Hogyan jut el egy űrhajó a Holdra, és mennyi idő alatt ér oda?

Augusztus 23-án, hanoi idő szerint este 7:34-kor India pilóta nélküli űrhajója, a Chandrayaan-3 sikeresen leszállt a Hold déli pólusán egy 41 napos repülés után. Ez a küldetés segített Indiának a világon elsőként űrhajót landolni a Hold déli pólusán, egy olyan helyen, ahová ember még soha nem tette be a lábát.

Az egyik nagy kérdés, ami felmerül, hogy miért tartott az indiai Chandrayaan-3 űrszondának 41 nap alatt leszállni a Holdra.

Összehasonlításképpen, az orosz Luna-25 űrszonda mindössze 6 nap alatt állt Hold körüli pályára, míg a kínai Csang'e-2 űrszonda mindössze 4 nap alatt érte el a Holdat egy 2010-es küldetés során. A NASA Apollo-11 űrszondája szintén mindössze 4 nap alatt érte el ugyanezt, és úgy tűnt, mintha 3 űrhajós landolna a Holdon.

Még a Szovjetunió Luna-1 űrszondájának is mindössze 36 órára volt szüksége ahhoz, hogy elérje a Hold pályáját egy 1959-ben végrehajtott küldetés során.

A küldetésidő nagy különbségének oka az, hogy a Chandrayaan-3 a Launch Vehicle Mark-III (LVM-3) rakétarendszert használja, amelynek sokkal gyengébb az indítóereje, mint a fenti járműveknek, hogy spóroljon a küldetés költségvetésén.

A technológiai korlátok kompenzálására a Chandrayaan-3-nak egy ötletes módszert kellett alkalmaznia, amely a Hold és a Föld gravitációjára támaszkodott a célállomás eléréséhez. Az űrszondának 4,5-szer kellett megkerülnie a Földet, és sokszor a Holdat, hogy stabilizálja a szükséges sebességet, mielőtt végrehajtotta volna a leszállási fázist. Ezért hosszabbították meg a küldetés időtartamát 40 napra.

Neil Armstrong űrhajós az amerikai zászló mellett a Holdon az Apollo-11 küldetés során. (Fotó: NASA)

Hogyan lehet a Holdra repülni?

A Hold körülbelül 384 400 km-re van a Földtől. Ez hatalmas távolság, ha 100 km/h sebességgel el tudnánk vezetni egy autóval a Holdig, több mint 4000 órába, azaz körülbelül 166 napba telne, mire elérnénk a Föld műholdját – ez 5 hónapnyi megállás nélküli vezetésnek felel meg.

Természetesen nem tudunk autóval eljutni a Holdra. Az embereknek űrhajókra kell támaszkodniuk az űrbe való utazáshoz, és ez az egyetlen módja annak, hogy eljussunk a Holdra.

Ezeket az űrhajókat kifejezetten arra tervezték, hogy az űr vákuumában utazzanak, és ellenálljanak az utazás zord körülményeinek.

Különböző módszerek léteznek a Holdra űrhajóval való repülésre, beleértve a Hold-találkozópályát, a Föld-találkozópályát és a közvetlen repülést.

A fenti három lehetőség közül a Lunar Rendezvous Orbit a legnépszerűbb, amelyet Oroszország, az Egyesült Államok és Kína is használ holdmissziói során.

A Hold körüli találkozás (LOR), vagy Hold körüli pályára lépés az amerikai Apollo program egyik koncepciója volt, amelynek során egy fő űrhajót és egy kisebb leszállóegységet küldtek Hold körüli pályára.

A leszállóegység ezután leválik és a Hold felszínére landol, míg a főhajó holdpályán marad. A leszállási küldetés befejezése után a leszállóegység visszatér holdpályára, és dokkol a főhajóval. Miután a legénység átköltözött a leszállóegységről a főhajóra, a leszállóegység leválik. A főhajó ezután visszaviszi az űrhajósokat a Földre.

Maga a LOR is számos különböző repülési módra oszlik, a rakétarendszertől függően, legyen az emberes vagy pilóta nélküli űrhajó.

Az indiai Chandrayaan-3 űrszonda pályája 41 napos Hold-utazása során. (Fotó: ISRO)

A közvetlen repülést a LOR repülési módok keresztezésének tekintik, lényegében egy olyan rakéta építését, amely közvetlenül a Földről a Holdra repülhet, majd ugyanazzal a rakétával repülhet vissza.

Az utolsó ember által megkísérelt Holdra repülési mód a Föld körüli találkozás (EORR) volt, amelyet a NASA az Apollo program előtt alkalmazott.

Az EOR-megközelítés lényege, hogy több különböző űrhajóalkatrészt állítanak Föld körüli pályára, ahol azokat egy nagyobb űrhajóvá szerelik össze. Ez a nagyobb űrhajó ezután a Holdra repülne és ott leszállna, majd felemelkedne és visszatérne a Földre.

Mennyi ideig tart repülni a Holdra?

A holdkutató űrszonda átlagsebessége körülbelül 38 000 km/h (a hangsebesség tízszerese).

Az űrhajó Holdig tartó útjának időtartama számos tényezőtől függ, például az űrhajó típusától, sebességétől és az általa követett pályától. Átlagosan három-négy napba telik, mire egy űrhajó eléri a Földet és a Holdat, körülbelül 5300 km/h sebességgel. Ez magában foglalja azt az időt is, amely alatt az űrhajó kiszabadul a Föld gravitációjából, áthalad az űrben, és belép a Hold pályájának gravitációs vonzásába.

A küldetéstől függően az űrhajó Holdra jutásának ideje változó, de átlagosan 3-4 nap.

Az űrhajó röppályája vagy útvonala szintén befolyásolja a Hold eléréséhez szükséges időt. Az űrhajók gyakran egy görbe útvonalat, az úgynevezett transzfer pályát követnek a Hold eléréséhez. Ez lehetővé teszi számukra, hogy mind a Föld, mind a Hold gravitációját kihasználva üzemanyagot takarítsanak meg és hatékonyabban utazzanak. A pontos röppálya a küldetés követelményeitől és az űrküldetés konkrét céljaitól függ.

Az utóbbi években ismét megnőtt az érdeklődés a holdkutatás iránt, a jövőbeli küldetések tervei szerint emberek jutnának vissza a Holdra, sőt, akár állandó emberi jelenlétet is létrehoznának a Hold felszínén.

Ezek a küldetések valószínűleg fejlett űrhajókat és technológiát fognak igénybe venni, a tudósok és mérnökök pedig folyamatosan dolgoznak azon, hogy új módszereket fejlesszenek ki a Holdra való utazás gyorsabbá és hatékonyabbá tételére.

Ahogy a technológia folyamatosan fejlődik, a jövőben még gyorsabb időutazást láthatunk, ami új lehetőségeket nyit meg a Hold és azon túli világok felfedezésére.

Forrás: https://vtc.vn/tau-vu-tru-bay-len-mat-trang-the-nao-mat-bao-lau-ar815650.html