Inžinieriai kuria pirmąją Mėnulio orbitos „skrydžių valdymo“ sistemą, kad keli erdvėlaiviai galėtų saugiai laukti savo eilės
NASA dar tik rengiasi išplėsti nuolatines operacijas prie Mėnulio, tačiau inžinieriai jau sprendžia problemą, kuri iki šiol egzistavo daugiausia mokslinėje fantastikoje – ką daryti, kai prie tos pačios orbitinės stoties vienu metu atvyksta keli erdvėlaiviai.
Teksaso A&M universiteto, NASA Johnsono kosmoso centro ir Purdue universiteto tyrėjai sukūrė matematinius algoritmus bei veiklos procedūras, skirtas būsimam eismui aplink Mėnulio orbitinę stotį „Gateway“. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Acta Astronautica“.
Problema nėra teorinė. Ateityje prie „Gateway“ gali vienu metu artėti „Orion“ kapsulė su astronautais, Mėnulio nusileidimo aparatas, krovininis erdvėlaivis ar kitos robotinės misijos. Ne visi aparatai galės iš karto prisijungti prie stoties, todėl daliai jų teks valandas, dienas ar net savaites saugiai laukti orbitoje.
Žemėje lėktuvas gali stovėti aikštelėje arba skristi laukimo ratu. Prie Mėnulio „stovėti“ neįmanoma – kiekvienas objektas nuolat juda, o jo trajektoriją veikia ir Mėnulio, ir Žemės gravitacija. Todėl būsimoje Mėnulio transporto sistemoje reikės tam tikro kosminio skrydžių valdymo analogo.
„Gateway“ skries ne įprasta apskrita orbita – jos trajektorija nusidrieks nuo Mėnulio paviršiaus iki dešimčių tūkstančių kilometrų į kosmosą
NASA „Gateway“ numatyta vadinamoji beveik tiesinė halinė orbita – Near Rectilinear Halo Orbit, trumpinama NRHO. Tai labai ištęsta, kiaušinio formą primenanti trajektorija aplink Mėnulį.
Vienoje orbitos dalyje stotis priartės maždaug iki 1 600 kilometrų nuo Mėnulio šiaurinio poliaus, o kitoje nutols beveik 64 tūkst. kilometrų už pietinio poliaus. Stoties greitis skirtingose orbitos dalyse smarkiai keisis ir didžiausias gali siekti beveik 3,2 kilometro per sekundę.
Tokia orbita pasirinkta ne atsitiktinai. Ji reikalauja palyginti nedaug kuro trajektorijai palaikyti, suteikia geras sąlygas susisiekti su Žeme ir leidžia patogiai pasiekti Mėnulio pietų ašigalio regioną, kuriame NASA planuoja didžiąją dalį būsimų „Artemis“ operacijų.
Tačiau ta pati gravitacinė geometrija tampa problema, kai vienoje orbitoje atsiranda keli aparatai. Net nedidelė navigacijos klaida ar netiksliai suveikęs variklis per tam tikrą laiką gali pakeisti erdvėlaivio padėtį tiek, kad jo trajektorija pavojingai priartėtų prie kito aparato.
Tūkstančiai kompiuterinių modeliavimų parodė, kaip erdvėlaivius galima išrikiuoti tarsi „perlus ant virvelės“
Tyrėjų pasiūlytas sprendimas vadinamas „loitering“ – kontroliuojamu laukimu orbitoje. Erdvėlaivis, negalintis iš karto prisijungti prie „Gateway“, nebūtų paliekamas savarankiškai skristi netoliese. Jis būtų laikomas tiksliai apskaičiuotoje padėtyje stoties atžvilgiu.
Diane Davis vadovaujama tyrėjų grupė atliko tūkstančius kompiuterinių modeliavimų, kuriuose buvo įtrauktos realios navigacijos paklaidos, variklių netikslumai ir nedideli išoriniai trikdžiai. Tikslas buvo rasti pusiausvyrą tarp dviejų priešingų reikalavimų – aparatus laikyti pakankamai toli vieną nuo kito, kad nekiltų susidūrimo rizika, tačiau ne taip toli, kad grįžimas prie stoties pareikalautų per daug kuro.
Geriausiai veikiančią struktūrą D. Davis palygino su „perlais ant virvelės“. Keli atvykę erdvėlaiviai galėtų išsidėstyti palei tą pačią NRHO trajektoriją prieš „Gateway“ arba už jos ir išlaikyti apskaičiuotus tarpus.
Kai vienas aparatas prisijungtų prie stoties arba išskristų, kiti palaipsniui judėtų į kitą laukimo poziciją. Taip būtų sukurta savotiška kosminė eilė, kurios kiekvienas dalyvis turėtų žinomą ir prognozuojamą vietą.
