كيف تصل المركبة الفضائية إلى القمر وكم من الوقت تستغرق؟

في تمام الساعة 7:34 مساءً يوم 23 أغسطس (بتوقيت هانوي)، هبطت المركبة الفضائية الهندية غير المأهولة "تشاندرايان-3" بنجاح على القطب الجنوبي للقمر، بعد رحلة استغرقت 41 يومًا. وقد ساهمت هذه المهمة في أن تصبح الهند أول دولة في العالم تُهبط بمركبة فضائية على القطب الجنوبي للقمر، وهو مكان لم تطأه قدم البشر قط.

أحد الأسئلة الكبيرة المطروحة هو لماذا استغرقت المركبة الفضائية الهندية تشاندرايان 3 41 يومًا للهبوط على سطح القمر.

للمقارنة، استغرقت المركبة الفضائية الروسية لونا 25 ستة أيام فقط لدخول مدار القمر، واستغرقت المركبة الفضائية الصينية تشانغ آه 2 أربعة أيام فقط للوصول إلى القمر في مهمة نفذتها في عام 2010. كما استغرقت مركبة الفضاء أبولو 11 التابعة لوكالة ناسا أربعة أيام فقط للقيام بنفس الشيء، وكان لديها مظهر ثلاثة رواد فضاء يهبطون على القمر.

حتى المركبة الفضائية لونا-1 التابعة للاتحاد السوفييتي استغرقت 36 ساعة فقط للوصول إلى مدار القمر، خلال مهمة نفذتها في عام 1959.

السبب وراء الفارق الكبير في وقت المهمة هو أن تشاندرايان 3 تستخدم نظام صاروخ الإطلاق مارك 3 (LVM-3)، الذي لديه قوة إطلاق أضعف بكثير من المركبات المذكورة أعلاه، من أجل توفير ميزانية المهمة.

للتعويض عن القيود التكنولوجية، اضطرت تشاندرايان-3 إلى استخدام طريقة مبتكرة تعتمد على جاذبية القمر والأرض للوصول إلى وجهتها. كان على المركبة الفضائية أن تدور حول الأرض 4.5 مرات، ودورانها حول القمر عدة مرات لتثبيت سرعتها اللازمة، قبل إتمام مرحلة الهبوط. ولهذا السبب، مُددت مدة المهمة إلى 40 يومًا.

رائد الفضاء نيل أرمسترونغ بجانب العلم الأمريكي على القمر خلال مهمة أبولو-١١. (صورة: ناسا)

كيف تطير إلى القمر؟

يبعد القمر عن الأرض حوالي 384,400 كيلومتر. هذه مسافة هائلة، فلو استطعتَ قيادة سيارة بسرعة 100 كيلومتر في الساعة إلى القمر، فسيستغرق الوصول إلى القمر أكثر من 4000 ساعة، أي حوالي 166 يومًا، أي ما يعادل 5 أشهر من القيادة المتواصلة.

بالطبع، لا يمكننا قيادة السيارات إلى القمر. يضطر البشر إلى الاعتماد على المركبات الفضائية للسفر إلى الفضاء، وهذه هي الطريقة الوحيدة للوصول إلى القمر.

تم تصميم هذه المركبات الفضائية خصيصًا للسفر في فراغ الفضاء والتحمل للظروف القاسية للرحلة.

هناك طرق مختلفة للسفر إلى القمر على مركبة فضائية بما في ذلك مدار الالتقاء القمري، ومدار الالتقاء الأرضي، والرحلة المباشرة.

من بين الخيارات الثلاثة المذكورة أعلاه، يعد مدار اللقاء القمري هو الأكثر شعبية، وتستخدمه روسيا والولايات المتحدة والصين في بعثاتها إلى القمر.

كان لقاء المدار القمري (LOR)، أو الاقتراب من المدار القمري، مفهومًا في برنامج أبولو الأمريكي حيث تم إرسال مركبة فضائية رئيسية ومركبة هبوط أصغر إلى مدار قمري.

