50 năm chinh phục Mặt Trăng qua 50 con số: Vận tốc, khoảng cách

Nasa Bản quyền hình ảnh NASA

Mặt Trăng có lẽ chỉ có trọng lực bằng một phần sáu Trái Đất, nhưng các phi hành gia vẫn kiệt sức khi họ nhảy trên bề mặt Mặt Trăng. Vậy họ đã đi bộ được bao xa?

362: Là tổng khối lượng đá mặt trăng đã được thu thập, tính bằng kilograms

Chương trình Apollo được coi là thách thức chính trị để đánh bại người Nga trong hành trình chinh phục Mặt Trăng.

Chinh phục Mặt Trăng: Những người hy sinh vì Apollo

Saturn V: Tên lửa đưa con người lên Mặt Trăng

Chuyện ăn uống, vệ sinh khi đi chinh phục Mặt Trăng

Để đạt mục tiêu, Apollo trở thành thách thức kỹ thuật, và cuối cùng trở thành thách thức khoa học - cần phải đảm bảo để các phi hành gia làm được điều hữu ích khi họ tới được Mặt Trăng.

Để làm được điều này, vấn đề then chốt là cần phải huấn luyện phi hành đoàn Apollo trong lĩnh vực khảo sát địa chất. Bên cạnh nhiều khoá học khác nhau, các phi hành gia cũng đi điền dã ở Hawaii, Mexico, Iceland và Đức. Họ học về cấu trúc đá, núi lửa và các hố va chạm thiên thạch.

"Việc đó cực kỳ vui," phi công ở khoang điều hành của tàu Apollo 15 Al Worden nói. "Chúng tôi tự phác hoạ các hình ảnh trong tâm trí để xem mình muốn tìm kiếm thứ gì."

Trên Mặt Trăng, các phi hành gia được trang bị búa, xẻng và khoan. Thế còn phi công khoang điều khiển bay trong quỹ đạo mặt trăng như Worden sẽ quan sát các khu vực rộng lớn hơn nhiều.

"Tôi bay phía trên khu vực hạ cánh và mô tả các tính chất khái quát ở khu vực đó; các chi tiết này bổ sung cho những gì họ tìm thấy trên bề mặt," Worden kể lại. "Tôi nghĩ việc đó thực sự đã giúp dựng lại bức tranh về Mặt Trăng."

Nhà địa chất học đầu tiên (và cũng là duy nhất) đến Mặt Trăng là Harrison Schmitt. Trong sứ mệnh Apollo 17, ông khám phá ra những hạt đá màu cam - bằng chứng mạnh mẽ cho thấy có hoạt động núi lửa trên Mặt Trăng. Phi hành đoàn đem về khoảng 741 mẫu vật, cân nặng khoảng 111kg.

Bản quyền hình ảnh NASA
Image caption Các phi hành gia đã đem về hơn 360kg đá Mặt Trăng để nghiên cứu trên Trái Đất

2.200 mẫu đá và đất thu thập từ Mặt Trăng được đưa đến phòng thí nghiệm tiếp nhận mẫu phẩm ở Houston. Tuy nhiên, các phi hành gia, ít nhất là các thành viên trong chuyến Apollo 11, trước tiên là phải điền vào mẫu khai báo hải quan.

Dùng băng dính sửa tàu vũ trụ

TQ, châu Âu và tham vọng lên Mặt Trăng định cư

Đưa người lên Mặt Trăng: canh bạc đầy rủi ro của Mỹ

Người Âu lên vũ trụ cũng phải học tiếng Trung

Đá mặt trăng từ đó đã được hiến tặng lại cho chính phủ, bảo tàng hoặc cho các học viện khoa học mượn để nghiên cứu. Một số mẫu đá khác vẫn còn khóa trong thùng bảo quản, chưa bao giờ được chạm tới từ khi thu thập về Trái Đất.

Phân tích mẫu vật đã tiết lộ lịch sử Mặt Trăng và đem lại bằng chứng mạnh mẽ cho thấy Trái Đất và Mặt Trăng được hình thành từ tác động khổng lồ giữa hành tinh thuở ban sơ và vật thể thiên văn khác.

60: Là số dặm các phi hành gia di chuyển trên Mặt Trăng

Những người điều hành sứ mệnh hài lòng vì Neil Armstrong và Buzz Aldrin đã không đi lang thang xa khỏi nơi đậu tàu đáp, nơi để họ có thể trở về nhà. Khoảng cách xa nhất mà phi hành đoàn đi bộ được là đi đến gần một miệng núi lửa gần đó, cách xa khoảng nửa dặm.

