Ruimtevaartnieuws

NASA’s CAPSTONE ruimtesonde naar de Maan in grote problemen

De 30 miljoen kostende ruimtesonde tolt momenteel door de ruimte en is in een veilige mode gezet nadat er op 8 september 2022 een geplande koerscorrectie werd uitgevoerd.

artist impressie CAPSTONE
CAPSTONE in zijn halo-vormige baan. De missie heeft te maken met onverwachte uitdagingen. Credit: NASA

Controllers van de CAPSTONE-missie proberen momenteel om weer de controle te krijgen over de ruimtesonde die zich in een baan om de baan moet gaan begeven. De ruimtesonde tolt momenteel om zijn as, heeft last van temperatuurproblemen en is niet in staat om zijn accu’s volledig op te laden met behulp van zijn zonnepanelen.

Afgelopen maandag beschreef Advanced Space het als een dynamische operationele situatie. Advanced Space is het bedrijf dat het project voor NASA bestuurt. De 25 kilogram zware ruimtesonde moet in een unieke halo baan om de baan gebracht worden. CAPSTONE staat voor Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment. De ruimtesonde werd op 28 juni gelanceerd en is nu halverwege zijn vier maanden durende reis naar de Maan.

Het probleem begon tijdens of kort na de derde koerscorrectie die op 8 september werd uitgevoerd. Een onbekend probleem zorgde ervoor dat CAPSTONE begon te tollen. De ruimtesonde was niet in staat om deze tollende beweging zelf te corrigeren.

De koerscorrecties die CAPSTONE moet maken
CAPSTONE moet zeven koerscorrecties uitvoeren om in zijn bedoelde halobaan om de Maan te komen. De onlangs opgetreden storing vond plaats tijdens of kort na de derde koerscorrectie op 8 september 2022. Credit: Advanced Space

Om de ruimtesonde in zijn beoogde baan om de Maan te krijgen zijn er verschillende koerscorrecties nodig. De sonde komt in een zogenoemde “near-rectilinear halo baan” (NRHO). CAPSTONE zou die baan op 13 november moeten bereiken. Op 26 augustus bereikte de ruimtesonde zijn apogeum (de grootste afstand tot de Aarde) op 1,53 miljoen kilometer van de Aarde.

Na de laatste koerscorrectie konden grondstations geen zinvolle communicatie van CAPSTONE ontvangen waardoor Advanced Space een operationele noodtoestand afkondigde. Toen het contact uiteindelijk zo’n 24 uur later eindelijk werd hersteld zagen de missiecontrollers dat de ruimtesonde tuimelde en dat de boordcomputersystemen periodiek opnieuw werden ingesteld en dat de ruimtesonde meer energie verbruikte dan het met zijn zonnepanelen opwekte.

Gelukkig slaagden missiecontrollers erin het ruimtevaartuig te stabiliseren door gebruik te maken van het Deep Space Network van de NASA. Dit is een reeks gigantische radioantennes die worden gebruikt om interplanetaire ruimtevaartmissies te ondersteunen. Een herstelteam bestaande uit experts van NASA, Advanced Space, Terran Orbital (de ontwerper en fabrikant van CAPSTONE) en Stellar Exploration (de leverancier van het voortstuwingssysteem van CAPSTONE) evalueert momenteel de volgende stappen. Zonder het Deep Space Network zou het team weinig tot geen informatie hebben over de status van de ruimtesonde, aldus Advanced Space. Dat gezegd hebbende worden de teams nog steeds gehinderd door onvolledige informatie.

Het goede nieuws is dat CAPSTONE in een veilige mode verkeerd maar wel nog steeds tolt. Maar de ruimtesonde wekt meer energie op dan het verbruikt. De cubesat draait momenteel op een manier waarbij de zonnepanelen gedeeltelijk worden verlicht door de Zon. Dit zorgt voor een zwak signaal van de antennes van de sonde. Maar ook belangrijk is dat de ruimtesonde met succes zijn derde koerscorrectie heeft voltooid.

De komende dagen zal besloten worden hoe verder te gaan. Naast het diagnosticeren van de oorzaak van de storing heeft het team ook te maken met onverwachte temperatuurproblemen bij verschillende systemen van de sonde, waaronder het voortstuwingssysteem. Het team wil ook het tollen van de sonde stoppen in een poging weer controle te krijgen over de oriëntatie van de sonde. Er is een goede reden te geloven dat deze procedure zal werken. In juli werd een gelijksoortige procedure gevolgd toen CAPSTONE los kwam van de bovenste trap van de Elektron en ook hevig begon te tollen.

Aannemende dat het tollen van CAPSTONE kan worden gestopt zullen de controllers van Advanced Space de zonnepanelen heroriënteren zodat de batterijen weer volledig worden opgeladen en dan kan de missie verder gaan zoals gepland. Maar Advanced Space weet niet wat de oorzaak van de verstoring heeft veroorzaakt en men is nog steeds bezig om significante risico’s te analyseren. CAPSTONE is dus nog lang niet veilig maar er is wel reden voor enig voorzichtig optimisme.

CAPSTONE is de voorloper van het aanstaande Artemisprogramma waarmee NASA een permanente en duurzame terugkeer naar de Maan. Om de toekomstige Artemis-bemanningen te ondersteunen willen NASA en zijn internationale partners een ruimtestation, Gateway genaamd, in een gravitationeel stabiele halo-baan om de Maan plaatsen. Nooit eerder is er een ruimtesonde in een NHRO-baan geplaatst en dat maakt het belang van de verkennende CAPSTONE-missie meteen duidelijk.

Eerste publicatie: 14 september 2022
Bron: NASA