Лунная орбита может получить собственный аналог авиадиспетчерской. Инженеры рассчитали, как разводить несколько космических кораблей возле станции Gateway, не допуская опасных сближений и одновременно экономя топливо. Разработанная система должна была позволить кораблям ждать свободного стыковочного узла часами, днями или неделями, выстраиваясь вдоль одной орбиты на безопасном расстоянии друг от друга.
Команда из Техасского университета A&M, Космического центра имени Джонсона NASA и Университета Пердью описала подход в исследовании , опубликованном в Acta Astronautica. Авторы изучили управление трафиком в окрестностях Gateway на почти прямолинейной гало-орбите NRHO, где должны были одновременно работать станция, пилотируемый Orion, грузовые аппараты и лунные посадочные модули. Сочетание нескольких аппаратов в одной области повышает требования к прогнозированию траекторий и делает предотвращение сближений отдельной инженерной задачей.
NRHO представляет собой сильно вытянутую полярную орбиту вокруг Луны. По данным NASA , ближайшая точка проходит примерно в 1 500 километрах от лунной поверхности, дальняя удаляется примерно на 70 000 километров, а полный оборот занимает около шести с половиной суток. Конфигурация обеспечивает постоянную связь с Землей и требует сравнительно небольших затрат топлива на поддержание орбиты. Сложное совместное влияние гравитации Земли и Луны при этом заставляет станцию и находящиеся рядом аппараты регулярно корректировать движение.
Главной задачей исследователей стало так называемое loitering, или управляемое ожидание. Космический аппарат вместо немедленной стыковки сохраняет рассчитанное положение относительно Gateway и продолжает двигаться по орбите. Подобный режим понадобится, когда стыковочный узел занят, другой корабль выполняет маневр или расписание миссии требует отложить сближение. В отличие от самолета на стоянке, космический аппарат не может просто остановиться, поэтому безопасное ожидание превращается в постоянное управление траекторией.
Инженеры провели тысячи компьютерных симуляций с учетом ошибок навигации, неточности работы двигателей и небольших возмущений траектории. Расчеты показали, что умеренное увеличение числа маневров поддержания орбиты позволяет заметно точнее удерживать аппарат возле заданной позиции при сравнительно небольшом изменении расхода топлива. Отдельный алгоритм управления относительным движением уменьшает колебания расстояния между двумя аппаратами и позволяет формировать более плотные, но контролируемые группы.
Для ожидающих кораблей исследователи предложили схему, напоминающую нитку жемчуга. Аппараты располагаются впереди или позади Gateway вдоль общей орбиты и сохраняют рассчитанные интервалы, пока не наступит время стыковки или ухода. Предсказуемое положение каждого участника упрощает планирование сближения, освобождения стыковочных узлов и последующих маневров, одновременно снижая вероятность опасного сближения.
Практические испытания самой NRHO начались задолго до появления новой работы. Кубсат CAPSTONE вышел на подобную орбиту возле Луны в 2022 году. NASA использовало аппарат для проверки особенностей движения и навигации в районе, выбранном для Gateway. Полет подтвердил возможность работы аппарата на NRHO с небольшими затратами энергии на поддержание траектории.
Перспективы самой Gateway за время подготовки исследования заметно изменились. В марте 2026 года NASA объявило о намерении поставить Gateway в нынешнем виде на паузу и сосредоточить ресурсы на постоянной инфраструктуре на поверхности Луны. В августе агентство сообщило , что элементы энергетики и авионики жилого модуля HALO уже перепрофилируют для наземных лунных демонстраций. Июльский отчет GAO также относит дальнейшую судьбу первоначальной конфигурации Gateway к неопределенным и указывает на поиск нового применения для изготовленного оборудования.
Поэтому разработанные алгоритмы пока нельзя считать утвержденной системой управления движением возле будущей Gateway. Работа представляет собой исследование методов управления несколькими аппаратами в сложной окололунной среде. Подобные принципы могут пригодиться и за пределами первоначального проекта станции, если число автоматических и пилотируемых аппаратов возле Луны продолжит расти.