Hướng dẫn Du hành lên Mặt Trăng
22/02/2025
Nội dung bài viết
Mặt Trăng, thiên thể gần Trái Đất nhất trong vũ trụ, cách chúng ta khoảng 384.403 km. Tàu thăm dò không gian đầu tiên đặt chân lên Mặt Trăng là Luna 1 của Nga, được phóng vào ngày 2 tháng 1 năm 1959. Hơn một thập kỷ sau, vào ngày 20 tháng 7 năm 1969, tàu vũ trụ Apollo 11 đã đưa Neil Armstrong và Edwin “Buzz” Aldrin đáp xuống khu vực được đặt tên là Biển Yên Bình. Du hành lên Mặt Trăng là một sứ mệnh đòi hỏi năng lực và kỹ năng vượt trội của con người, như Tổng thống John F. Kennedy từng nhấn mạnh.
Các bước thực hiện
Chuẩn bị cho hành trình du hành
Lên kế hoạch chi tiết cho từng giai đoạn. Khác với những mô tả trong truyện khoa học viễn tưởng, hành trình lên Mặt Trăng là một chuỗi các bước phức tạp: tiến vào quỹ đạo tầm thấp của Trái Đất, chuyển sang quỹ đạo Mặt Trăng, hạ cánh xuống bề mặt, và thực hiện các bước ngược lại để trở về Trái Đất.
- Một số tác phẩm khoa học viễn tưởng mô tả chân thực hơn về hành trình này, với các phi hành gia di chuyển lên một trạm không gian trong quỹ đạo Trái Đất, nơi các tên lửa nhỏ hơn sẽ đưa họ lên Mặt Trăng và quay trở lại. Tuy nhiên, do sự cạnh tranh giữa Hoa Kỳ và Liên Xô, phương pháp này không được áp dụng; các trạm không gian như Skylab, Salyut, và Trạm Vũ trụ Quốc tế đều ngừng hoạt động sau khi chương trình Apollo kết thúc.
- Chương trình Apollo sử dụng tên lửa Saturn V ba tầng. Tầng đầu tiên đưa tên lửa lên độ cao 68 km; tầng thứ hai đẩy nó vào quỹ đạo Trái Đất; tầng thứ ba đưa nó tiến về phía Mặt Trăng.
- Chương trình Constellation của NASA, được thông qua để quay lại Mặt Trăng vào năm 2018, bao gồm hai tên lửa ba tầng. Tầng đầu tiên của Ares I dành riêng cho phi hành đoàn, trong khi Ares V chở cả phi hành đoàn và thiết bị. Tầng thứ hai của cả hai phiên bản đều sử dụng một động cơ nhiên liệu lỏng duy nhất. Hệ thống này sẽ mang theo khoang quỹ đạo Mặt Trăng và tàu đổ bộ để phi hành gia di chuyển vào khi hai tên lửa kết nối với nhau.
Chuẩn bị trang thiết bị cho hành trình. Vì Mặt Trăng không có bầu khí quyển, bạn cần mang theo bình oxy để thở và mặc bộ đồ du hành vũ trụ để bảo vệ cơ thể khỏi nhiệt độ khắc nghiệt, bức xạ, và các thiên thạch nhỏ.
- Thực phẩm cũng là yếu tố quan trọng. Hầu hết thức ăn cho phi hành gia được sấy lạnh và cô đặc để giảm trọng lượng, sau đó được bổ sung nước khi sử dụng. Những thực phẩm này cần giàu protein để hạn chế chất thải cơ thể.
- Mọi vật dụng mang theo đều làm tăng trọng lượng, đòi hỏi nhiều nhiên liệu hơn để phóng tên lửa. Hãy nhớ rằng đá từ Mặt Trăng sẽ nặng gấp 6 lần khi về Trái Đất.
Xác định thời điểm phóng tàu vũ trụ. Thời gian phóng được tính toán để tàu đáp xuống Mặt Trăng vào lúc có đủ ánh sáng cho việc khám phá. Có hai cách tính: theo tháng và theo ngày.
