar a la Luna?

Una pequeña nave espacial lanzada el martes desde Nueva Zelanda nos acerca un paso más al regreso de los humanos a la Luna. El CubSat, denominado CAPSTONE, analizará la estabilidad de la órbita prevista para la futura estación en órbita alrededor de nuestro satélite prevista en el marco del programa Artemis. Está previsto que llegue en noviembre. Pero, ¿por qué su viaje es tan largo?

¿Por qué la NASA está lanzando CAPSTONE?

Uno de los componentes clave de una presencia humana sostenida alrededor de la Luna será la Lunar Orbital Platform-Gateway, una estación espacial que facilitará los viajes regulares hacia y desde la superficie. Para operar, este puesto de avanzada deberá colocarse en un órbita de halo casi rectilínea.

Como recordatorio, las órbitas del halo están influenciadas por la gravedad de dos cuerpos (aquí, la Tierra y la Luna). La influencia de estos dos cuerpos ayuda a hacer la órbita. muy estableminimizando la cantidad de propulsor necesario para maniobrar una nave alrededor de la Luna.

Estas interacciones gravitatorias también mantienen la órbita en un ángulo de unos 90 grados con respecto a la línea de visión desde la Tierra. Así, una nave colocada en este tipo de órbita nunca pasa por detrás de la Luna, lo que facilitar la comunicación con personal de tierra.

En esta órbita, se espera que la futura estación se acerque a 4.000 kilómetros de la superficie lunar durante su máxima aproximación. Entonces estará a poco más de 75.000 km de la superficie cuando llegue a su punto más lejano. Una órbita completa se completará en aproximadamente una semana.

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CAPSTONE orbitará la luna en una órbita de halo casi rectilínea, un camino que ninguna nave espacial ha tomado antes. Créditos: Avance espacial

¿Qué pasará durante la misión?

Esta “plaza de aparcamiento” tiene, por tanto, varias ventajas. Sin embargo, ninguna nave espacial ha estacionado allí hasta ahora. Por lo tanto, el objetivo de CAPSTONE será proporcionar datos a la NASA para confirmar los modelos matemáticos que permitirán operar su puesto de avanzada en unos años. En detalle, al medir cuánto tardan las señales de radio en viajar de ida y vuelta a la Tierra, la nave espacial triangulará su posición y luego ajustará su curso en consecuencia.

CAPSTONE también probará un método alternativo para estabilizar su posición trabajando con otras naves espaciales que giran alrededor de la Luna, incluido el Lunar Reconnaissance Orbiter (una sonda de la NASA).

Tenga en cuenta que aunque la misión CAPSTONE recopila información para la NASA, es operada por una empresa privada, Advanced Space, con sede en Westminster, Colorado. Su lanzamiento, operado por Rocket Lab utilizando su cohete Electron, tuvo lugar el martes desde Nueva Zelanda.

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Ilustración de CAPSTONE alrededor de la Luna. Créditos: NASA

¿Por qué un viaje tan largo?

Si las misiones Apolo tripuladas de la NASA hicieron el viaje en solo tres días, CAPSTONE no alcanzará su objetivo hasta el 13 de noviembre, en más de cuatro meses. ¿Cómo explicar tal diferencia? En realidad, es una cuestión de cohetes.

La nave espacial Apolo se lanzó sobre cohetes Saturno V, los más poderosos jamás enviados al espacio hasta la fecha. CAPSTONE, por otro lado, despegó en un cohete de dieciocho metros alto diseñado para poner en órbita pequeños satélites. Por lo tanto, para llegar a la Luna, el equipo tuvo que ser creativo al elegir un camino. más eficiente en combustible. Sin embargo, esta ruta conocida como trayectoria balística de transferencia lunar (BLT) es mucho más larga.

Las trayectorias BLT son un tipo de transferencia de baja energía en la que una nave espacial se lanza a una o dos millones de millas de la Tierra (donde la perturbación de la gravedad del sol se vuelve dominante) y luego regresa a la Tierra con un radio de perigeo mayor que antes y un plano geocéntrico diferente de orbita“, detalla el equipo de investigadores. Como recordatorio, perigeo se refiere al acercamiento más cercano de un satélite a la Tierra durante su órbita. ” Cuando se diseña con la geometría adecuada, es posible acercar la nave a la Luna.“, agregan.

Concretamente, la tercera etapa del cohete Proton realizará una serie de arranques de motor en órbita durante los próximos días para alejar CAPSTONE cada vez más de nuestro planeta (hasta 1,3 millones de kilómetros).

El 4 de julio, el perigeo de la sonda se acercará a la Luna. En ese momento, Photon realizará un encendido final y liberará la nave. Luego seguirá su propio camino hacia la Luna.