Hành trình đến Mặt Trăng: thời gian di chuyển và các yếu tố ảnh hưởng đến các nhiệm vụ không gian

Thời gian bay từ Trái đất đến Mặt trăng dao động trong khoảng rộng – từ 8 giờ đến 4,5 tháng, tùy thuộc vào nhiều yếu tố kỹ thuật và chiến lược. Vệ tinh tự nhiên của chúng ta quay quanh Trái đất ở khoảng cách trung bình 384 400 km, và việc vượt qua khoảng cách này là một nhiệm vụ kỹ thuật phức tạp.

Các chuyến bay kỷ lục: từ nhanh nhất đến lâu nhất

Thiết bị bay nhanh nhất đã bay qua Mặt Trăng là tàu thăm dò "Chân trời mới", được NASA phóng vào năm 2006 để nghiên cứu hành tinh lùn Pluto. Thiết bị vũ trụ này đã vượt qua khoảng cách đến Mặt Trăng chỉ trong 8 giờ 35 phút sau khi khởi động, thiết lập một kỷ lục tốc độ đặc biệt.

Tuy nhiên, đối với các nhiệm vụ nghiên cứu Mặt Trăng có mục tiêu, hành trình mất nhiều thời gian hơn. Nhiệm vụ Mặt Trăng đầu tiên trong lịch sử nhân loại – tàu vũ trụ Liên Xô "Luna-1" (1959 năm) – đã đến gần Mặt Trăng sau 34 giờ. Mặc dù tàu đã lệch khỏi quỹ đạo và bay cách bề mặt Mặt Trăng 5995 km, nhiệm vụ này đã trở thành một cột mốc quan trọng trong việc khám phá không gian.

Sứ mệnh lịch sử «Apollo-11» vào năm 1969, khi con người lần đầu tiên đặt chân lên bề mặt mặt trăng, đã mất 109 giờ và 42 phút từ thời điểm khởi hành đến khi Neil Armstrong hạ cánh.

Ở đầu đối diện của phổ là vệ tinh NASA CAPSTONE, đã thiết lập kỷ lục về chuyến bay dài nhất đến Mặt Trăng - kéo dài 4,5 tháng. Vệ tinh cube 25 kilogram này đã được phóng vào năm 2022 để kiểm tra quỹ đạo dự kiến cho trạm không gian Mặt Trăng Gateway trong tương lai.

Các yếu tố chính xác định thời gian bay

Thời gian bay đến Mặt Trăng được xác định bởi một vài yếu tố quan trọng:

1. Cân bằng nhiên liệu và thời gian: Việc sử dụng ít nhiên liệu hơn làm tăng thời gian bay, nhưng giảm khối lượng và chi phí của nhiệm vụ. Chẳng hạn, thiết bị của Israel "Beresheet" vào năm 2019 đã quay quanh quỹ đạo trái đất mở rộng trong khoảng sáu tuần, tích lũy năng lượng để bay đến Mặt Trăng, từ đó tiết kiệm nhiên liệu.

2. Mục tiêu của nhiệm vụ: Theo lời của Mark Blanton, người đứng đầu phân tích và đánh giá nhiệm vụ NASA "Mặt Trăng - Sao Hỏa", mục tiêu cuối cùng xác định toàn bộ hồ sơ chuyến bay – từ việc lựa chọn tên lửa mang đến quỹ đạo di chuyển.

3. Thông số kỹ thuật của tàu vũ trụ: Kích thước của tàu, khối lượng của nó, phân bổ nhiên liệu và các thông số kỹ thuật khác ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn lộ trình tối ưu và tốc độ di chuyển.

Các giai đoạn của sứ mệnh mặt trăng

Bất kể lộ trình được chọn, mỗi sứ mệnh đến Mặt Trăng đều trải qua một số giai đoạn quan trọng một cách quyết định:

1. Vượt qua trọng lực của Trái Đất: 60-90% khối lượng khởi đầu của tàu vũ trụ là nhiên liệu cần thiết để thoát ra quỹ đạo.

2. Tối ưu hóa quỹ đạo: Ở giai đoạn này, các kỹ sư cố gắng giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu bằng cách sử dụng trọng lực tự nhiên của các thiên thể để điều chỉnh hướng đi.

3. Ra khỏi quỹ đạo Trái Đất: Cần đốt thêm nhiên liệu để chuyển sang quỹ đạo bay tới Mặt Trăng.

4. Phanh tại đích: Đối với các nhiệm vụ dự kiến hạ cánh hoặc ra vào quỹ đạo Mặt Trăng, cần tính toán chính xác các động thái phanh.

Trung bình, các nhiệm vụ mặt trăng tiêu chuẩn mất khoảng ba ngày bay, tuy nhiên, như lịch sử nghiên cứu không gian đã chỉ ra, thời gian di chuyển có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào các điều kiện cụ thể và nhiệm vụ.