Combien de temps faut-il pour aller sur la lune ?
Si tu voulais aller sur la lune, combien de temps cela prendrait-il ?
Eh bien, la réponse dépend d’un certain nombre de facteurs allant des positions de la Terre et la luneà la question de savoir si vous souhaitez atterrir en surface ou simplement passer à toute allure, et surtout à la technologie utilisée pour vous y propulser.
Le temps de trajet moyen vers la lune (à condition que la lune soit votre destination prévue), en utilisant la propulsion de fusée actuelle, est d’environ trois jours. Le vol le plus rapide vers la lune sans s’arrêter a été réalisé par la NASA Nouveaux horizons sonde quand il a passé la lune dans seulement 8 heures 35 minutes en route vers Pluton.
Actuellement, le vol en équipage le plus rapide vers la lune était Apollo 8. Le vaisseau spatial est entré en orbite lunaire seulement 69 heures et 8 minutes après son lancement. selon la NASA.
Ici, nous examinons la durée d’un voyage sur la lune en utilisant la technologie disponible et explorons les temps de trajet des missions précédentes vers notre compagnon lunaire.
En rapport: Missions sur la Lune : passé, présent et futur
A quelle distance se trouve la lune ?
Pour savoir combien de temps il faut pour arriver sur la lune, nous devons d’abord savoir à quelle distance elle se trouve.
La moyenne distance entre la terre et la lune est environ 238 855 milles (384 400 kilomètres), selon la NASA. Mais parce que la lune n’orbite pas Terre dans un cercle parfait, sa distance à la Terre n’est pas constante. À son point le plus proche de la Terre – connu sous le nom de périgée – la lune est à environ 226 000 miles (363 300 km) et à son point le plus éloigné – connu sous le nom d’apogée – elle est à environ 251 000 miles (405 500 km).
Combien de temps faudrait-il pour se rendre sur la lune à la vitesse de la lumière ?
La lumière se déplace à environ 186 282 miles par seconde (299 792 km par seconde). Par conséquent, une lumière provenant de la lune mettrait le temps suivant pour atteindre la Terre (ou vice versa) :
- Point le plus proche : 1,2 seconde
- Point le plus éloigné : 1,4 seconde
- Distance moyenne : 1,3 seconde
Combien de temps faudrait-il pour se rendre sur la lune avec le vaisseau spatial le plus rapide à ce jour ?
Le vaisseau spatial le plus rapide est celui de la NASA Sonde solaire Parker, qui ne cesse de battre ses propres records de vitesse en se rapprochant du soleil. Le 21 novembre 2021, la sonde solaire Parker a enregistré une vitesse de pointe de 101 miles (163 kilomètres) par seconde lors de son 10e survol rapproché de notre étoile, ce qui se traduit par une vitesse fulgurante de 364 621 mph (586 000 km/h). Selon un Déclaration de la NASAlorsque la sonde solaire Parker arrivera à moins de 4 millions de miles (6,2 millions de kilomètres) de la surface solaire en décembre 2024, la vitesse du vaisseau spatial dépassera 430 000 miles par heure (692 000 km/h) !
Donc, si vous étiez théoriquement capable de faire du stop sur la sonde solaire Parker et de la détourner de sa mission centrée sur le soleil pour voyager en ligne droite de la Terre à la Lune, en voyageant à la vitesse atteinte par la sonde lors de son 10e survol (101 miles par seconde), le temps qu’il vous faudrait pour aller sur la lune serait de :
- Point le plus proche : 37,2 minutes
- Point le plus éloigné : 41,4 minutes
- Distance moyenne : 39,4 minutes
Combien de temps faudrait-il pour conduire jusqu’à la lune ?
Disons que vous avez décidé de conduire jusqu’à la lune (et que c’était en fait possible). À une distance moyenne de 238 855 miles (384 400 km) et en roulant à une vitesse constante de 60 mph (96 km/h), cela prendrait environ 166 jours.
Questions-réponses avec un expert
Nous avons posé à Michael Khan, analyste principal de mission à l’ESA, quelques questions fréquemment posées sur les temps de trajet vers la lune.
Michel Khan
Michael Khan est analyste de mission principal pour l’Agence spatiale européenne (ESA). Son travail consiste à étudier la mécanique orbitale pour les voyages vers des corps planétaires dont Mars.
Combien de temps faut-il pour aller sur la lune ?
Et qu’est-ce qui affecte le temps de trajet?
Le temps qu’il faut pour passer d’un corps céleste à un autre dépend en grande partie de l’énergie que l’on est prêt à dépenser. Ici, « l’énergie » fait référence à l’effort fourni par le lanceur et à la somme des manœuvres des moteurs-fusées à bord du vaisseau spatial, et à la quantité de propulseur utilisée. Dans les voyages spatiaux, tout se résume à l’énergie. Le vol spatial est la gestion intelligente de l’énergie.
