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作為月球門(mén)戶(Gateway)的探路者，CAPSTONE是NASA Artemis計(jì)劃的一部分，它將通過(guò)驗(yàn)證創(chuàng)新的導(dǎo)航技術(shù)和這種光環(huán)形軌道的動(dòng)態(tài)以幫助減少未來(lái)航天器的風(fēng)險(xiǎn)。

該軌道--正式稱為近直角光環(huán)軌道(NRHO)--明顯是拉長(zhǎng)的。它位于地球和月球引力的精確平衡點(diǎn)上，這為月球門(mén)戶這樣的長(zhǎng)期任務(wù)提供了穩(wěn)定性并且只需要最小的能量來(lái)維持。CAPSTONE的軌道還建立了一個(gè)位置--前往月球和其他地方的任務(wù)的理想集結(jié)地。該軌道將使CAPSTONE在接近月球一極時(shí)處于1000英里（1600公里）的范圍內(nèi)，并在每七天的峰值時(shí)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(jìn)能力要求較低。

在經(jīng)過(guò)三個(gè)月的旅程到達(dá)目標(biāo)目的地后，CAPSTONE將圍繞月球這一區(qū)域運(yùn)行至少六個(gè)月時(shí)間，以了解軌道的特性。具體來(lái)說(shuō)，它將驗(yàn)證NASA的模型所預(yù)測(cè)的維持其軌道的動(dòng)力和推進(jìn)要求，這減少了后勤方面的不確定性。另外，它還將展示創(chuàng)新的航天器對(duì)航天器的導(dǎo)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(wú)遮擋的地球視角的優(yōu)勢(shì)。

為了測(cè)試這些新的導(dǎo)航能力，CAPSTONE有第二個(gè)專用的有效載荷飛行計(jì)算機(jī)和無(wú)線電并將進(jìn)行計(jì)算以確定CubeSat在其軌道上的位置。自2009年以來(lái)，NASA的月球勘測(cè)軌道器(LRO)一直在環(huán)繞月球以將作為CAPSTONE的參考點(diǎn)。其目的是讓CAPSTONE跟LRO直接通信，并利用從這個(gè)交叉鏈接中獲得的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)量其距離LRO有多遠(yuǎn)及兩者之間的距離變化有多快，這反過(guò)來(lái)又決定了CAPSTONE在空間的位置。

這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息將被用來(lái)評(píng)估CAPSTONE的自主導(dǎo)航軟件。如果成功的話，這個(gè)被稱為地月空間自主定位系統(tǒng)(CAPS)的軟件將使未來(lái)的航天器能確定其位置，而不必完全依賴來(lái)自地球的跟蹤。這種能力可以使未來(lái)的技術(shù)演示在沒(méi)有地面支持的情況下自行執(zhí)行并允許地面天線優(yōu)先考慮有價(jià)值的科學(xué)數(shù)據(jù)，而非更常規(guī)的操作跟蹤。

CAPSTONE計(jì)劃不早于2022年5月由Rocket Lab的Electron從該公司在新西蘭的1號(hào)發(fā)射場(chǎng)發(fā)射。CAPSTONE有一個(gè)非常雄心勃勃的時(shí)間表，它將展示關(guān)鍵的商業(yè)能力。NASA的合作伙伴將測(cè)試用于任務(wù)規(guī)劃和操作的尖端工具，并為前往月球、火星和整個(gè)太陽(yáng)系其他目的地的小型和更經(jīng)濟(jì)的空間和探索任務(wù)鋪平道路并擴(kuò)大機(jī)會(huì)。

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