سينفصل المسبار بعد ذلك ويهبط على سطح القمر، بينما تبقى المركبة الرئيسية في مداره. بعد انتهاء مهمة الهبوط، يعود المسبار إلى مداره القمري ويلتحم بالمركبة الرئيسية. بعد انتقال الطاقم من المسبار إلى المركبة الرئيسية، ينفصل المسبار. ثم تعيد المركبة الرئيسية رواد الفضاء إلى الأرض.

كما يتم تقسيم LOR نفسه إلى العديد من أوضاع الطيران المختلفة اعتمادًا على نظام الصاروخ أو المركبة الفضائية المأهولة أو غير المأهولة.

مسار مركبة الفضاء الهندية تشاندرايان-3 خلال رحلتها إلى القمر التي استغرقت 41 يومًا. (الصورة: منظمة أبحاث الفضاء الهندية)

يُنظر إلى الرحلة المباشرة على أنها مزيج بين أوضاع طيران LOR، وهي في الأساس عبارة عن بناء صاروخ يمكنه الطيران مباشرة من الأرض إلى القمر، ثم العودة على نفس الصاروخ.

كانت الطريقة الأخيرة التي حاول البشر القيام بها للوصول إلى القمر هي رحلة الالتقاء المداري الأرضي (EORR)، وهي طريقة استخدمتها وكالة ناسا قبل برنامج أبولو.

أبرز ما يميز نهج استخلاص النفط هو إطلاق عدة مكونات مختلفة للمركبة الفضائية إلى مدار الأرض، حيث يمكن تجميعها في مركبة فضائية أكبر. ستحلق هذه المركبة الفضائية الأكبر بعد ذلك إلى القمر وتهبط عليه، ثم تقلع وتعود إلى الأرض.

كم من الوقت يستغرق الطيران إلى القمر؟

يبلغ متوسط ​​سرعة مركبة استكشاف القمر حوالي 38000 كم/ساعة (10 أضعاف سرعة الصوت).

يعتمد الوقت الذي تستغرقه المركبة الفضائية للوصول إلى القمر على عدة عوامل، مثل نوعها، وسرعتها، والمدار الذي تتبعه. في المتوسط، تستغرق المركبة الفضائية حوالي ثلاثة إلى أربعة أيام للسفر من الأرض إلى القمر بسرعة حوالي 5300 كم/ساعة. ويشمل ذلك الوقت الذي تستغرقه المركبة الفضائية للهروب من جاذبية الأرض، والسفر عبر الفضاء، ودخول مجال جاذبية مدار القمر.

يختلف الوقت الذي تستغرقه المركبة الفضائية للوصول إلى القمر باختلاف المهمة، ولكن في المتوسط ​​سيكون من 3 إلى 4 أيام.

يؤثر مسار المركبة الفضائية أيضًا على الوقت اللازم للوصول إلى القمر. غالبًا ما تتبع المركبات الفضائية مسارًا منحنيًا، يُسمى مسار النقل، للوصول إلى القمر. يتيح لها هذا المسار الاستفادة من جاذبية الأرض والقمر لتوفير الوقود والسفر بكفاءة أكبر. يعتمد المسار الدقيق على متطلبات المهمة وأهدافها المحددة.

وفي السنوات الأخيرة، زاد الاهتمام باستكشاف القمر مرة أخرى، مع وجود خطط لمهام مستقبلية لإعادة البشر إلى القمر وحتى إنشاء وجود بشري دائم على سطح القمر.

ومن المرجح أن تشمل هذه البعثات مركبات فضائية وتكنولوجيا متقدمة، ويعمل العلماء والمهندسون باستمرار على تطوير طرق جديدة لجعل الرحلة إلى القمر أسرع وأكثر كفاءة.

ومع استمرار التقدم التكنولوجي، قد نشهد السفر عبر الزمن بشكل أسرع في المستقبل، مما يفتح إمكانيات جديدة لاستكشاف القمر وما بعده.

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