Nedidelės papildomos variklių korekcijos smarkiai padidino padėties tikslumą, beveik nepadidindamos degalų sąnaudų
Kosmose kiekvienas papildomas variklio įjungimas kainuoja kurą, todėl paprasčiausias sprendimas – nuolat koreguoti kiekvieno erdvėlaivio padėtį – būtų labai neefektyvus.
Modeliavimas parodė, kad tam nebūtina naudoti didelių manevrų. Nedidelis papildomų orbitos palaikymo korekcijų skaičius leido gerokai sumažinti erdvėlaivių padėties nuokrypius, o degalų sąnaudos padidėjo palyginti nežymiai.
Tai svarbu ne vien dėl saugumo. Kuo tiksliau žinoma kiekvieno aparato padėtis, tuo lengviau planuoti susijungimą, atsiskyrimą, astronautų persėdimą, krovinių pristatymą ir Mėnulio nusileidimo aparatų skrydžius.
Žemėje oro eismo kontrolė veikia todėl, kad dispečeriai žino kiekvieno lėktuvo trajektoriją ir gali numatyti, kur jis bus po kelių minučių. Aplink Mėnulį bus reikalingas tas pats principas, tik visi objektai judės sudėtingoje daugiakūnėje gravitacinėje sistemoje ir net menka klaida gali kainuoti milijardus dolerių ar kelti pavojų astronautų gyvybei.
„Gateway“ pirmieji moduliai turėtų būti paleisti prieš „Artemis IV“, o astronautai stotyje pirmą kartą apsilankys ne anksčiau kaip 2028 metais
„Gateway“ dar nėra Mėnulio orbitoje. NASA šiuo metu Žemėje rengia pirmuosius du stoties elementus – energijos ir varomosios sistemos modulį PPE bei gyvenamąjį ir logistikos modulį HALO.
Abu moduliai bus sujungti Žemėje ir viena „SpaceX Falcon Heavy“ raketa paleisti Mėnulio kryptimi. Pagal dabartinį NASA grafiką pirmųjų elementų startas numatomas ne anksčiau kaip 2027 metais, prieš „Artemis IV“ misiją.
Kelionė iki galutinės NRHO orbitos turėtų trukti maždaug metus. „Gateway“ didžiąją laiko dalį galės veikti autonomiškai, be žmonių įgulos. NASA numato, kad galutinės konfigūracijos stoties eksploatavimo laikotarpis sieks bent 15 metų.
Astronautai į stotį pirmą kartą turėtų patekti per „Artemis IV“. NASA dabartiniuose planuose ši misija numatoma ne anksčiau kaip 2028 metais. Prie „Gateway“ tada turėtų prisijungti „Orion“, Mėnulio nusileidimo aparatas ir naujas gyvenamasis modulis, todėl būtent nuo tokių misijų orbitinio eismo koordinavimas pradės įgyti praktinę reikšmę.
Prie Mėnulio kuriamas ir „LunaNet“ – GPS bei interneto funkcijas primenantis ryšio ir navigacijos tinklas
Vien orbitinių „eismo juostų“ neužteks. Kad keli erdvėlaiviai galėtų veikti nepriklausomai ir tiksliai žinoti savo padėtį, prie Mėnulio reikalinga visiškai nauja komunikacijos ir navigacijos infrastruktūra.
NASA tam kuria „LunaNet“ sistemą. Jos tikslas – Mėnulio aplinkoje suteikti paslaugas, kurios tam tikrais aspektais primintų Žemėje naudojamus interneto ir GPS tinklus. Skirtingų valstybių bei privačių bendrovių aparatai galėtų naudoti bendrus ryšio ir navigacijos standartus.
Vienas svarbiausių elementų bus Mėnulio orbitiniai retransliatoriai. Jie leis palaikyti ryšį net tada, kai erdvėlaivio arba astronauto tiesioginis matomumas į Žemę bus užblokuotas Mėnulio. Tai ypač aktualu pietų ašigalio ir nematomosios Mėnulio pusės regionams.
2026 metų liepą NASA jau perdavė bendrovei „Intuitive Machines“ navigacijos sistemą „NavCube3-mini“, skirtą pirmajam komerciniam Mėnulio retransliavimo palydovui „Altus-1“. Ilgainiui tokie palydovai turėtų suteikti astronautams, mėnuleigiams ir erdvėlaiviams galimybę savarankiškai nustatyti savo padėtį, nebereikalaujant kiekvienam manevrui remtis Žemėje esančiomis antenomis.
Kosminis internetas turės veikti net nutrūkus signalui – duomenys bus saugomi ir perduodami atsiradus ryšiui
Ryšys už Žemės ribų turi dar vieną problemą – jis nėra toks pastovus kaip antžeminis internetas. Erdvėlaiviai gali trumpam pasislėpti už Mėnulio, antenas gali užstoti reljefas, o lazerinio ryšio kanalus gali paveikti techninės ar atmosferinės sąlygos Žemėje.
Todėl „LunaNet“ pagrindas bus vadinamasis sutrikimams ir vėlavimui atsparus tinklas – Delay/Disruption Tolerant Networking, arba DTN. Jis veikia kitaip nei įprastas internetas.