- Thời gian tính theo tháng dựa trên vị trí Mặt Trăng so với Trái Đất và Mặt Trời. Các chuyến thám hiểm thường đáp xuống mặt hướng về Trái Đất để duy trì liên lạc vô tuyến.
- Thời gian tính theo ngày tận dụng các điều kiện phóng như góc độ tàu, hiệu suất tên lửa, và sự hỗ trợ từ trạm theo dõi. Ngày nay, việc phóng tàu không còn bị giới hạn bởi ánh sáng ban ngày, như Apollo 17 đã phóng vào ban đêm.
Bay lên Mặt Trăng bằng mọi giá
Khởi hành. Lý tưởng nhất, tàu vũ trụ sẽ được phóng thẳng đứng để tận dụng vòng quay của Trái Đất, đạt vận tốc quỹ đạo nhanh chóng. Trong chương trình Apollo, NASA cho phép sai lệch tới 18 độ so với phương thẳng đứng mà không ảnh hưởng đáng kể đến quá trình phóng.
Tiến vào quỹ đạo tầm thấp của Trái Đất. Để thoát khỏi lực hấp dẫn Trái Đất, cần đạt hai loại vận tốc: vận tốc thoát ly và vận tốc quỹ đạo. Vận tốc thoát ly là 40.248 km/h (11,2 km/s), trong khi vận tốc quỹ đạo chỉ khoảng 7,9 km/s.
- Càng xa bề mặt Trái Đất, các giá trị này càng giảm, với vận tốc thoát ly luôn gấp 1,414 lần vận tốc quỹ đạo.
Di chuyển đến quỹ đạo Mặt Trăng. Sau khi đã ổn định trong quỹ đạo tầm thấp của Trái Đất và đảm bảo mọi hệ thống hoạt động trơn tru, đã đến lúc khai hỏa các tên lửa đẩy để hướng về Mặt Trăng.
- Trong chương trình Apollo, tên lửa đẩy ba tầng được sử dụng lần cuối để đưa phi thuyền tiến về Mặt Trăng. Trên đường đi, mô-đun lệnh/dịch vụ tách khỏi tầng thứ ba, quay đầu và kết nối với mô-đun thám hiểm Mặt Trăng.
- Trong chương trình Constellation, tên lửa mang phi hành đoàn và khoang điều khiển sẽ tiến vào quỹ đạo Trái Đất, trong khi tàu đổ bộ Mặt Trăng được đưa lên bằng tên lửa chở hàng. Tầng phóng sẽ khai hỏa để đưa phi thuyền lên Mặt Trăng.
Tiến vào quỹ đạo Mặt Trăng. Khi phi thuyền bị lực hấp dẫn của Mặt Trăng thu hút, các tên lửa đẩy sẽ được kích hoạt để giảm tốc độ và đưa phi thuyền vào quỹ đạo quanh Mặt Trăng.
Chuyển sang tàu đổ bộ Mặt Trăng. Cả chương trình Apollo và Constellation đều sử dụng mô-đun quỹ đạo và mô-đun đổ bộ riêng biệt. Trong Apollo, một phi hành gia phải ở lại mô-đun lệnh để điều khiển, trong khi hai người khác lên mô-đun Mặt Trăng. Trong Constellation, khoang quỹ đạo hoạt động tự động, cho phép cả bốn phi hành gia cùng lên tàu đổ bộ nếu cần.
Đáp xuống Mặt Trăng. Vì Mặt Trăng không có khí quyển, tàu đổ bộ phải sử dụng tên lửa để giảm tốc độ xuống còn 160 km/h, đảm bảo hạ cánh an toàn và êm ái. Địa điểm hạ cánh lý tưởng phải bằng phẳng và không có chướng ngại vật lớn, đó là lý do Biển Yên Bình được chọn cho Apollo 11.
