CAPSTONE arriva in orbita lunare

Rendering della sonda CAPSTONE in orbita lunare. Credits: NASA
Rendering della sonda CAPSTONE in orbita lunare. Credits: NASA

La missione CAPSTONE

Il Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment, per gli amici CAPSTONE, è una sonda delle dimensioni di un microonde che la NASA ha lanciato a bordo di un vettore Electron di Rocket Lab il 28 giugno 2022, e che è giunta oggi lunedì 14 novembre nella sua orbita operativa, la stessa che secondo i piani fra qualche anno verrà “percorsa” dal Lunar Gateway, futura stazione spaziale lunare attualmente in fase di costruzione.

L’orbita cislunare e gli obiettivi della missione

Dopo anni di studi, il team del Gateway ha convenuto che l’orbita più conveniente nella quale collocare questa nuova stazione sia l’orbita cosiddetta NRHO (Near-Rectilinear Halo Orbit). Si tratta di una particolare orbita intorno al satellite naturale della Terra caratterizzata da una forma estremamente allungata che spazia da un minimo di circa 1.610 km di quota nel periastro, il punto più vicino alla superficie selenica, a un massimo di 70.000 km nell’apoastro, ossia il punto più lontano.

L’orbita NRHO è stata scelta perché consente un notevole risparmio di carburante a causa della scarsa quantità di manovre di correzione richieste per mantenerla, ma soprattutto perché permette una comunicazione con la Terra senza interruzioni causate dall’interporsi della Luna fra la stazione e la Terra come accadeva ad esempio con le capsule Apollo, che orbitavano molto più vicine alla superficie selenica e periodicamente finivano per sorvolare l’emisfero lunare a noi non visibile, senza possibilità di comunicare con il controllo missione.

L’obiettivo di CAPSTONE è fare un “giro di prova” su quest’orbita per testare tutto il testabile: dalla quantità di radiazioni presenti alla frequenza delle correzioni necessarie per mantenere stabile la traiettoria.

Le peripezie sulla strada verso la Luna

L’8 settembre scorso, subito dopo aver terminato una manovra pianificata per correggere la rotta, ai team del controllo missione è giunta la notizia, per il tramite della telemetria, che la piccola sonda era appena entrata in safe mode. Si tratta di una modalità di sopravvivenza in cui CAPSTONE entra automaticamente, seguendo la propria programmazione, in caso venga rilevata un’anomalia grave.

Stando alla telemetria, è stato fin da subito evidente che la sonda aveva per qualche ragione cominciato a roteare in modo incontrollato, non riuscendo più a orientare i suoi pennelli verso il Sole, impedendo così l’ottimale generazione di energia per alimentare e riscaldare i sistemi di bordo. Alla notizia dell’entrata della sonda in safe mode, i controllori di missione si sono come da procedura messi immediatamente al lavoro per recuperare la missione e dunque non solo fermarne la rotazione, ma anche e capire cosa abbia fatto scattare la procedura di emergenza.

Il 7 ottobre, dopo un mese di lavoro, i team del Mission Control di Advanced Space sono riusciti a fermare la rotazione di CAPSTONE. Secondo le indagini condotte, la causa è stata dalla rottura di una valvola, che rimanendo mezza aperta, ha nel tempo prodotto una spinta sufficiente a far roteare la piccola sonda oltre la capacità delle ruote di reazione a bordo, facendole così perdere il controllo. Su questi dati i team di terra hanno estensivamente condotto simulazioni per formulare un piano che riuscisse a fermare la rotazione.

I comandi che hanno determinato il recupero della sonda sono stati eseguiti nella mattina del 7 ottobre. La telemetria ha successivamente confermato il successo della manovra, con un recupero della stabilità e il puntamento delle antenne verso la Terra che hanno consentito una migliore connessione rispetto a quella fornita dalle antenne a largo campo che erano rimaste le uniche in grado di operare mentre la sonda roteava in modo incontrollato.
Sono già cominciati gli studi per evitare nuovi guasti del genere.

La sonda è ora in perfetta salute e si trova nell’orbita in cui rimarrà fino alla fine della missione, tra la gratitudine degli ingegneri che potranno avere nuovi importantissimi dati per costruire quello che diventerà l’avamposto dell’umanità in orbita lunare.

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Luca Busillo

Classe 2006, studente di informatica, scout e animatore d'oratorio. Redattore in Ein#Radio, all'occorrenza tecnico teatrale. Frequento ForumAastronautico.it da qualche anno e sono l'ultimo arrivato in redazione, dove sono stato accolto a ottobre 2022.