Un vaisseau spatial de la taille d’un micro-onde testera une nouvelle orbite entre la Terre et la Lune

Le petit satellite, nommé A Cubesat, de la taille d’un four à micro-ondes et pesant à peine 55 livres (25 kilogrammes), mais ce sera le premier à tester une orbite unique de la lune. Le CubeSat servira d’éclaireur pour la passerelle, un avant-poste lunaire qui servira de station de passage entre la Terre et la Lune pour les astronautes.

L’orbite, appelée orbite de halo presque droite, est très allongée et offre une stabilité pour les missions à longue portée tout en nécessitant peu d’énergie à entretenir – ce qui est exactement ce dont la passerelle aura besoin. L’orbite est à un point d’équilibre dans l’attraction gravitationnelle de la Lune et de la Terre.

La mission, appelée Cislunar Autonomous GPS Technology Operations and Navigation Experience, mieux connue sous le nom de CAPSTONE, devrait décoller de la rampe de lancement le lundi 27 juin à 6 h HE. Le CubeSat sera lancé à bord de la fusée Electron de Rocket Lab depuis le Launch Complex 1 de la société en Nouvelle-Zélande.

Une fois CAPSTONE lancé, il atteindra son point d’orbite dans les trois mois, puis passera les six mois suivants en orbite. Le vaisseau spatial pourrait fournir plus de données sur les besoins en puissance et en poussée de la porte.

L’orbite de CubeSat amènera le vaisseau spatial à moins de 1 000 milles (1 609,3 km) d’un pôle lunaire dans son couloir le plus proche et à moins de 43 500 milles (70 006,5 km) de l’autre pôle tous les sept jours. L’utilisation de cette orbite serait plus économe en énergie pour les engins spatiaux entrant et sortant de la porte car elle nécessite moins de poussée que des orbites plus circulaires.

Le vaisseau spatial miniature sera également utilisé pour tester les capacités de communication de la Terre depuis cette orbite, qui offre une vue dégagée sur la Terre tout en assurant une couverture du pôle sud de la Lune – où les premiers astronautes d’Artemis devraient atterrir en 2025.

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Le Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, qui orbite 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 sur Terre de mesurer la distance exacte entre chacun et la maison à l’emplacement CAPSTONE.

La collaboration entre les deux engins spatiaux pourrait 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 les futurs engins spatiaux sans dépendre du suivi depuis la Terre.

« La mission CAPSTONE est une introduction précieuse non seulement à Gateway, mais également au vaisseau spatial Orion et au 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, qui sera essentiel aux opérations et à la planification des missions futures. »

Petits satellites pour grandes missions

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 pour la direction des missions de technologie spatiale de la NASA.

Des tâches plus petites qui peuvent être rapidement assemblées et lancées à moindre coût signifient qu’elles peuvent saisir des opportunités que des tâches plus importantes et plus coûteuses ne peuvent pas saisir.

« Souvent, lors des essais en vol, vous apprenez de l’échec, sinon plus, que vous n’apprenez du succès. Nous pouvons prendre plus de risques, sachant qu’il y a un potentiel d’échec, mais nous pouvons accepter cet échec afin de passer à des capacités avancées. » « Dans ce cas, l’échec est une option. »

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Les leçons tirées des petites missions CubeSat pourraient profiter à de plus grandes missions à l’avenir – et les CubeSats ont déjà commencé à identifier des destinations plus difficiles à partir de l’orbite terrestre basse.

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

Lors de l’entrée, de la descente et de l’atterrissage d’InSight, les satellites MarCO ont été reçus et transportés depuis la sonde pour faire savoir à la NASA qu’InSight était en sécurité à la surface de la planète rouge. Ils ont été nommés EVE et WALL-E, pour les robots du film Pixar de 2008.

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Le fait que de petits satellites se soient rendus sur Mars et aient volé derrière InSight dans l’espace a excité les ingénieurs. Les satellites Cube ont continué à survoler Mars après l’atterrissage d’Insight, mais se sont tus à la fin de l’année. Mais le MarCO était un excellent test de la façon dont les CubeSats pouvaient effectuer de plus grandes missions.

Ces engins spatiaux petits mais puissants joueront à nouveau un rôle de soutien en septembre, lorsque la mission DART, ou le test de double redirection d’astéroïdes, entrera intentionnellement en collision avec Demorphos alors qu’il 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 cube de lumière italien pour l’imagerie des astéroïdes, qui est le satellite cubique fourni par l’Agence spatiale italienne. Le CubeSat voyage la taille d’une mallette sur DART, qui a été lancé en novembre 2021, et sera publié à partir de celui-ci avant l’impact afin qu’il puisse enregistrer ce qui se passe. Trois minutes après l’impact, le CubeSat sera piloté par Dimorphos pour capturer des photos et des vidéos. La vidéo de la collision sera rediffusée sur Terre.
La La mission Artemis I embarquera également trois CubeSats de la taille d’une boîte de céréales qui interrompt un voyage dans l’espace lointain. Séparément, de petits satellites mesureront l’hydrogène au pôle sud de la lune et cartographieront les dépôts d’eau sur la lune, effectueront un survol de la lune et étudieront les particules et les champs magnétiques provenant du soleil.

Des tâches 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 pour les petites entreprises à prix fixe – en moins de trois ans et pour moins de 30 millions de dollars.

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Les grandes missions peuvent coûter des milliards de dollars. Le Persevering Rover, qui explore actuellement Mars, a un coût de plus de 2 milliards de dollars et la mission Artemis I est de 4,1 milliards de dollars, selon une étude du Bureau de l’inspecteur général de la NASA.

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Ces types de contrats pourraient augmenter les chances de petites missions abordables vers la Lune et d’autres destinations tout en créant un cadre de soutien commercial pour les futures opérations lunaires, a déclaré Baker.

Baker espère que les missions de petits engins spatiaux augmenteront le rythme de l’exploration spatiale et des découvertes scientifiques – et CAPSTONE et les autres CubeSats ne sont que le début.

Correction : Une version antérieure de cette histoire incluait une date de sortie incorrecte.

Jacinthe Poulin

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