السفر إلى القمر ليس بالأمر السهل. يدور قمرنا الصناعي الطبيعي حول الأرض عند متوسط المسافة 238,855 ميلاً (384,400 كيلومترًا). إذًا، كم من الوقت يستغرق الوصول إلى أقرب جيراننا منذ لحظة انطلاق سفينة الفضاء؟
بناءً على المهام القمرية التي تمت في العقود القليلة الماضية، تتراوح الإجابة من حوالي ثماني ساعات إلى 4.5 أشهر. أسرع مركبة من صنع الإنسان تقترب من القمر – مما يعني أنها لم تتوقف عند هذا الحد – كان مسبار نيو هورايزون الذي أطلقه ناسا وفي عام 2006 لدراسة بلوتو؛ مرت هذه المركبة الفضائية بالقرب من القمر 8 ساعات و35 دقيقة بعد الإطلاق.
لكن بالنسبة للبعثات التي وجهتها القمر، تستغرق الرحلة وقتًا أطول قليلاً. في عام 1959، في أول تجربة إنسانية على الإطلاق قمر المهمة التي قامت بها المركبة الفضائية لونا 1 التابعة للاتحاد السوفييتي 34 ساعة للوصول إلى القمر. كان الهدف من هذه المهمة غير المأهولة هو التأثير على سطح القمر، لكن المركبة الفضائية انحرفت عن مسارها، ومرت على بعد 3725 ميلاً (5995 كيلومترًا) من القمر. وتوقف في النهاية عن الإرسال عندما نفدت بطارياته، ولا يزال يطفو في الفضاء حتى يومنا هذا.
في عام 1969، عندما هبط رواد الفضاء فعليًا على سطح القمر، استغرق الأمر طاقم أبولو 11 109 ساعة و42 دقيقة منذ الإقلاع وحتى خطوة نيل أرمسترونج الأولى على سطح القمر.
وتعتمد أسباب هذه الأوقات المتغيرة للسفر إلى القمر على عوامل كثيرة، لكن أحد أهم الأسباب هو كمية الوقود المستخدمة. لقد وجد المهندسون أن استخدام كميات أقل من الوقود في مهمة قمرية يمكن أن يستغرق وقتًا أطول، لكنه لا يزال ينجز المهمة. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام قوى الجاذبية الطبيعية للأجرام السماوية، مثل الأرض والقمر، للمساعدة في توجيه المركبة الفضائية على طول طريق أطول.
على سبيل المثال، في عام 2019، أرسلت إسرائيل مركبة فضائية غير مأهولة تدعى “بريشيت” للهبوط على سطح القمر. بعد الإقلاع، دارت بريشيت حول الأرض لمدة حوالي ستة أسابيع في مدارات دائمة الاتساع قبل أن تكتسب زخمًا كافيًا للانطلاق نحو القمر. لقد وصلت إلى هناك، ولكن ليس بالطريقة التي أرادتها منظمة SpaceIL الإسرائيلية: فقد الفريق الاتصال وتحطمت بيريشيت على سطح القمر بعد 48 يومًا من الإطلاق، مما أدى إلى تسربها. الآلاف من بطيئات المشية المجهرية على القمر في هذه العملية.
متعلق ب: هل يمكن لسفينة فضائية أن تطير عبر عملاق غازي مثل كوكب المشتري؟
المركبة الفضائية التي تحمل الرقم القياسي لأطول رحلة إلى القمر هي مسبار كابستون التابع لناسا، وهو عبارة عن مكعب يبلغ وزنه 55 رطلاً (25 كيلوجرامًا) استغرق 4.5 أشهر لمغادرة الأرض، والدوران حولها عدة مرات، وأخيراً الدخول إلى مدار القمر في عام 2022. تم إرسال CAPSTONE (عمليات تقنية نظام تحديد المواقع المستقل القمري وتجربة الملاحة) إلى القمر ل اختبار المدار التي تخطط ناسا لاستخدامها في خططها بوابة المخفر الفضائي.
بغض النظر عن المسار الذي تسلكه المركبة الفضائية، فإن كل مهمة قمرية تمر عبر عدة خطوات أساسية. ما بين 60% إلى 90% من وزن إطلاق أي مهمة فضائية هو الوقود الذي يمكنها من الإفلات من جاذبية الأرض ودخول الفضاء. بمجرد وصول المركبة الفضائية إلى المدار، فإنها تحتاج إلى استخدام أقل قدر ممكن من الوقود لتحقيق المسار الأمثل لهدفها، لأن إضافة المزيد من الوقود يجعل المركبة الفضائية أثقل وأكثر تكلفة.
أخيرًا، تحتاج المركبة إلى إجراء المزيد من حرق الوقود للهروب من مدار الأرض والبدء في طريقها. تميل سرعات المركبات الفضائية أثناء العبور إلى أن تكون متشابهة، ولكن حيث كان لدى لونا 1 مسار مباشر، احتاجت أبولو 11 إلى مسار أكثر دقة في مدار القمر، وهو ما يمثل وقت سفر أطول. وهذا يعني عدم توجيه المركبة نحو القمر، بل بجانبه مباشرةً حتى تدخل المدار، وبسرعة آمنة بما يكفي لإطلاق مركبة الهبوط واستقبالها مرة أخرى.
استغرقت رحلة أبولو 11 حوالي 4.5 يومًا للوصول إلى القمر لأسباب أخرى أيضًا. على سبيل المثال، كان من الضروري إكمال أ بطارية من المناورات والفحوصات لأنظمة التوجيه والملاحة قبل خروجها من الجاذبية الأرضية.
“بمجرد الخروج من تأثير الجاذبية الأرضية الرئيسي، لن تكون هناك حاجة سوى لتصحيحات طفيفة في المدار، وبالتالي ستكون هناك حاجة إلى كمية أقل من الوقود”. جريتشن بينيديكسوقال عضو مؤسس وأستاذ في مركز علوم وتكنولوجيا الفضاء بجامعة كيرتن في أستراليا لموقع Live Science. “جاذبية يقوم بكل العمل – سوف تسحب جاذبية القمر أي كتلة يتم إطلاقها.”
لكن وقت السفر يعتمد أيضًا على عوامل أخرى. أحد أكبر هذه الأهداف، وفقًا لمارك بلانتون، الذي يقود تحليل مهمة ناسا من القمر إلى المريخ والتقييمات المتكاملة، هو الغرض من المهمة.
وقال لـ Live Science: “ستقوم البعثات أو الوكالات بتقييم نوع الصواريخ المتاحة وقدراتها على حمل المركبات الفضائية”. “ستحدد القدرات الصاروخية وأهداف المهمة حجم المركبة الفضائية – على سبيل المثال، إذا كانت أداة علمية مقابل مهمة مأهولة.
قال بلانتون: “عندما تجمع كل هذه القيود معًا، سيسمح لك ذلك بتصميم مسار مثالي، وسيبلغ ذلك عن عدد مدارات الأرض لإنشاء هندسة أو مسار معين”.
وهذا يعني أنه، كما هو الحال مع كل ما يتعلق بالمركبات الفضائية ورحلات الفضاء، فإن الحسابات الدقيقة حول حجم المركبة وحجم الطاقم وتخصيص الوقود وكل التفاصيل الأخرى الممكنة يمكن أن يكون لها تأثير على إجمالي وقت السفر إلى القمر.
