Kosztolányi-féle gravitációs slusszpoén: hazaesünk
A módszer lényege, hogy a kapszula mozgása szinte teljes egészében a Hold és a Föld gravitációs erőterében zajlik, minimális üzemanyagigénnyel. Ha kellően pontos pályán indul el, a Hold mögött elhaladva belép a “free return” ívre, ahonnan már megállíthatatlanul ereszkedik vissza a Földre. Az ilyen pályát először az 1959-es szovjet Luna–3 szonda próbálta ki, de a NASA is alkalmazta: leghíresebb példája az Apollo–13, ahol a baleset miatt álltak át erre, hogy az űrhajósok biztosan visszatérjenek a Földre.
Mi történik az Artemis II-vel?
Április 1-jén indult az űrhajó, és már a hetedik napján, 2026. április 7-én rekordtávolságot ért el: 406 800 kilométerre jutott a Földtől, miközben a Holdat kerülte meg. Az Orion űrhajó, hivatalos nevén Integrity, a szükséges hajtóműves manővert – az úgynevezett translunáris injekciót – egy körülbelül hatszáz másodperces hajtóműgyújtással hajtotta végre, ehhez közel 454 kilogramm üzemanyagot égetett el. Mivel minden tökéletesen sikerült, két kisebb pályakorrekciót el is hagyhattak.
Fontos megjegyezni, hogy a navigáció során nem csupán a Föld és a Hold, hanem a Nap tömegvonzása is módosítja a számításokat, ezeket is figyelembe kell venni. A pálya tervezése az úgynevezett háromtest-probléma megoldása: ez azt jelenti, hogy a Föld, a Hold és az űrhajó egymással kölcsönható mozgását kell modellezni.
Miért free return, és mi ebben a modern kori varázslat?
Az Artemis II esetében az az érdekes, hogy a kritikus pályamódosítási pontok mind a Hold mögött, a Földdel való rádiókapcsolat megszakadása idején történhetnének, ha a hajtóműveknek pluszmunkát kellene végezniük. Az űrhajó tervezői azonban a korábbi, biztonságosabb pálya mellett döntöttek, ahol a Föld-közeli manőver után már nem szükséges, hogy kritikus helyeken működésbe lépjenek a hajtóművek. Így csökken a meghibásodás, a hiba vagy a felesleges kockázat esélye.
A trajektória lényegében egy gravitációs parittyázás: az űrhajó a Hold mögött halad el, ahol a Hold gravitációja belekapaszkodik a pályájába, majd visszafordítja a kapszulát a Föld felé. Ezáltal minimalizálható a szükséges hajtóanyag, csökken az űrhajósokat érő veszély, és növekszik a küldetés megbízhatósága.
Gravitációs hinták és visszatérés a Földre
Hasonló elvet alkalmaznak a csillagközi űrszondáknál is, amikor például a NASA Voyager–2 a Jupiter mellett elhaladva gravitációs lendítéssel gyorsult fel. Ez a manőver segíthet időt megtakarítani, felgyorsítani az űrszondát, vagy éppen csökkenteni a pályaenergiáját – attól függően, hogy az objektum előtt vagy mögött halad el. Az Artemis II útja a híresen harmonikus fizika újabb bizonyítéka: ha megvan a megfelelő energiája és mozgásállapota az űrhajónak, egyszerűen „lecsúszik” a gravitációs dombról egészen hazáig.
Ugyanis az Integrity várhatóan április 10-én érkezik vissza erre a dombra – vagyis a Földre – egy elegáns, rakétamentes leszállásra, megmutatva, hogy az űrutazásban néha tényleg a gravitáció a legjobb barátunk.
