林彥興
下週一，一顆只有微波爐大的 12U 立方衛星即將投向月球的懷抱。其名為 Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment，簡稱 CAPSTONE，意為頂峰。
「阿提米絲 Artemis」計畫相信大家耳熟能詳，這是時隔半個世紀之後 NASA 再次挑戰重返月球的龐大計畫。與當年的阿波羅計畫不同，這次的目標不只是插旗、拍照，而是要在月球及其周遭軌道，建立人類長期駐留的基地。其中，建造一艘繞行月球的太空站「月球門戶 Lunar Gateway」作為太空人往返地月系統的中繼站，是其中至關重要的一環。
月球門戶將運行在一種稱為「近線性暈輪軌道 NRHO」的特殊軌道上。解釋起來有點複雜，但「乍看之下」這基本上是一條近月點在月球北極的高橢圓軌道。NRHO 的特性賦予月球門戶很高的操作彈性，維持軌道所需的推進劑消耗也不高，並且在大多數時間內都可以與地球以及月球南級（Artemis 計畫中太空人的登陸地點）保持聯繫。
然而，這條軌道雖然優勢眾多，卻從來沒有任何衛星有使用過。因此，CAPSTONE 的目標就是先行一步，在月球門戶之前去實際「試飛」，測試軌道的穩定性以及獲取在 NRHO 上的飛行經驗。
目前，CAPSTONE 預計將在 6/13 17:03 (UTC+8) 從紐西蘭搭乘 RocketLab 的「電子 Electron」火箭升空，進入近地軌道。接著，RocketLab 的「光子 Photon」發動節（kick stage，這個解釋起來也很麻煩，大概可以看成 Electron 的第三節，但 Photon 的潛力遠不止於此）將會執行多次升軌，拉高軌道的遠地點。最後兩者脫離，CAPSTONE 會再進行一連串很難簡當講清楚的變軌，然後自行前往 NRHO；另一方面，既然都達到逃逸速度了，快遞員光子也會順便進行月球飛掠測試。進入 NRHO 後，CAPSTONE 除了會測試軌道之外，也會與月球勘測軌道器（LRO）進行衛星之間的通訊和定位，降低對地面追蹤的依賴。
傳統上，想要把你的載荷送往月球或其它深空目標，要嘛你得足夠有錢，花個一兩億美金直接買一發大火箭專門送一程（比如 LRO 就是用擎天神五號發射）；要嘛你就得等其他有錢人剛好要發射大探測器的時候去蹭個位子（專業術語叫 Ride share），類似洞察號（Insight）發射的時候順便帶上去的兩顆 MarCO 立方衛星。但現在有 Electron 這些小火箭之後，你只需要不到一千萬，就可以買一次為你量身打造的發射機會，大大增加計畫的彈性與時效性。
CAPSTONE 從多個角度看都是相當重要的一次任務。這將是 RocketLab 的第一次深空任務、第一個使用 NRHO 的衛星，也將向世界展示一種全新的低成本的深空探測模式。下週一傍晚，別錯過發射直播囉！
延伸閱讀
What is CAPSTONE? NASA
What is NASA’s CAPSTONE Mission?
Near Rectilinear Halo Orbit Explained and Visualized
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