Луната може да получи свой собствен аналог на авиационна диспечерска кула. Инженерите са изчислили как да разпределят няколко космически кораба в близост до станцията Gateway, като предотвратяват опасни сближавания и едновременно с това пестят гориво. Разработената система ще позволи на корабите да чакат свободен скачващ модул с часове, дни или седмици, подреждайки се по една и съща орбита на безопасно разстояние един от друг.
Екип от Тексаския университет A&M, Космическия център „Джонсън“ на НАСА и Университета „Пърдю“ описа този подход в изследване, публикувано в списанието „Acta Astronautica“. Авторите са проучили управлението на трафика в околностите на Gateway на почти праволинейна гало-орбита NRHO, където се очаква едновременно да работят станцията, пилотираният Orion, товарните апарати и лунните модули за кацане. Съчетаването на няколко апарата в една област повишава изискванията към прогнозирането на траекториите и превръща предотвратяването на сближавания в отделна инженерна задача.
Специалната орбита
NRHO представлява силно издължена полярна орбита около Луната. Според данни на НАСА най-близката точка преминава на около 1 500 km от лунната повърхност, най-далечната се отдалечава на около 70 000 km, а пълният оборот отнема около шест и половина дни. Тази конфигурация осигурява постоянна връзка със Земята и изисква сравнително малко гориво за поддържане на орбитата. Сложното съвместно въздействие на земната и лунната гравитация принуждава станцията и намиращите се в близост апарати редовно да коригират движението си.
Основната задача на изследователите е т.нар. „loitering“, или контролирано изчакване. Вместо незабавно скачване, космическият апарат запазва изчислената си позиция спрямо „Gateway“ и продължава да се движи по орбита. Подобен режим ще бъде необходим, когато свързващият възел е зает, друг кораб извършва маневра или графикът на мисията изисква отлагане на сближаването. За разлика от самолет на пистата, космическият апарат не може просто да спре, затова безопасното изчакване се превръща в постоянно управление на траекторията.
Инженерите са провели хиляди компютърни симулации, като са отчели навигационните грешки, неточности в работата на двигателите и малките отклонения в траекторията. Изчисленията показват, че умереното увеличаване на броя на маневрите за поддържане на орбитата позволява значително по-точно задържане на апарата в близост до зададената позиция при сравнително малка промяна в разхода на гориво. Отделен алгоритъм за управление на относителното движение намалява колебанията в разстоянието между два апарата и позволява формирането на по-плътни, но контролирани групи.
Чакащите корабиЗа чакащите кораби изследователите предложиха схема, наподобяваща низка от перли. Апаратите се разполагат пред или зад Gateway по общата орбита и поддържат изчислените интервали, докато не настъпи моментът за скачване или отклоняване. Предвидимото положение на всеки участник улеснява планирането на сближаването, освобождаването на скачващите възли и последващите маневри, като същевременно намалява вероятността от опасно сближаване.
Практическите изпитания на самата NRHO започнаха много преди появата на новата работа. Кубсатът CAPSTONE излезе на подобна орбита около Луната през 2022 г. НАСА използва апарата за проверка на характеристиките на движението и навигацията в района, избран за Gateway. Полетът потвърди възможността за работа на апарата в NRHO с малки разходи на енергия за поддържане на траекторията.
Перспективите за самата Gateway по време на подготовката на проучването се промениха значително. През март 2026 г. НАСА обяви намерението си да замрази проекта Gateway в сегашния му вид и да съсредоточи ресурсите си върху постоянна инфраструктура на повърхността на Луната. През август агенцията съобщи, че елементите на енергийната система и авиониката на жилищния модул HALO вече се препрофилират за наземни лунни демонстрации. Докладът на GAO от юли също определя бъдещето на първоначалната конфигурация на Gateway като неясно и посочва търсенето на ново приложение за произведеното оборудване.
Поради това разработените алгоритми все още не могат да се считат за утвърдена система за управление на движението в близост до бъдещата Gateway. Работата представлява изследване на методи за управление на няколко апарата в сложна окололунна среда. Подобни принципи могат да се окажат полезни и извън рамките на първоначалния проект на станцията, ако броят на автоматичните и пилотираните апарати в близост до Луната продължи да нараства.