NASA CAPSTONE任務：月球戶外的探路者

作為月球門戶(Gateway)的探路者，CAPSTONE是NASA Artemis計劃的一部分，它將通過驗證創新的導航技術和這種光環形軌道的動態以幫助減少未來航天器的風險。

該軌道--正式稱為近直角光環軌道(NRHO)--明顯是拉長的。它位于地球和月球引力的精確平衡點上，這為月球門戶這樣的長期任務提供了穩定性并且只需要最小的能量來維持。CAPSTONE的軌道還建立了一個位置--前往月球和其他地方的任務的理想集結地。該軌道將使CAPSTONE在接近月球一極時處于1000英里（1600公里）的范圍內，并在每七天的峰值時距離另一極43,500英里（70,000公里），跟其他圓形軌道相比，這使其在月球表面飛行的推進能力要求較低。

在經過三個月的旅程到達目標目的地后，CAPSTONE將圍繞月球這一區域運行至少六個月時間，以了解軌道的特性。具體來說，它將驗證NASA的模型所預測的維持其軌道的動力和推進要求，這減少了后勤方面的不確定性。另外，它還將展示創新的航天器對航天器的導航解決方案的可靠性及跟地球的通信能力。NRHO除了覆蓋月球南極外，還提供了無遮擋的地球視角的優勢。

為了測試這些新的導航能力，CAPSTONE有第二個專用的有效載荷飛行計算機和無線電并將進行計算以確定CubeSat在其軌道上的位置。自2009年以來，NASA的月球勘測軌道器(LRO)一直在環繞月球以將作為CAPSTONE的參考點。其目的是讓CAPSTONE跟LRO直接通信，并利用從這個交叉鏈接中獲得的數據來測量其距離LRO有多遠及兩者之間的距離變化有多快，這反過來又決定了CAPSTONE在空間的位置。

這種點對點的信息將被用來評估CAPSTONE的自主導航軟件。如果成功的話，這個被稱為地月空間自主定位系統(CAPS)的軟件將使未來的航天器能確定其位置，而不必完全依賴來自地球的跟蹤。這種能力可以使未來的技術演示在沒有地面支持的情況下自行執行并允許地面天線優先考慮有價值的科學數據，而非更常規的操作跟蹤。

CAPSTONE計劃不早于2022年5月由Rocket Lab的Electron從該公司在新西蘭的1號發射場發射。CAPSTONE有一個非常雄心勃勃的時間表，它將展示關鍵的商業能力。NASA的合作伙伴將測試用于任務規劃和操作的尖端工具，并為前往月球、火星和整個太陽系其他目的地的小型和更經濟的空間和探索任務鋪平道路并擴大機會。