Інженери з Texas A&M, Космічного центру ім. Джонсона та Університету Пердью опублікували в Acta Astronautica математичний посібник з управління рухом навколо Gateway — майбутньої станції NASA на орбіті Місяця. Вони прописали, як кораблям чекати своєї черги на стикування за 386 000 км від Землі й не зіткнутися.
Орбіта, на якій житиме Gateway, називається близькою прямолінійною гало-орбітою (NRHO). Вона майже стабільна, тримає безперервний прямий зв’язок із Землею і майже не потребує палива на підтримку — але форма в неї яйцеподібна: апарат пірнає до 1600 км над північним полюсом Місяця, а тоді відлітає на 64 000 км за південний. Постійне перетягування каната між тяжінням Землі й Місяця, з періодом близько 6,5 доби.
Для однієї станції достатньо періодичних коротких увімкнень двигунів. Проблема починається, коли до тієї самої точки простору підтягуються Orion з екіпажем, вантажний корабель і важкий посадковий модуль. «Можливі зіткнення й серйозні пошкодження», — каже Даян Девіс, співавторка дослідження, яка понад десять років керувала проєктуванням місій Gateway у NASA, а цьогоріч перейшла на кафедру космічної інженерії Texas A&M.
Ключове поняття — loitering, очікування на заданій траєкторії без негайного маневру. Корабель може висіти в такому режимі години, дні або тижні, поки звільниться причальний порт. На тисячах симуляцій, з урахуванням навігаційних похибок і неідеальної роботи двигунів, команда знайшла робочий компроміс: трохи частіші коригувальні увімкнення тримають апарат помітно ближче до розрахункової позиції, коштуючи зовсім небагато палива. А передбачувана позиція — це можливість спланувати графік стикувань наперед.
Вишикувати кораблі пропонують у формацію, яку автори назвали «ниткою перлин»: апарати розходяться попереду й позаду Gateway з точно розрахованими інтервалами відносно самої станції, а не дрейфують кожен сам по собі.
Станція, для якої все це рахували, буде близько 20 метрів завдовжки проти 50 у МКС і більшість часу літатиме без екіпажу. Модуль HALO уже чекає в Аризоні, а разом з енергетичним PPE він має стартувати не раніше 2028 року в межах Artemis IV. Диспетчерську службу написали до того, як з’явився перший затор.