В рамках программы «Артемида» предусмотрено создание обитаемой лунной орбитальной станции. Из-за значительных локальных гравитационных колебаний на Луне, длительное нахождение аппаратов на окололунных орбитах представляет собой сложную задачу. NASA запустило миссию CAPSTONE для тестирования одной из потенциально стабильных траекторий, но вскоре после отделения от разгонного блока связь с зондом была потеряна.
Запуск аппарата CAPSTONE успешно состоялся 28 июня на ракете Rocket Lab Electron с космодрома Махия в Новой Зеландии. В течение последующих шести дней разгонный блок Photon провел несколько корректировок траектории, поднимая апогей орбиты примерно до 1,3 миллиона километров. Затем, 4 июля, произошло отделение полезной нагрузки, и зонд продолжил движение по баллистической переходной траектории на окололунную орбиту ( BLT, ballistic lunar transfer).
Однако уже на следующий день Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США ( NASA) сообщило, что коммуникация с аппаратом прервана. Система дальней космической связи ( DSN) успешно обменялась данными с зондом CAPSTONE лишь однажды (станция в Мадриде, Испания). Второй сеанс, уже с антеннами в Голдстоуне, Калифорния, в NASA назвали частично успешным. Связь удалось восстановить лишь 6 июля, но причины сбоя пока не известны.
На основе имеющейся информации специалисты NASA установили, что аппарат находится на расчетной траектории, а его системы (за исключением связи) работают исправно: солнечные панели раскрылись, бортовой аккумулятор заряжается. Запланированное на пятое число включение двигателей пришлось отложить, но у CAPSTONE на борту достаточно топлива, чтобы провести коррекцию траектории позднее. На момент написания этой новости NASA не сообщало никаких подробностей о причинах неполадок системы связи. Программный это сбой или аппаратный — предстоит узнать в ближайшие дни.
Несмотря на это, специалисты, отвечающие за управление миссией, полагают, что первую коррекцию траектории можно выполнить без риска уже сегодня, 7 июля. Информация о результатах маневра пока не обнародована; по расписанию он должен был стартовать в 18:30 по московскому времени.
Название CAPSTONE расшифровывается как Технологии операций и навигации в рамках эксперимента по автономному позиционированию в окололунном пространстве — «Эксперимент, посвященный эксплуатации и навигации в окрестностях Луны с использованием автономной системы позиционирования». Целью миссии является проверка возможности функционирования обитаемой лунной станции Lunar Gateway можно расположить на новом типе орбиты. Называется она «почти прямолинейная гало-орбита» ( near-rectilinear halo orbit, NRHO), и теоретически она обладает целым рядом преимуществ. За счет сложной системы использования гравитационного воздействия Луны, Земли и Солнца на траектории аппарата возможно длительное пребывание в космосе с минимальными затратами топлива.
Еще одна особенность орбитальной механики, которую применяет CAPSTONE, — баллистический переход с околоземной орбиты на NRHO. Благодаря использованию гравитационных возмущений, создаваемых Луной, Землей и Солнцем, он отлично подходит для использования в беспилотных миссиях, поскольку это позволяет достичь окололунной области с существенной экономией топлива. Хотя продолжительность такого полета составляет более четырех месяцев, это позволяет разместить в зонде больше полезной нагрузки, например, научное оборудование и ретрансляторы.
Для CAPSTONE инженерной и научной целью станет отработка навигации в окрестностях Луны и на ее поверхности без использования наземных и околоземных станций связи. Для этого аппарат будет отслеживать свое положение в пространстве за счет другого зонда — Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), который работает с 2009 года.
Хотя CAPSTONE представляет собой кубсат форм-фактора 12U — то есть его размеры сопоставимы с микроволновкой, а вес составляет около 25 килограммов. Это, по сути, первая полноценная миссия в рамках программы «Артемида». Интересно, что создание, запуск и управление аппаратом NASA полностью «отдало на аутсорс» коммерческому подрядчику. И это тоже крайне характерно для новой лунной программы Соединенных Штатов Америки.