Khoang phóng của trạm đổ bộ Eagle nhìn từ module chỉ huy Columbia của tàu Apollo 11 năm 1969. Ảnh: NASA
Đã 56 năm kể từ khi con người lần đầu tiên dạo bước trên Mặt Trăng và 66 năm kể từ khi diễn ra nhiệm vụ không chở người đầu tiên đến thiên thể này. Nhưng một điều nghe có vẻ kỳ lạ là hiện nay, hành trình đến Mặt Trăng lại tốn nhiều thời gian hơn so với hàng chục năm trước.
Nguyên nhân là các kỹ sư hàng không vũ trụ đã tìm ra những phương pháp mới mẻ, sáng tạo để di chuyển trong không gian mà không cần tốn nhiên liệu. Họ tận dụng trường hấp dẫn của các thiên thể để bay xa hơn với chi phí thấp hơn.
Điều này rất cần thiết vì Mặt Trăng cách Trái Đất trung bình khoảng 384.400 km, đồng nghĩa tàu vũ trụ phải tốn lượng lớn nhiên liệu nếu muốn tự bay đến đó. Thực tế, khoảng cách đến bề mặt Mặt Trăng không cố định vì quỹ đạo của vệ tinh tự nhiên này quanh Trái Đất không tròn hoàn toàn.
Ở cận điểm (perigee) - điểm gần Trái Đất nhất - Mặt Trăng cách khoảng 363.300 km, nhưng tại viễn điểm (apogee), khoảng cách này lên đến 405.500 km. Do đó, thời gian bay còn phụ thuộc vào vị trí của Mặt Trăng ở thời điểm phóng tàu.
Các tàu chở người trước đây thường mất khoảng 3 ngày để đến Mặt Trăng. Nhanh nhất là Apollo 8, mất hơn 69 giờ để vào quỹ đạo Mặt Trăng, trong khi Apollo 11 mất 75 giờ 50 phút và thêm một ngày nữa để đáp xuống bề mặt.
Mọi tàu Apollo đều di chuyển theo quỹ đạo chuyển tiếp "trực tiếp", dựa vào lực hấp dẫn của cả Trái Đất lẫn Mặt Trăng và cần nhiều nhiên liệu để vượt qua khoảng cách giữa hai thiên thể này. Tuy nhiên, các nhiệm vụ gần đây hướng đến những hành tinh như sao Hỏa, sao Mộc, đã chứng minh lợi ích của việc bay theo tuyến đường vòng hơn nhằm tận dụng lực hấp dẫn của thiên thể khác, từ đó giảm tiêu thụ nhiên liệu.
Tháng 9/2003, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) sử dụng phương pháp này để phóng vệ tinh SMART-1, mất khoảng 13 tháng bay theo một quỹ đạo xoắn ốc quanh Trái Đất và đến Mặt Trăng với lượng nhiên liệu tối thiểu. Nhưng tàu chở người khó có thể đi theo tuyến đường quanh co như vậy, và thời gian thực tế để đến Mặt Trăng thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố - bao gồm mục đích của nhiệm vụ và loại tàu vũ trụ.
Ví dụ, nhiều tàu thăm dò được thiết kế để mở rộng biên giới khám phá không gian của con người và cần di chuyển nhanh nhất có thể để tới được những nơi xa chưa từng thấy. Tàu thăm dò New Horizons của NASA chỉ mất 9 giờ để bay qua Mặt Trăng vào năm 2006, đến đích cuối cùng là sao Diêm Vương sau 9 năm.
Nhiệm vụ đầu tiên đến Mặt Trăng cũng là một chuyến bay nhanh, với tàu Luna 1 của Liên Xô, phóng năm 1959, đến đó chỉ trong 34 giờ. Tuy nhiên, do một sai sót nhỏ, tàu không chở người này đã bỏ lỡ Mặt Trăng và trôi dạt trong không gian từ đó đến nay.
Trong khi đó, dù bay theo tuyến đường tương đối trực tiếp, tàu Mars Reconnaissance Orbiter của NASA vẫn mất khoảng 7 tháng mới đến được sao Hỏa, hành tinh cách Trái Đất trung bình 225 triệu km, xa hơn Mặt Trăng rất nhiều.
Mặt Trăng đang dần tách xa khỏi Trái Đất với tốc độ khoảng 2,5 cm mỗi năm. Vì vậy, trong tương lai, thời gian để đến vệ tinh tự nhiên này có thể dài hơn đáng kể so với hiện nay.
Thu Thảo (Theo IFL Science)
