NASAのCAPSTONE 02、月周回軌道でのロボットドッキングと自律航法の実証へ
注目画像： シスルナ軌道でランデブー運用を行う2機のCAPSTONE 02宇宙船の想像図。クレジット：NASA/Ames Research Center
NASAは、月面への恒久的な有人拠点の維持に必要な自律航法、ランデブー、ロボットドッキング技術を実証するための2機構成の技術実証ミッション「CAPSTONE 02」を承認した。
2027年の打ち上げが予定されているこのミッションは、初の米国商業月ミッションかつ近直線ハロー軌道（NRHO）で運用された初の宇宙船となった最初のCAPSTONEキューブサットの直接の後継ミッションである。初号機がこの特異な三体軌道における基本的な航法と通信を検証したのに対し、CAPSTONE 02は純粋な検証から実運用能力への移行を目指している。
ミッションはテラン・オービタル・システムズが製造した、それぞれ約400キログラムの2機の同一小型宇宙船で構成される。初代CAPSTONEも管理したアドバンスト・スペースがプライム契約者を務める。双子の衛星は地球と月の両方の重力の影響を受けるシスルナ空間を飛行し、アルテミス・ミッションでNASAのオリオン有人宇宙船が月着陸船とドッキングする際に必要となる機動をテストする。
1回のミッションで7つの実証
CAPSTONE 02は、多岐にわたる技術目標を1回の飛行に凝縮している。主な実証項目には、低軌道で使用されるものよりもはるかに複雑な高度相対航法技術を用いたランデブー・近傍運用（RPO）が含まれる。いずれの衛星も「追跡機」または「目標機」の役割を交代でき、1回の打ち上げで複数の運用シナリオをテストできる。
自律航法は中核的な目標である。各宇宙船は、初代CAPSTONEで初めて実証されたNASAのシスルナ自律測位システム（CAPS）ソフトウェアを搭載する。これは地球からの追跡に頼らずに宇宙船の相対位置を決定する。衛星は光学センサーと天体を基準点として使用し、互いの位置を特定してランデブーを行う。これはオリオンが月着陸船に接近する際に計画されている航法戦略を模倣したものだ。
ミッションにはローレンス・リバモア国立研究所が開発した光学撮像ペイロードも搭載され、航法実証を支援するとともに月面の画像を撮影する。
NASAが開発した3種類の航法ソフトウェア・スイートが、地球から月軌道への低エネルギー遷移軌道においてテストされる。宇宙船は経済的で再現可能な展開が可能となるよう設計されており、将来のシスルナ基盤に再利用可能な拡張性のあるミッションモデルを確立する。
月へのハイウェイを築く
NASA研究技術ミッション局の宇宙内インフラポートフォリオ責任者であるクリストファー・ベイカー氏は、「最も野心的な宇宙探査目標を達成するには、産業界とのパートナーシップによる反復的でリスクを許容する実証が必要です。飛行試験による技術開発こそ、困難な問題を月面への恒久的なプレゼンスに必要な持続可能な能力に変える方法なのです」と述べた。
NASAのムーンベースCAPSTONE管理者であるショーン・フラー氏は、より広範な月インフラの構成要素としてのミッションの役割を強調した。「CAPSTONEから得られた教訓を拡大し、ますます洗練された運用概念を実証することで、CAPSTONE 02はアルテミス、ムーンベース、そして将来の深宇宙ミッションを支える月インフラと商業サービスの基盤を築きます。」
シスルナ待機軌道から月面への乗組員輸送は、地球上では完全に再現できない航法性能条件に決定的に依存している。NASAのアプローチは、それらが実際に使用される環境でテストすることである。
このミッションは、NASAの有人宇宙飛行ミッション局が資金を提供し、研究技術ミッション局が支援、シリコンバレーのNASAエイムズ研究センターの小型宇宙船・分散システム部門が管理する。契約は中小企業技術革新研究（SBIR）プログラムのフェーズIIIメカニズムを通じて授与された。
Source: 1ban.news – Space Desk
雅子 訳