Gateway, Capstone und die Halo-Umlaufbahn

Der mondnächste Punkt befindet sich mit einem Abstand von knapp 1.600 Kilometern über der Mondoberfläche an dessen Nordpol. "Die geringere Höhe ist ein guter Ort, um die Stationsbesatzung auf die Mondoberfläche zu bringen. Jeder Ab- und Aufstieg muss zeitlich abgestimmt werden", so Agasid. Nach ungefähr einer Woche wird das Gateway wieder am Nordpol vorbeifliegen. Wenn Capstone den Südpol des Mondes passiert, wird die Raumsonde ungefähr 70.000 Kilometer von dessen Oberfläche entfernt sein.

"Dies ist ein optimaler Orbit für die Station, da das Gateway dort eine kontinuierliche Sicht für Kommunikationszwecke zur Erde hat", sagt der Programm-Manager und erklärt: "Es handelt sich um eine sehr stabile Umlaufbahn, der schon seit geraumer Zeit untersucht wird. Alleine schon wegen der Treibstoffersparnis und der Tatsache, dass das Gateway für einige Zeit dort betrieben werden kann, ist es eine optimale Umlaufbahn."

Capstone, dessen Akronym für Betrieb und Navigationsexperiment des autonomen cislunaren Ortungssystems (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) steht, soll jedoch nicht nur diese stark-elliptische Umlaufbahn für das Gateway testen.

Capstone und der ballistische Mondtransfer

Um zur Halo-Umlaufbahn zu gelangen, wird Capstone circa vier bis fünf Monate benötigen. Im Gegensatz dazu wird das Orion-Raumschiff nur ungefähr fünf Tage brauchen. Jedoch soll Capstone einen ballistischen Mondtransfer durchführen und nicht auf dem direkten Weg zum Mond fliegen. "Es dauert zwar eine Weile, den Mond mit diesem ballistischen Mondtransfer zu erreichen. Dafür wird nicht so viel Treibstoff benötigt, weil das Raumfahrzeug die Schwerkraft der Sonne, der Erde und des Mondes nutzt."

Beim ballistischen Einfangen handelt es sich um eine energiearme Methode für ein Raumfahrzeug, um eine Umlaufbahn um einen entfernten Planeten oder Mond zu erreichen. Statt direkt zum Mond zu fliegen, dort die Triebwerke zu zünden und schnell in den Mondorbit zu bremsen - ansonsten fliegt die Sonde vorbei -, müssen die Triebwerke von Capstone beim ballistischen Mondtransfer nur minimal beansprucht werden. Das Verfahren wurde 1991 erstmals von der japanischen Raumsonde Hiten demonstriert.

Viel Treibstoff kann Capstone mit einem Gesamtgewicht von circa 25 Kilogramm nicht mit sich führen. Nur ungefähr 20 Prozent davon, also ungefähr fünf Kilogramm, sind Treibstoff. In Zukunft sollen auch Frachter zum Lunar Gateway den ballistischen Mondtransfer nutzen, um mit wenig Treibstoffmengen in den Halo-Orbit zu gelangen.