Kiek laiko trunka nukeliauti į Mėnulį – ir kodėl?

Remiantis pastarųjų kelių dešimtmečių Mėnulio misijų duomenimis, atsakymai svyruoja nuo maždaug aštuonių valandų iki 4,5 mėnesio.

Greičiausias žmogaus sukurtas aparatas, kuris praskriejo pro Mėnulį (t. y. nesustojo) buvo 2006 m. NASA paleistas zondas „New Horizon“, skirtas tirti Plutonui. Šis kosminis aparatas praskriejo pro Mėnulį praėjus 8 valandoms ir 35 minutėms nuo starto.

Tačiau misijų, kurių tikslas yra Mėnulis, kelionė trunka šiek tiek ilgiau. 1959 m. Sovietų Sąjungos erdvėlaivis „Luna 1“, vykdydamas pirmąją žmonijos misiją į Mėnulį, užtruko 34 valandas. Ši misija be įgulos turėjo nusileisti ant Mėnulio paviršiaus, tačiau erdvėlaivis nukrypo nuo kurso ir praskriejo 5995 km atstumu nuo Mėnulio. Galiausiai jis nustojo palaikyti ryši – kai išsikrovė jo baterijos – ir iki šiol tebeskrajoja kosmose.

1969 m., kai astronautai galiausiai nusileido Mėnulyje, „Apollo 11“ įgulai prireikė 109 valandų ir 42 minučių nuo pakilimo iki pirmojo Neilo Armstrongo žingsnio Mėnulyje.

Tokio skirtingo kelionės į Mėnulį laiko priežastys priklauso nuo daugelio veiksnių, tačiau viena svarbiausių priežasčių yra sunaudojamų degalų kiekis. Inžinieriai nustatė, kad naudojant mažiau degalų Mėnulio misija gali užtrukti ilgiau. O taupyti galima panaudojant natūralias dangaus kūnų – tokių kaip Žemė ir Mėnulis – gravitacines jėgas, kurios padeda nukreipti erdvėlaivį ilgesniu maršrutu.

Pavyzdžiui, 2019 m. Izraelis išsiuntė erdvėlaivį be įgulos „Beresheet“, su tikslu nusileisti Mėnulyje. Po starto „Beresheet“ apie šešias savaites skriejo aplink Žemę vis platesnėmis orbitomis, kol įgavo pakankamai pagreičio ir nuskriejo Mėnulio link. Jis nusileido – bet vis dėlto ne taip, kaip norėjo Izraelio organizacija „SpaceIL“: praėjus 48 dienoms po paleidimo komanda prarado ryšį ir „Beresheet“ rėžėsi į Mėnulio paviršių, pažerdama tūkstančius mikroskopinių lėtūnų ant Mėnulio.

Ilgiausios kelionės į Mėnulį rekordininkas yra NASA zondas „CAPSTONE“ – 25 kilogramų kubo formos zondas, kuriam prireikė 4,5 mėnesio palikti Žemę, kelis kartus ją apskrieti ir galiausiai 2022 m. patekti į Mėnulio orbitą. „CAPSTONE“ (angl. Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) buvo nusiųstas į Mėnulį, kad išbandytų orbitą, kurią NASA planuoja naudoti planuojamai kosminei stočiai „Gateway“.

Nesvarbu, kokį maršrutą pasirinks erdvėlaivis, kiekviena Mėnulio misija pereina kelis esminius etapus. Nuo 60 proc. iki 90 proc. bet kurios kosminės misijos starto svorio sudaro degalai, kurie leidžia erdvėlaiviui išsivaduoti iš Žemės gravitacijos ir patekti į kosmosą. Kai erdvėlaivis pasiekia orbitą, jis turi naudoti kuo mažiau degalų, kad pasiektų optimalią trajektoriją į tikslą – nes daugiau degalų padaro erdvėlaivį sunkesnį ir brangesnį.

Galiausiai erdvėlaivis turi dar kartą deginti degalus – kad išskristų iš Žemės orbitos ir galėtų tęsti kelionę. Tranzitu skriejančių erdvėlaivių greičiai paprastai būna panašūs, tačiau „Luna 1“ naudojo tiesioginę trajektoriją, o „Apollo 11“ reikėjo tikslesnės Mėnulio orbitos trajektorijos, todėl kelionė truko ilgiau. Tai reiškė, kad erdvėlaivis turėjo būti nukreiptas ne į Mėnulį, o visai šalia jo, kad įeitų į orbitą ir skristų pakankamai saugiu greičiu, kad būtų galima paleisti nusileidimo modulį ir vėl jį priimti.

„Apollo 11“ Mėnulį pasiekė per maždaug 4,5 dienos ir dėl kitų priežasčių. Pavyzdžiui, prieš palikdamas Žemės gravitaciją, jis turėjo atlikti daugybę manevrų ir patikrinti navigacijos ir orientavimo sistemas. „Išėjus už pagrindinės Žemės gravitacijos įtakos ribų, reikia tik nedidelių orbitos korekcijų, todėl reikia mažiau degalų, – pasakoja Australijos Curtino universiteto Kosmoso mokslo ir technologijų centro įkūrėja bei profesorė Gretchen Benedix. – Visą darbą atlieka gravitacija – Mėnulio gravitacija trauks bet kokią paleistą masę.“

Tačiau kelionės laikas priklauso ir nuo kitų veiksnių. Pasak Marko Blantono, kuris vadovauja NASA misijų iš Mėnulio į Marsą analizei ir integruotiems vertinimams, vienas svarbiausių yra misijos tikslas.

„Misijos ar agentūros įvertina turimų raketų tipą ir jų galimybes gabenti erdvėlaivius, – sako jis. – Raketų pajėgumai ir misijos tikslai lemia erdvėlaivio dydį – pavyzdžiui, ar tai mokslinis instrumentas, ar misija su įgula. Kai sudedami visi šie apribojimai, tai leidžia suprojektuoti optimalią trajektoriją, o tai suteikia informacijos apie apskridimų aplink Žemę skaičių, kad būtų nustatyta tam tikra geometrija ar trajektorija“.

Tai reiškia, kad kaip ir visais kitais su erdvėlaiviais ir kosminiais skrydžiais susijusiais atvejais, tikslūs skaičiavimai dėl laivo bei įgulos dydžio, degalų paskirstymo ir visų kitų įmanomų detalių gali turėti įtakos bendram kelionės į Mėnulį laikui, rašo „Live Science“.