Bay thẳng lên Mặt Trăng có thể khiến tàu vũ trụ trở thành rác không gian, vì sao lại vậy?

[NhatDuy]

Trong toán học, “đường thẳng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm”, nhưng trong không gian, đường vòng mới là cách nhanh và tiết kiệm nhất. Khi tàu vũ trụ rời Trái Đất đến Mặt Trăng, nó không bay thẳng mà thường bay vòng quanh Trái Đất trước khi chuyển hướng. Nguyên nhân là để tận dụng lực hấp dẫn của Trái Đất, giúp tiết kiệm năng lượng.

Nếu bay thẳng, động cơ phải hoạt động liên tục để thoát khỏi lực hút của Trái Đất, cần tăng tốc đến 15 km/giây. Nhưng nếu dùng “quỹ đạo chuyển tiếp Hohmann”, tàu sẽ bay quanh Trái Đất trước khi tăng tốc ra ngoài, chỉ cần đạt tốc độ khoảng 10 km/giây. Cách này giúp tiết kiệm gần 30% nhiên liệu so với bay thẳng. Trong hàng không vũ trụ, nhiên liệu đồng nghĩa với trọng lượng và chi phí, vì mỗi tấn nhiên liệu thêm vào làm tăng cấu trúc tên lửa và có thể khiến chi phí tăng hàng trăm triệu nhân dân tệ (tương đương hàng trăm tỷ VNĐ). Vì vậy, bay vòng không phải là đường vòng, mà là cách tối ưu giữa tiết kiệm nhiên liệu và chi phí.

Vì sao bay thẳng không khả thi trong thực tế

Khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trăng là khoảng 380.000 km, nhưng dao động từ 363.000 km đến 406.000 km. Nếu bay thẳng, sự thay đổi khoảng cách này khiến tàu khó điều chỉnh kịp, có thể bay quá xa hoặc không tới đích. Bay theo quỹ đạo vòng cho phép các trạm điều khiển mặt đất theo dõi và hiệu chỉnh đường bay chính xác hơn.

Ví dụ, tàu Hằng Nga 5 đã thực hiện hai lần hiệu chỉnh giữa hành trình, mỗi lần chỉ thay đổi vận tốc vài mét mỗi giây để giữ đúng hướng. Ngoài ra, lực hấp dẫn của Trái Đất không đồng đều, mạnh ở hai cực và yếu ở xích đạo, khiến quỹ đạo bay thẳng dễ bị lệch. Việc bay vòng quanh Trái Đất giúp các kỹ sư tính toán và điều chỉnh trước ảnh hưởng này, giữ sai số trong phạm vi chỉ vài mét. Trong khi đó, nếu độ lệch lớn hơn 100 mét khi vào quỹ đạo Mặt Trăng, việc kết nối sẽ thất bại.

Một minh chứng là sự cố Apollo 13 năm 1970, khi bình oxy phát nổ khiến tàu mất năng lượng. Nhờ chiến lược bay vòng qua Mặt Trăng, con tàu tận dụng lực hấp dẫn để quay lại Trái Đất an toàn. Nếu bay thẳng, động cơ ngừng hoạt động sẽ khiến tàu bay trôi vô định hoặc va chạm với Mặt Trăng.

Bay vòng – lựa chọn an toàn và hiệu quả nhất

Ngày nay, các chương trình như Hằng Nga (Trung Quốc), Artemis (Mỹ) hay các sứ mệnh của châu Âu đều áp dụng phương pháp bay vòng và thay đổi quỹ đạo. Đây không phải vì họ “không thể bay thẳng”, mà vì qua hơn nửa thế kỷ, phương pháp này đã được chứng minh là an toàn, chính xác và hiệu quả nhất trong hành trình giữa Trái Đất và Mặt Trăng.

Đọc chi tiết tại đây: https://www.sohu.com/a/944636260_12...pc.content-abroad.fd-d.1.1760694993879n0YuB79