Jeigu tarp dviejų tinklo mazgų nutrūksta ryšys, duomenų paketas nėra tiesiog prarandamas. Vienas mazgas jį išsaugo ir perduoda toliau tada, kai atsiranda tinkamas ryšio kanalas. Tokiu būdu informacija gali keliauti per kelis palydovus ir retransliatorius net esant ilgiems ryšio pertrūkiams.
NASA šią technologiją jau naudoja realiose misijose. Agentūros PACE palydovas iki 2026 metų buvo perdavęs daugiau kaip 34 mln. DTN duomenų paketų, o NASA skelbia, kad ši sistema tapo vienu būsimo „Saulės sistemos interneto“ pagrindų.
„Mėnulio spūstys“ šiandien dar neegzistuoja, tačiau jų valdymo taisyklės kuriamos prieš prasidedant tikram kosminiam eismui
Populiarioji formuluotė apie „Mėnulio transporto spūstis“ gali sudaryti įspūdį, kad aplink mūsų palydovą jau skraido daugybė žmonių pilotuojamų erdvėlaivių. Taip nėra. Tyrėjai rengiasi situacijai, kuri gali susiformuoti per ateinančius dešimtmečius.
Šis pasirengimas turi labai praktišką priežastį. NASA, Europos, Japonijos, Kinijos ir privačių bendrovių planuose daugėja Mėnulio orbitinių stočių, nusileidimo aparatų, mėnuleigių, krovininių misijų ir ryšio palydovų. Kuo daugiau jų veiks vienu metu, tuo mažiau bus galima kiekvieną misiją planuoti taip, tarsi aplink Mėnulį ji būtų vienintelė.
Tarptautinės kosminės stoties laikais atvykstantys aparatai taip pat kruopščiai koordinuojami, tačiau Žemės orbitoje egzistuoja daug geriau ištirta navigacijos infrastruktūra, pasaulinės sekimo sistemos ir dešimtmečių operacinė patirtis. Mėnulio aplinkoje tokį transporto tinklą žmonija turės sukurti praktiškai nuo pradžių.
Todėl naujojo tyrimo svarba slypi ne vien vienoje būsimoje stotyje. Formuojamos taisyklės, kaip keli nepriklausomi aparatai galėtų saugiai dalytis ta pačia Mėnulio orbitos infrastruktūra. Jei žmonių veikla prie Mėnulio iš tiesų taps nuolatine, astronautikos uždaviniai vis labiau primins įprastą transporto planavimą Žemėje: reikės ne tik raketų, bet ir maršrutų, laukimo zonų, navigacijos, ryšio bei aiškios taisyklės, kam ir kada leidžiama judėti.
Šaltiniai
Yahoo Tech / Popular Science. (2026). How NASA is prepping for lunar traffic jams. https://www.yahoo.com/tech/science/articles/nasa-prepping-lunar-traffic-jams-160100134.html
Popular Science. (2026). How NASA is prepping for lunar traffic jams. https://www.popsci.com/science/nasa-moon-traffic-gateway-spaceport/
Texas A&M University. (2026). ‘Now boarding’ … 240,000 miles from Earth, at the moon’s first airport. https://stories.tamu.edu/news/2026/08/24/now-boarding-240000-miles-from-earth-at-the-moons-first-airport/
DAO narių vertinimas
Straipsnio publikavimą patvirtino 5 iš 5 priskirtų DAO narių
Straipsnis aiškiai ir suprantamai pristato NASA planus dėl Mėnulio orbitos eismo taisyklių, kas yra aktualu ir įdomu skaitytojams, besidomintiems kosmoso tyrimais.
Straipsnis pateikia tikslią ir aiškią informaciją apie NASA planus ir tyrimus, susijusius su Mėnulio orbitos eismo valdymu. Jame nėra dezinformacijos, o informacija paremta moksliniais tyrimais, todėl jis atitinka žurnalistikos etikos standartus.
Straipsnis yra aktualus ir savalaikis, nes nagrinėja svarbius NASA planus dėl Mėnulio orbitos ir erdvėlaivių eismo valdymo, kurie turi didelę reikšmę ateities kosminėms misijoms. Tai ypač svarbu Lietuvos auditorijai, kuri domisi kosmoso tyrimais ir technologijomis.
Straipsnis pateikia svarbią informaciją apie NASA planus ir technologijas, kurios bus naudojamos Mėnulio orbitoje, kas yra aktualu ne tik mokslininkams, bet ir plačiajai visuomenei. Jame nagrinėjama konkreti problema ir siūlomi sprendimai, todėl jis yra konstruktyvus ir informatyvus.
Straipsnis yra informatyvus ir objektyvus, jis neskatina nepagrįsto nerimo ir pateikia mokslinę informaciją apie erdvėlaivių valdymą, kas yra svarbu ateities misijoms.