Nhưng khi các sứ mệnh tiếp tục tiến triển và thời gian ở lại bề mặt Mặt Trăng tăng lên, các phi hành gia đã đi bộ xa hơn. Thậm chí trong tình trạng trọng lực chỉ bằng một phần sáu Trái Đất, thì nhảy vòng quanh Mặt Trăng cũng rất mệt và họ chỉ đi được với khoảng cách hạn chế.

Trong sứ mệnh Apollo 15 vào năm 1972, Dave Scott và Jim Irwin được lái chiếc xe địa hình đầu tiên trên Mặt Trăng. Với tốc độ tối đa khoảng 16km/giờ, chiếc xe điện có thể chở họ đi khoảng 14 dặm.

"Chiếc xe địa hình vận hành khá tốt… tôi có thể điều khiển xe tương đối thuận lợi." Scott báo cáo với bộ phận điều khiển bay. "Nó vượt qua những núi lửa nhỏ khá dễ dàng nhưng có vẻ như chúng tôi cần có thiết bị thắt dây an toàn."

"Nghe hệt như hướng dẫn dành cho người sử dụng vậy, Dave ạ," bộ phận mặt đất đáp lại ông.

Kỷ lục lái xe trên Mặt Trăng hiện vẫn do người cuối cùng đáp xuống Mặt Trăng, Gene Cernan, nắm giữ. Trong chuyến bay Apollo 17 mà ông đáp xuống Mặt Trăng cùng Harrison Schmitt, ông đi được đến 22 dặm (khoảng 35km) theo đồng hồ - di chuyển tới mức tối đa cách khỏi tàu vũ trụ, bốn dặm.

4,5: Là thể tích khoang tàu sinh hoạt, tính bằng mét khối

Sau sự căng thẳng của chuyến đáp xuống Mặt Trăng và hai giờ rưỡi đi bộ trên bề mặt Mặt Trăng, Neil Armstrong và Buzz Aldrin đóng khoang tàu đáp và tái điều áp khoang lái. Họ đã kiệt sức. Trước khi bay trở lại khoang điều khiển trong quỹ đạo, họ có lịch đi ngủ.

"Khoảng thời gian nghỉ ngơi gần như chẳng được gì," Armstrong sau đó viết trong báo cáo chuyến bay. "Tiếng ồn, ánh sáng và nhiệt độ thấp hơn mong đợi khiến cho cảm giác thật khó chịu."

Bản quyền hình ảnh NASA
Image caption Bằng cách đi bộ và dùng xe địa hình, các phi hành gia tàu Apollo đã di chuyển được khoảng 60 dặm trên bề mặt Mặt Trăng

Khoang lái mặt trăng đã chứng tỏ được rằng nó là một tàu vũ trụ cực kỳ tuyệt vời, nhưng khi đóng vai trò là khoang sinh hoạt thì nó không hề tiện nghi chút nào. Vỏ hình trụ cồng kềnh của động cơ đẩy - trồi lên như một cái thùng chình ình giữa khoang lái - khiến cho không gian trên sàn chẳng còn được bao nhiêu.

48 giờ bất hạnh thử làm phi hành gia

Phẫu thuật trên vũ trụ thế nào?

Armstrong định ngủ ngay trên vỏ động cơ còn Aldrin ngủ trên sàn.

"Các tấm chặn cửa sổ không che hoàn toàn được ánh sáng, khoang lái thì phát sáng bởi một loạt ánh sáng qua xuyên qua tấm chặn kết hợp với đèn cảnh báo và đèn màn hình," Armstrong phàn nàn.

"Tiếng ồn từ các máy bơm glycol sau đó to tới mức khiến giấc ngủ bị ngắt quãng," ông viết thêm. "Phi công khoang tàu đáp mặt trăng [Aldrin] ước tính anh chỉ ngủ ngắt quãng trong khoảng hai giờ và người chỉ huy thì không thể ngủ được gì cả."

Trong các sứ mệnh không gian sau đó, phi hành gia chỉ mặc đồ lót ngủ trên võng. Tuy nhiên, với tất cả sự hứng khởi khi đến Mặt Trăng thì chỉ có một số người báo cáo là họ có giấc ngủ ngon.

7: Là vận tốc tối đa khi quay trở lại Trái Đất, tính bằng dặm trên giây

Ngày 27/12/1968, phi hành đoàn tàu Apollo 8 đã trở thành một trong những người bay nhanh nhất trong lịch sử. Sau khi bay đến Mặt Trăng, Frank Borman, Jim Lovell và Bill Anders chuẩn bị quay trở về bầu khí quyển Trái Đất. Họ đã bay với vận tốc 36.303 feet/giây (tương đương gần 7 dặm/giây).

Đây có thể là phép thử cuối cùng cho khoang điều khiển tàu Apollo và lớp vỏ nhựa chống nhiệt của tàu, được thiết kế để bảo vệ phi hành đoàn khỏi nhiệt độ lên đến 3.000 độ C.