Khám phá. Sau khi hạ cánh, bạn có thể bắt đầu khám phá Mặt Trăng. Thu thập đá và bụi Mặt Trăng để mang về Trái Đất phân tích. Nếu mang theo tàu thám hiểm như trong các sứ mệnh Apollo 15, 16, 17, bạn có thể di chuyển trên bề mặt với tốc độ lên đến 18 km/h. (Đừng lo về tiếng động cơ, vì trên Mặt Trăng không có không khí để truyền âm thanh).
Trở về Trái Đất
Chuẩn bị và lên đường trở về. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ trên Mặt Trăng, bạn cần đóng gói các mẫu vật và thiết bị, sau đó lên tàu đổ bộ để quay về Trái Đất.
- Mô-đun Mặt Trăng của Apollo gồm hai tầng: tầng hạ cánh để đáp xuống bề mặt và tầng phóng để đưa phi hành gia trở lại quỹ đạo. Tầng hạ cánh sẽ được bỏ lại trên Mặt Trăng cùng với tàu thám hiểm.
Kết nối với tàu quỹ đạo. Mô-đun lệnh của Apollo và khoang quỹ đạo của Constellation đều được thiết kế để đưa phi hành đoàn từ Mặt Trăng trở về Trái Đất. Các vật dụng từ tàu đổ bộ được chuyển sang tàu quỹ đạo, và tàu đổ bộ sau đó được tách ra để rơi xuống Mặt Trăng.
Hành trình trở về Trái Đất. Tên lửa đẩy chính trên mô-đun dịch vụ của Apollo và Constellation được kích hoạt để thoát khỏi lực hấp dẫn của Mặt Trăng, đưa phi thuyền hướng về Trái Đất. Khi tiến vào khí quyển Trái Đất, mô-đun dịch vụ sẽ được đốt cháy lần nữa để giảm tốc khoang lệnh trước khi bị loại bỏ.
Hạ cánh an toàn. Tấm chắn nhiệt của khoang lệnh được triển khai để bảo vệ phi hành gia khỏi nhiệt độ cao khi quay về. Khi phi thuyền tiến vào lớp khí quyển dày đặc, dù sẽ được bung ra để giảm tốc độ.
- Trong chương trình Apollo, khoang lệnh rơi xuống biển và được thu hồi bởi tàu Hải quân. Các khoang lệnh này không được tái sử dụng.
- Trong chương trình Constellation, kế hoạch là hạ cánh trên mặt đất, tương tự các sứ mệnh của Liên Xô, với phương án dự phòng là rơi xuống biển nếu cần. Khoang lệnh được thiết kế để tân trang lại, thay thế tấm chắn nhiệt và tái sử dụng.
Lời khuyên
- Ngành du lịch Mặt Trăng đang dần mở cửa với sự tham gia của các công ty tư nhân. Virgin Galactic của tỷ phú Richard Branson đang lên kế hoạch cho các chuyến bay không gian dưới quỹ đạo, trong khi Space Adventures hợp tác với Nga để cung cấp chuyến bay vòng quanh Mặt Trăng bằng tàu Soyuz, với giá 100 triệu USD mỗi vé.
Cảnh báo
- Hầu hết các sứ mệnh lên Mặt Trăng đều yêu cầu thử nghiệm kỹ lưỡng trước khi phóng. Trước Apollo 11, đã có 4 sứ mệnh có người lái để thử nghiệm mô-đun lệnh (Apollo 7), tàu đổ bộ (Apollo 9, 10), và khả năng di chuyển giữa Trái Đất và Mặt Trăng (Apollo 8, 10). Các phi hành gia phải trải qua kiểm tra thể lực và huấn luyện sử dụng thiết bị. Đáng tiếc, 3 phi hành gia đã thiệt mạng trong vụ cháy Apollo 1.
Du lịch
Ẩm thực
Khám phá
Đi Phượt
Vẻ đẹp Việt Nam
Chuyến đi
