Mất bao lâu để bay từ Trái Đất đến Mặt Trăng: từ giờ đến tháng.

Thời gian bay từ Trái đất đến Mặt trăng phụ thuộc vào nhiều yếu tố kỹ thuật, bao gồm lượng nhiên liệu, đặc điểm quỹ đạo của Mặt trăng và mục tiêu của nhiệm vụ cụ thể. Theo dữ liệu lịch sử, tàu vũ trụ có thể đến Mặt trăng trong khoảng thời gian từ 8 giờ đến 4,5 tháng.

Khoảng cách và các tham số cơ bản

Mặt trăng quay quanh Trái đất ở khoảng cách trung bình 384 400 kilômét. Khoảng cách đáng kể này đòi hỏi kế hoạch kỹ thuật nghiêm túc cho mỗi nhiệm vụ không gian. Theo dữ liệu lịch sử từ nhiều cuộc thám hiểm Mặt trăng, thời gian di chuyển đến vệ tinh của Trái đất có thể thay đổi đáng kể.

Những chuyến bay kỷ lục đến Mặt Trăng

Đối tượng nhân tạo nhanh nhất từng bay gần Mặt Trăng là tàu thăm dò "Horizon mới", được NASA phóng vào năm 2006. Thiết bị này, với mục tiêu chính là nghiên cứu hành tinh lùn Pluto, đã vượt qua khoảng cách đến Mặt Trăng trong khoảng 8 giờ 35 phút sau khi khởi động.

Đối với các nhiệm vụ được gửi đến Mặt Trăng một cách có mục đích, chuyến đi đòi hỏi 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 mất 34 giờ để đạt được mục tiêu. Mặc dù tàu không người lái này dự kiến sẽ hạ cánh trên bề mặt Mặt Trăng, nhưng nó đã lệch khỏi quỹ đạo, bay cách vệ tinh 5995 km.

Các sứ mệnh có người lái trong lịch sử

Nhiệm vụ nổi tiếng «Apollo 11», đã đưa những người đầu tiên lên Mặt Trăng vào năm 1969, đã mất 109 giờ và 42 phút từ khi khởi động cho đến bước chân đầu tiên của Neil Armstrong trên bề mặt Mặt Trăng. Nhiệm vụ này đã trở thành một bước đột phá cách mạng trong lịch sử hàng không vũ trụ, thiết lập tiêu chuẩn cho các chuyến bay có người lái tiếp theo.

Cân bằng nhiên liệu và thời gian

Một trong những yếu tố chính xác định thời gian bay là lượng nhiên liệu sử dụng. Các kỹ sư chương trình không gian đã phát hiện ra một quy luật thú vị: việc sử dụng ít nhiên liệu hơn làm tăng thời gian di chuyển, nhưng cho phép tối ưu hóa đáng kể nhiệm vụ từ góc độ kinh tế.

Việc đạt được mục tiêu thành công trở nên khả thi nhờ vào việc sử dụng trọng lực tự nhiên của các thiên thể, giúp định hướng tàu vũ trụ theo một quỹ đạo dài hơn nhưng hiệu quả về năng lượng. Điều này gợi nhớ đến các nguyên tắc tối ưu hóa được áp dụng trong các hệ thống công nghệ hiện đại, nơi sự cân bằng giữa tốc độ và hiệu quả tài nguyên trở thành thông số chính.

Các phương pháp hiện đại để bay đến Mặt Trăng

Vào năm 2019, Israel đã gửi một thiết bị không người lái "Beresheet" lên Mặt Trăng. Sau khi phóng, tàu vũ trụ đã điều chỉnh quỹ đạo xung quanh Trái Đất trong khoảng sáu tuần, từ từ tích lũy tốc độ cần thiết cho chuyến bay lên Mặt Trăng. Mặc dù cuối cùng thiết bị đã bị rơi khi hạ cánh xuống bề mặt Mặt Trăng sau 48 ngày kể từ khi phóng, nhiệm vụ đã chứng minh hiệu quả của những phương pháp mới trong các chuyến bay không gian.

Kỷ lục tuyệt đối về thời gian bay đến Mặt Trăng thuộc về tàu thăm dò NASA CAPSTONE. Tàu cube 25 kg này mất 4,5 tháng để đạt được quỹ đạo Mặt Trăng vào năm 2022. CAPSTONE (Hệ thống định vị tự động giữa các hành tinh và thí nghiệm về các hoạt động và điều hướng) đã được gửi đi để kiểm tra quỹ đạo mà NASA dự định sử dụng cho trạm không gian Gateway trong tương lai.

Các giai đoạn của nhiệm vụ mặt trăng

Bất kể lộ trình nào được chọn, mỗi nhiệm vụ đến Mặt Trăng đều trải qua một số giai đoạn bắt buộc:

1. Giai đoạn khởi đầu: 60–90% khối lượng khởi đầu của bất kỳ nhiệm vụ không gian nào là nhiên liệu cần thiết để vượt qua lực hấp dẫn của trái đất và ra ngoài không gian.

2. Điều chỉnh quỹ đạo: Sau khi đạt được quỹ đạo, thiết bị phải sử dụng lượng nhiên liệu tối thiểu để ra khỏi quỹ đạo bay tối ưu. Càng nhiều nhiên liệu mà tàu mang theo, thì nhiệm vụ càng trở nên nặng nề và tốn kém.

3. Giai đoạn chuyển tiếp: Tàu vũ trụ phải tiêu tốn một lượng nhiên liệu nhất định để thoát ra khỏi quỹ đạo Trái Đất và chuyển sang quỹ đạo mặt trăng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bay

Theo lời của người đứng đầu phân tích và đánh giá nhiệm vụ NASA "Mặt Trăng - Sao Hỏa" Mark Blanton, một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến thời gian bay là mục tiêu của nhiệm vụ. Cơ quan vũ trụ đang đánh giá loại tên lửa có sẵn và khả năng của chúng trong việc đưa tàu vũ trụ vào chuyển động. Khả năng của tên lửa mang và các mục tiêu của nhiệm vụ xác định kích thước của tàu vũ trụ, sau đó các chuyên gia phát triển lộ trình tối ưu.

Mỗi tham số của tàu vũ trụ - kích thước chính xác của nó, số lượng phi hành đoàn, phân bổ nhiên liệu và nhiều chi tiết khác - có thể ảnh hưởng đáng kể đến tổng thời gian cần thiết để đạt được Mặt Trăng.

Cách tiếp cận toàn diện như vậy trong việc tối ưu hóa các nhiệm vụ không gian cho thấy những giải pháp công nghệ có thể phức tạp như thế nào, nhằm đạt được hiệu quả tối đa với chi phí tài nguyên tối thiểu — một nguyên tắc có liên quan trong bất kỳ lĩnh vực công nghệ tiên tiến nào.