"Chúng tôi sử dụng bầu khí quyển để giảm tốc," Borman kể lại. "Từ góc độ vật lý, đó là phần gian truân nhất của sứ mệnh vì chúng tôi phải di chuyển với vận tốc nhanh gấp sáu lần Lực G (lực rơi tự do) trong một thời gian dài, và điều đó khiến cho việc hít thở trở nên khó khăn."

"Nó giống như ta đang bay trong một cái bóng đèn neon hay một cái đèn hàn vậy - đó là phần kịch tính nhất của chuyến bay."

Bản quyền hình ảnh NASA
Image caption Tàu đáp xuống mặt trăng có thiết kế cực kỳ xuất sắc - nhưng lại không trang bị tiện nghi đủ mức cho phi hành đoàn hai người

Nhưng đó không phải là điều bất tiện nhất. Rơi xuống Thái Bình Dương vào ban đêm, chiếc tàu vũ trụ đã bị lật úp, khiến các phi hành gia phải ngồi kẹt tại ghế.

"Tàu vũ trụ là một chiếc thuyền rất tệ," Borman kể. "Chúng tôi phải chờ khoảng hai giờ cho đến khi trời sáng vì Hải quân không muốn cho thợ lặn ra quân khi ở đó có cá mập."

"Tôi bị say sóng biển và nôn lên khắp người Anders và Lovell," ông kể. "Tới giờ tôi vẫn nghe về chuyện đó."

Tốc độ kỷ lục của họ không duy trì được nhiều tháng. Kỷ lục về chuyến bay trở về Trái Đất và cũng là kỷ lục về tốc độ nhanh nhất con người từng đạt tới đã thuộc về phi hành đoàn tàu Apollo 10. Trong tháng 5/1969, họ trở về Trái Đất với vận tốc 36.397 feet/giây (nhanh hơn 94 feet/giây so với Apollo 8), tương đương với 39.705 km/giờ (đạt gần 7 dặm/giây).

238.855: Là khoảng cách đến Mặt Trăng, tính bằng dặm

Sau cơn căng thẳng của chuyến đáp xuống Mặt Trăng, một số phi hành gia cảm thấy cuộc du hành đến Mặt Trăng khá nhàm chán.

"Trong ba ngày rưỡi chúng tôi chẳng làm gì cả," phi công khoang điều khiển của tàu Apollo 15, Al Worden, cho biết. "Tất cả những gì chúng tôi phải làm là đợi cho đến khi chúng tôi đến Mặt Trăng và đó là khoảng thời gian khá nhàm chán."

Khi Trái Đất dần lùi xa, các phi hành gia nói chuyện, đọc sách, nghe nhạc ,hoặc cố gắng tập thể thao bằng dây kháng lực. Họ cũng tham gia vào chương trình truyền hình. Bạn có thể liên tưởng việc này giống với việc bị mắc kẹt trong một chiếc xe nhỏ với hai đồng nghiệp, thỉnh thoảng ngồi phát trực tiếp kể lại trải nghiệm.

"Có một vài khoảnh khắc trong ngày trong chuyến bay đi chúng tôi cảm thấy cần phải điều chỉnh quỹ đạo hành trình," ông nói thêm. "Đó là điều thú vị nhất chúng tôi thực hiện khi bay."

Bản quyền hình ảnh NASA
Image caption Phi hành đoàn có ba ngày rưỡi gần như không có việc gì trong làm trong hành trình từ Trái Đất đến Mặt Trăng

Lý do chúng ta biết khoảng cách đến Mặt Trăng chính xác như vậy nhờ vào một trong những thí nghiệm được lắp đặt trên bề mặt Mặt Trăng trong sứ mệnh của Worden.

Các phi hành gia tàu Apollo 11, 14 và 15 bỏ lại các thiết bị đo khoảng cách bằng tia laser (Laser Ranging Retroreflectors - LRR). Những chiếc gương đặc biệt đó được thiết kế để phản chiếu tia laser chiếu qua một kính viễn vọng từ Trái Đất. (Thật tình cờ là nếu bạn muốn quy đổi khoảng cách này sang chiều dài cuộc chạy marathon, bạn sẽ cần chạy 9.186 cuộc marathon để đạt được con số trên).

Chúng vẫn còn được sử dụng đến ngày nay và đã giúp các nhà thiên văn hiểu rõ hơn về quỹ đạo Mặt Trăng. Họ cũng khám phá ra rằng Mặt Trăng đã bay xa hơn khỏi Trái Đất - nó hiện dần xa Trái Đất thêm 38mm mỗi năm.

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.

Chủ đề liên quan

Tin liên quan