A Hold körüli jövőbeli küldetések egyik legnagyobb kihívása nem maga az utazás lesz, hanem az, hogy egyre több űreszköznek kell majd együtt dolgoznia úgy, hogy közben nem támaszkodhat folyamatos földi irányításra. A NASA CAPSTONE küldetése pontosan ezt a jövőt készítette elő, és most, közel négy év működés után hivatalosan is befejezte a NASA által tervezett technológiai kísérleteit.
A mindössze mikrohullámú sütő méretű, 12U CubeSat 2022 júniusában indult útnak, majd 2022 novemberében elsőként állt pályára a Hold körüli úgynevezett közel egyenes vonalú halópályán (Near Rectilinear Halo Orbit – NRHO). Ez az a különleges pálya, amelyet a Gateway holdállomás is használni fog. Az NRHO egyik legnagyobb előnye, hogy a Föld és a Hold gravitációját egyszerre kihasználva rendkívül kevés hajtóanyagot igényel a pálya fenntartása, miközben hosszú időn keresztül stabil marad.
A CAPSTONE eredetileg ezt a pályát és a hozzá kapcsolódó navigációs módszereket hivatott kipróbálni. Miután ezt sikeresen teljesítette, a NASA nem állította le a küldetést, hanem egy új szerepet adott neki: repülő technológiai laboratóriummá alakította.
A meghosszabbított küldetés során két különösen fontos rendszert vizsgáltak. Az egyik az autoNGC, amely lehetővé teszi, hogy az űrszonda saját maga határozza meg helyzetét, kiszámítsa pályáját és szükség esetén önállóan korrigáljon. Ez azért jelent óriási előrelépést, mert a Hold környékén vagy még távolabbi célpontoknál a földi irányítás nem mindig tud azonnal reagálni.
A rendszer valódi próbája akkor következett, amikor a NASA Mélyűri Hálózatának antennái az Artemis II küldetés kiszolgálásával voltak elfoglalva, ezért a CAPSTONE csak heti néhány alkalommal tudott kapcsolatba lépni a Földdel. Az űrszonda ezekben az időszakokban saját csillagkövető kamerájával figyelte a Holdat, a Földet és más égitesteket, majd ezek alapján önállóan meghatározta helyzetét. A NASA szerint ez az optikai navigáció több esetben gyorsabb és pontosabb valós idejű fedélzeti helymeghatározást tett lehetővé, mint a hagyományos földi számítások.
A másik fontos technológia a Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN) volt, amelyet gyakran a mélyűr internetének is neveznek. A Földön az internet szinte folyamatos kapcsolatot feltételez, a világűrben azonban gyakoriak a hosszú kommunikációs szünetek. A DTN ilyenkor egyszerűen eltárolja az adatokat az űreszközön, majd amikor újra létrejön az összeköttetés, automatikusan folytatja az adatküldést ott, ahol korábban megszakadt. A CAPSTONE lett az első olyan Hold körül működő űreszköz, amely ezt a korszerű kommunikációs rendszert éles környezetben demonstrálta.
Ez a technológia a jövő holdbázisain különösen hasznos lehet. Ha például egy rover vagy egy űrhajós egy kráter mélyére ereszkedik, ahol ideiglenesen megszakad a rádiókapcsolat, az összegyűjtött adatok nem vesznek el. A rendszer megőrzi őket, majd automatikusan továbbítja, amint ismét elérhető egy átjátszó vagy egy műhold.
A CAPSTONE története azt is megmutatta, hogy egy viszonylag olcsó, kis méretű CubeSat képes olyan technológiák kipróbálására, amelyek később a Hold körüli infrastruktúra alapját jelenthetik. Ahelyett, hogy minden új fejlesztéshez külön űrszondát építenének, a NASA ugyanazon a platformon több egymást követő kísérletet is végre tudott hajtani.
Bár a NASA 2026 júniusában lezárta saját technológiai programját, a CAPSTONE küldetése ezzel nem ért véget. Az űreszköz továbbra is a Hold körül kering, ahol tulajdonosa és üzemeltetője, az Advanced Space a jövőben is új technológiák tesztelésére használja majd.
