Artemis II thay đổi vận tốc liên tục do lực hút của Trái Đất và Mặt Trăng

Tàu Artemis II vượt khỏi quỹ đạo Trái Đất sau cú đốt động cơ kéo dài hơn 7 phút của Mô-đun Dịch vụ châu Âu (ESM) vào ngày 2/4.

Sau đó, con tàu cùng bốn phi hành gia sứ mệnh Artemis II bước vào lộ trình đặc biệt mang tên "Quỹ đạo tự do trở về" (Free Return Trajectory). Đây là thiết kế quỹ đạo thông minh, cho phép con tàu quay trở lại Trái Đất bằng lực hấp dẫn tự nhiên ngay cả khi hệ thống động cơ gặp sự cố.

Video lộ trình tàu Orion trong sứ mệnh Artemis 2. (Nguồn: NASA)

Mặc dù Artemis II đạt vận tốc cực đại lên tới 39.000 km/h ngay sau khi thoát ly, nhưng con tàu này vẫn phải chậm lại đáng kể trong những giờ sau đó.

Artemis II trôi đi bằng quán tính trong không gian sâu, hướng về phía "điểm cân bằng" trọng lực (Lagrange L1) giữa Trái Đất và Mặt Trăng, cách Trái Đất khoảng 322.000 km.

Tại điểm cân bằng này, vận tốc của Artemis II giảm xuống mức thấp nhất trong toàn bộ sứ mệnh, chỉ còn khoảng 3.500 km/h.

Tuy nhiên, ngay khi vượt qua ranh giới này, trọng lực của Mặt Trăng bắt đầu chiếm ưu thế, đóng vai trò như một "nam châm khổng lồ" hút con tàu về phía nó và làm vận tốc tăng trở lại.

Đáng chú ý, quỹ đạo của Artemis II không hướng thẳng vào tâm Mặt Trăng mà được thiết lập để bay cắt ngang qua ở độ cao 10.300 km phía trên bề mặt khuất, hay còn gọi là vùng tối.

Việc bay vòng qua mặt khuất ở khoảng cách này mang lại lợi ích kép, vừa giúp phi hành đoàn quan sát những vùng không gian chưa từng thấy trực tiếp bằng mắt người kể từ năm 1972, vừa giúp tận dụng trọng lực của Mặt Trăng như một chiếc "súng cao su" vũ trụ (Gravity Assist).

Cú ngoặt quỹ đạo này sẽ "hất" con tàu quay về Trái Đất với độ chính xác tuyệt đối. Theo tính toán, khi chạm tới bầu khí quyển Trái Đất ở giai đoạn cuối, Artemis II sẽ đạt vận tốc khoảng 40.233 km/h (tương đương Mach 32), tạo ra thử thách cực hạn cho tấm khiên nhiệt của tàu.