Малый аппарат CAPSTONE завершил основные и расширенные задачи миссии у Луны. Для NASA это не просто финал отдельного технологического эксперимента, а проверка набора решений, которые понадобятся будущим аппаратам в окололунном пространстве.
CAPSTONE, полное название Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment, стартовал в июне 2022 года и стал первой коммерческой американской миссией у Луны. Аппарат размером примерно с микроволновую печь принадлежит и управляется компанией Advanced Space. Его первая задача состояла в том, чтобы проверить работу на сложной трехтелесной орбите, где гравитация Земли и Луны помогает удерживать стабильную траекторию с меньшим расходом топлива.
После основной программы NASA продлило миссию на 15 месяцев. В этот период CAPSTONE использовали как летающую лабораторию для автономной навигации, сетевых коммуникаций, работы программно определяемых спутниковых систем и связи в условиях больших задержек и разрывов канала.
Один из ключевых экспериментов назывался autoNGC. Это программное обеспечение должно помогать аппарату самостоятельно понимать, где он находится, куда движется и как корректировать маршрут без постоянных команд с Земли. Ранее отдельные элементы такой технологии испытывались на околоземной орбите, но CAPSTONE впервые проверил их в лунной среде.
Особенно важной стала работа при ограниченных сеансах связи. Когда антенны Deep Space Network были заняты поддержкой пилотируемого облета Луны Artemis II, окна связи с CAPSTONE сократились до нескольких проходов в неделю. В этих условиях аппарат использовал звездный датчик, снимавший Луну, Землю и другие небесные ориентиры. По данным NASA, такая оптическая навигация в ряде случаев давала более оперативную оценку положения, чем наземные методы.
Вторая важная линия экспериментов касалась Delay/Disruption Tolerant Networking, архитектуры связи для дальнего космоса. В отличие от земного интернета, где обрыв соединения обычно считается ошибкой, межпланетная связь должна спокойно переносить задержки и паузы. Система сохраняет данные на борту и пересылает их, когда канал снова появляется. CAPSTONE стал первым аппаратом, испытавшим новейшие протоколы DTN дальше околоземной орбиты и в связке с открытой платформой NASA core Flight System.
Для будущей лунной инфраструктуры это практичный результат. Чем больше аппаратов будет работать у Луны, тем важнее им обмениваться данными, автономно ориентироваться и продолжать миссию даже при редких контактах с Землей. CAPSTONE показал, что часть этих функций можно проверять и развивать не на отдельном дорогом спутнике, а на уже летящем аппарате после выполнения основной программы.
