Một nhóm nghiên cứu quốc tế tuyên bố đã tìm ra phương pháp tính toán quỹ đạo tiết kiệm nhiên liệu hơn giữa Trái Đất và Mặt Trăng bằng mô hình máy tính tiên tiến, mở ra triển vọng cắt giảm chi phí đáng kể cho các sứ mệnh không gian.
Phương pháp mới dựa trên lý thuyết kết nối hàm số, giúp giảm năng lực tính toán cần thiết để vận hành các mô hình phức tạp. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp này để mô phỏng 30 triệu quỹ đạo khác nhau tới Mặt Trăng, trong đó 280.000 mô phỏng được trích dẫn trong nghiên cứu vừa công bố.
Tuyến đường tiết kiệm hơn mà nhóm nghiên cứu phát hiện thực chất là một quỹ đạo “ẩn”. Tàu vũ trụ di chuyển trong Hệ Mặt Trời chỉ sử dụng nhiên liệu trong một phần thời gian. Lực hấp dẫn thường được ưu tiên làm phương thức đẩy vì hoàn toàn miễn phí. Hệ thống các quỹ đạo do trọng lực định hình xuyên suốt Hệ Mặt Trời thường được gọi là Mạng lưới Vận tải Liên hành tinh.
Theo đó, việc tìm kiếm đường đi tiết kiệm lên Mặt Trăng liên quan mật thiết đến trọng lực, đặc biệt là lực hút từ cả Trái Đất và Mặt Trăng. Trong lĩnh vực du hành vũ trụ, “biến phân” đề cập đến quỹ đạo tự nhiên dẫn đến một vòng quỹ đạo nhất định. Các nhà khoa học phát hiện rằng, thay vì sử dụng nhánh biến phân quỹ đạo Mặt Trăng ở gần Trái Đất nhất, sẽ tốt hơn nếu đi vào biến phân đó từ phía đối diện.
“Thay vì cho rằng việc chọn biến phân gần Trái Đất nhất là dễ dàng hơn, chúng tôi có thể áp dụng phân tích có hệ thống với các phương pháp nhanh hơn để tìm ra những lời giải không tầm thường,” ông Vitor Martins de Oliveira, đồng tác giả nghiên cứu, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học São Paulo, Brazil, cho biết trong một tuyên bố.
Về bản chất, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng nguồn đẩy trọng lực miễn phí dồi dào hơn khi đi theo con đường ẩn này. Tuyến đường mới được công bố giúp tiết kiệm mức tiêu thụ nhiên liệu 58,80 mét trên giây so với tuyến đường rẻ nhất đã biết trước đây (tàu không phải đốt nhiều để đạt xung lực cao). Dù chỉ là một cải thiện nhỏ nhưng hiệu quả này giúp giảm đáng kể chi phí du hành lên Mặt Trăng.
Một lợi ích khác của quỹ đạo mà các nhà khoa học tìm ra là nó không gây gián đoạn liên lạc với Trái Đất. “Ví dụ, sứ mệnh Artemis 2 đã mất liên lạc với Trái Đất một thời gian vì tàu ở ngay phía sau Mặt Trăng,” ông Oliveira giải thích. “Quỹ đạo chúng tôi đề xuất là giải pháp duy trì liên lạc không bị gián đoạn.”
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng tuyến đường mới phát hiện chưa phải là giải pháp cuối cùng cho du hành Trái Đất – Mặt Trăng chi phí thấp. Mô hình của họ chỉ tính đến trọng lực từ Trái Đất và Mặt Trăng; các nghiên cứu trong tương lai có thể bổ sung thêm các biến số khác, như trọng lực từ Mặt Trời, từ đó có thể tạo ra những quỹ đạo tiết kiệm chi phí hơn nữa.
“Phân tích có hệ thống mà chúng tôi áp dụng trong công trình này là điều có thể được áp dụng rộng rãi hơn trong tương lai,” ông Allan Kardec de Almeida Júnior, trưởng nhóm nghiên cứu, nhà nghiên cứu tại Đại học Coimbra, Bồ Đào Nha, cho biết trong cùng tuyên bố.
Nghiên cứu được đăng ngày 10/4 trên tạp chí Astrodynamics.
Trái Đất lặn vào ngày 6/4/2026 phía trên vành cong của Mặt Trăng trong bức ảnh do các phi hành gia Artemis 2 chụp trong hành trình vòng qua phía xa của Mặt Trăng. Ảnh: NASA
