科学探索|Rocket Lab的CAPSTONE登月任务是建立月球空间站的关键 Rocket|Lab的CAPSTONE登月任务是建

“登月不是玩笑话，”Rocket Lab CEO Peter Beck在CAPSTONE计划发射前几天这样说道。CAPSTONE是NASA和私营航天工业的一个分水岭任务。这项任务非常重要。虽然任务所用的CubeSat大概只有一个微波炉那么大，重量只有55磅，但它在月球轨道上将停留约六个月的最终目标则是为将围绕月球运行的载人站绘制一个有利的轨迹。

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一旦建立起来，这个被称为“门户(Gateway)”的平台将可以开启人类太空探索的全新篇章。
CAPSTONE全称Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment，是NASA Artemis计划的第一个太空步骤，这是一个雄心勃勃的计划，要在本十年中期前让人类返回月球。“门户”平台可以作为月球登陆器的中转站，并为探索月球的宇航员提供一个补给站--甚至作为前往火星和其他地方的任务的中转点。

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这项任务不仅仅是Artemis计划和公共空间探索的一个大事件。值得注意的是，它是私营企业和NASA之间合作的结果。NASA网站上关于这项任务的合作伙伴名单包括:
Advanced Space：该公司开发、持有并正在运营CAPS；
Tyvak International：负责建造CubeSat平台；
Stellar Exploration：提供航天器的推进系统；
【科学探索|Rocket Lab的CAPSTONE登月任务是建立月球空间站的关键】Tethers Unlimited：提供无线电通信系统。
当然，还有提供发射服务的Rocket Lab 。
CAPSTONE是由Rocket Lab Electron火箭从该公司位于新西兰偏远的Māhia半岛的基地发射的。“这是Electron有史以来质量最大、性能最高的一次飞行，”Beck说道，“在性能方面，该飞行器绝对被拉伸到了极限。”
除了实际发射任务外，Rocket Lab还为这项工作开发了其光子航天器的一个特殊变体，它被称为Lunar Photon 。该航天器将在约六到八天的时间里进行一系列的轨道飞行，并且随着时间的推移会增加轨道的速度和远地点。然后，Photon将进行最后的燃烧--被称为跨月球喷射，这将使它走上前往月球的道路。在注入后约20分钟，Photon和CAPSTONE将分离，CubeSat将单独进行剩余的机动以达到其绕月的目标轨道。
Beck说道：“月球是一个很远的地方。”另外他还提到了Photon的复杂的机动性--“你正在以巨大的速度行驶。因此，只需要一个最小的角度误差或速度误差，你就会远远超过你需要去的地方。”
“这就像发射一颗几百万公里的子弹，它必须准确地在正确的地方。”
一个不寻常的轨道
CAPSTONE将探索的确切轨道被称为近直光环轨道(NRHO) 。该轨道呈项链状，将把CAPSTONE带到离月球表面最近距离为1000英里，最远距离为40000英里的地方。虽然形状非常奇怪，但它是一个非常稳定的轨道，这意味着效率更高、推进剂使用更少。NRHO作为“门户”的理想轨道，跟包括低月球轨道和遥远的逆行轨道在内的竞争轨道相抗衡，但正如NASA所解释的，NRHO是一个“两全其美”的选择，其将为宇航员提供进入月球表面的便利并跟地球的连续视线以及进入深空的通道。

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但测试NRHO轨道并不是这项任务的唯一意义。CubeSat还将帮助NASA了解导航及如何产生“门户”轨迹的准确估计以及驻留问题。
Advanced Space的CAPSTONE任务设计负责人Ethan Kayser在Reddit发文指出：“由于NRHO的稳定性不高，门户和CAPSTONE都需要每周轻轻地‘推动’一次以保持在轨道上。CAPSTONE将使用相同的策略来设计和执行这些驻留机动，而这些机动每转一次。”由Stella Exploration建造的八个推进推进器将是进行这些机动的关键。