Vesmír vstupuje do éry CubeSatů. Miniaturních kosmických zařízení s rozměry 113 × 100 × 100 milimetrů jím poletuje již celá řada a v uplynulých dnech se k nim přidal jeden další. Pravda, oproti svým ,druhům‘ má něco navrch, neboť rozměrově zhruba odpovídá mikrovlnné troubě a váží i úctyhodných 25 kilogramů, ve srovnání s televizními satelity či přímo teleskopem Jamese Webba jde však stále o malého drobečka.
A co že je na tomto konkrétním CubeSatu oproti ostatním tak neobvyklého? Jeho účel. Stane se totiž prvním pozemským zařízením, které najde a otestuje ,novou‘ oběžnou dráhu Měsíce, na níž bude vystavěna stanice Gateway. Ta bude astronautům sloužit jako zastávka na cestě mezi Zemí a jejím jediným přirozeným satelitem.
Oběžná dráha, na níž byla malá kosmická družice vyslána, je v lecčem specifická. Jedná se o takzvanou přímočarou halo orbitu, která je velmi protáhlá. Protože se na ní vyrovnávají gravitační síly Měsíce a Země, poskytuje stabilitu pro dlouhodobé mise, jimž navíc k udržení na dráze stačí pouze malé množství energie. A přesně takové podmínky Gateway potřebuje.
Mise prověří i komunikaci se Zemí
Satelit, jenž je součástí mise CAPSTONE, odstartoval ze Země v úterý 28. června v 5:55 amerického východního času (11:55 SELČ). CubeSat odletěl na palubě rakety Electron společnosti Rocket Lab ze startovacího komplexu 1 na Novém Zélandu. Do tří měsíců by měl dosáhnout vytyčené oběžné dráhy a další půlrok se po ní bude pohybovat.
Cílová orbita se v nejbližším bodě nachází zhruba 1600 kilometrů od jednoho z měsíčních pólů, od toho druhého je však vzdálená zhruba čtyřiačtyřicetkrát tolik. CubeSatu by mělo trvat přibližně sedm dní, než po této elipse Měsíc obkrouží. Hlavním cílem jeho mise přitom bude shromažďovat údaje o požadavcích na napájení a pohon, které bude základna Gateway vyžadovat.
Důležitou součástí mise je i ověření komunikace se Zemí. Zvolená orbita má oproti jiným drahám výhodu jasného výhledu na modrou planetu a zároveň poskytuje důležité pokrytí pro jižní pól Měsíce. Právě na něm by někdy kolem roku 2025 měli v rámci programu Artemis přistát američtí astronauti.
Dalším cílem CAPSTONE je testování komunikace mezi dvěma kosmickými družicemi. CubeSat má navázat spojení se sondou Lunar Reconnaissance Orbiter, jež krouží kolem Měsíce už 13 let. Díky zabudovanému navigačnímu softwaru pak budou vědci schopni určit jejich přesnou polohu. Pokud tento systém zafunguje podle očekávání, nebudou se muset kosmické lodě v budoucnu již spoléhat pouze na data přicházející ze Země.
Malé satelity zlevní vesmírné mise
Je možná až překvapivé, že takto náročné úkoly má splnit technologie o velikosti malé skříňky. Vědci nicméně doufají, že tento postup bude ve vesmíru již za pár let zcela běžný. „Mise CAPSTONE je rychlá, nízkonákladová ukázka našeho záměru. Ten má pomoci položit základy pro budoucí malé kosmické lodě,“ řekl pro CNN Christopher Baker, výkonný ředitel technologie malých vesmírných zařízení v NASA.
Miniaturní satelity mají dvě hlavní výhody. Lze je sestavit a vypustit do kosmu rychleji a za nižší cenu, což znamená, že vědci mohou jít až na hranu rizika, a možná i lehce za ni. U dražších misí je něco takového nemyslitelné. „Z neúspěšné letové zkoušky se toho naučíte opravdu hodně, často i více než z úspěšného letu. U malých satelitů si tedy můžeme dovolit více riskovat, protože víme, že v jejich případě je i neúspěch akceptovatelnou možností,“ doplnil Baker.
Kromě malých rozměrů ale stojí za nižší cenou i spolupráce se soukromými firmami. Na misi CAPSTONE se kromě Rocket Labu podílely též společnosti Stellar Exploration, Terran Orbital Corporation a Advanced Space – se všemi z nich NASA uzavřela smlouvu. Díky této spolupráci se podařilo cenu mise snížit na zhruba 30 milionů dolarů (přibližně 710 milionů korun), což je oproti jiným projektům mnohonásobně míň. Například Rover Perseverance stál více než dvě miliardy dolarů (přes 47 miliard korun) a již zmíněná mise Artemis má odhadované náklady ve výši 4,1 miliardy (téměř 100 miliard korun).
V plánu je i zkoumání srážky s asteroidem
Popisovaný CubeSat není přirozeně prvním miniaturním kosmickým zařízením, které NASA použila. Přistávací modul InSight následovaly na jeho téměř sedmiměsíční cestě na Mars v roce 2018 dvě družice o velikosti kufru, zvané MarCO. Během sestupu a přistání modulu posílaly na Zem data, díky nimž se výzkumníci například dozvěděli, že InSight bezpečně dorazil na povrch rudé planety. Satelity dostaly přezdívky EVE a WALL-E podle robotů z animovaného filmu Pixaru.
Obě sondy byly vůbec prvními svého druhu – a svých rozměrů -, jež se dostaly až do hlubokého vesmíru. Svoji pouť přitom neskončily na Marsu, ale pokračovaly dále – třebaže se po několika měsících zřejmě již nadobro odmlčely. I tak byl každopádně jejich úspěch vynikajícím důkazem toho, čeho jsou malé družice schopné a jaký je jejich přínos do budoucna.
Další velká zkouška čeká CubeSat už v září. Má se stát součástí mise DART, jejímž cílem je pomocí záměrného nárazu změnit pohyb malého měsíce Dimorphos. Srážku bude detailně pozorovat italská družice LICIACube. Ta nyní cestuje na palubě DARTu vypuštěného do vesmíru v listopadu 2021, ze kterého se odpojí krátce před nárazem. Tři minuty po srážce pak CubeSat proletí kolem Dimorphosu, aby pořídil video, které následně odešle zpět na Zem.
Tři CubeSaty ponese také hojně diskutovaný Artemis. Družice velikosti krabice od cereálií budou mít mnoho úkolů – měřit vodík na jižním pólu Měsíce, mapovat místní ložiska vody, provádět průlety kolem celého objektu a studovat částice a magnetická pole proudící ze Slunce.