Certaines solutions courantes pour les transferts vers la lune sont 1) le transfert de type Hohmann et 2) le transfert de retour gratuit. Le transfert Hohmann est souvent désigné comme celui qui nécessite le moins d’énergie, mais cela n’est vrai que si vous souhaitez que le transfert ne dure que quelques jours et, en plus, si certaines contraintes sur le lancement s’appliquent. Les choses deviennent très compliquées à partir de là, donc je n’entrerai pas dans les détails.
La durée du transfert pour le transfert de type Hohmann est d’environ 5 jours. Il y a une certaine variation dans cette durée parce que l’orbite de la lune est excentrique, donc sa distance à la Terre varie un peu avec le temps, et avec elle, les caractéristiques de l’orbite de transfert.
Le transfert de retour gratuit est un transfert populaire pour les engins spatiaux habités. Il nécessite plus d’énergie que le transfert de type Hohmann, mais il est beaucoup plus sûr, car sa conception est telle que si le moteur de la fusée tombe en panne au moment où vous essayez de vous insérer dans l’orbite autour de la Lune, la gravité de la Lune dévier l’orbite exactement de manière à ce qu’elle revienne vers la Terre. Ainsi, même avec un système de propulsion défectueux, vous pouvez toujours récupérer les personnes en toute sécurité. Les missions Apollo ont volé sur des transferts de retour gratuits. Ils mettent environ 3 jours pour atteindre la lune.
Pourquoi les temps de trajet sont-ils beaucoup plus lents pour les engins spatiaux destinés à orbiter ou à atterrir sur le corps cible, par exemple Mars, par rapport à ceux qui vont simplement passer?
Si vous voulez que votre vaisseau spatial entre en orbite martienne ou atterrisse à la surface, vous ajoutez beaucoup de contraintes au problème de conception. Pour un orbiteur, vous devez tenir compte de la quantité importante de propulseur requise pour l’insertion en orbite, tandis que pour un atterrisseur, vous devez concevoir et construire un bouclier thermique capable de résister aux charges d’entrée atmosphérique. Habituellement, cela signifie que la vitesse d’arrivée de Mars ne peut pas dépasser une certaine limite. L’ajout de cette contrainte au problème d’optimisation de trajectoire limitera la gamme de solutions que vous obtenez aux transferts de type Hohmann. Cela conduit généralement à une augmentation de la durée du transfert.
Calculer les temps de trajet vers la lune – ce n’est pas si simple
Un problème avec les calculs précédents est qu’ils mesurent la distance entre la Terre et la Lune en ligne droite et supposent que les deux corps restent à une distance constante ; c’est-à-dire en supposant que lorsqu’une sonde est lancée depuis la Terre, la lune resterait à la même distance au moment où la sonde arrive.
En réalité, cependant, la distance entre la Terre et la Lune n’est pas constante en raison de l’orbite elliptique de la Lune, les ingénieurs doivent donc calculer les orbites idéales pour envoyer un vaisseau spatial de la Terre vers la Lune. Comme pour lancer une fléchette sur une cible en mouvement à partir d’un véhicule en mouvement, ils doivent calculer où se trouvera la lune lorsque le vaisseau spatial arrivera, et non où elle se trouvera lorsqu’il quittera la Terre.
Un autre facteur que les ingénieurs doivent prendre en compte lors du calcul des temps de trajet vers la lune est de savoir si la mission a l’intention d’atterrir sur la surface ou d’entrer en orbite lunaire. Dans ces cas, il n’est pas possible de s’y rendre le plus rapidement possible car le vaisseau spatial doit arriver suffisamment lentement pour effectuer des manœuvres d’insertion en orbite.
Temps de trajet de la mission lunaire
Plus de 140 missions ont été lancées vers la lune, chacune avec un objectif, un itinéraire et un temps de trajet différents.
Peut-être le plus célèbre – l’équipage Apollo 11 mission – a pris quatre jours, six heures et 45 minutes pour atteindre la lune. Apollo 10 détient toujours le record de la vitesse la plus rapide jamais parcourue par un humain lorsqu’il a atteint une vitesse de pointe pendant que l’équipage d’Apollo 10 voyageait 24 791 mi/h (39 897 km/h) par rapport à la Terre lors de leur retour en flèche vers notre planète le 26 mai 1969.
Le premier essai en vol sans équipage de la NASA Vaisseau spatial Orion et système de lancement spatial fusée – Artémis 1 – a atteint la lune le sixième jour de vol de son voyage et a plongé à seulement 80 miles (130 km) au-dessus de la surface lunaire pour obtenir un coup de pouce gravitationnel pour entrer dans une soi-disant « orbite rétrograde lointaine ».
Ressources additionnelles
En savoir plus sur le fonctionnement de la navigation spatiale avec un chronométrage précis avec ces ressources de la NASA. En savoir plus sur la façon dont avant les jours de GPS les ingénieurs ont pu naviguer de la Terre à la Lune avec une telle précision avec ce article de Gwendolyn Vines Gettliffe publié au Massachusetts Institute of Technology (MIT) ‘demandez à un ingénieur’.
Bibliographie
Hatfield, M. (2021). La poussière spatiale présente des opportunités et des défis alors que la sonde solaire Parker revient rapidement vers le Soleil – Parker Solar Probe. [online] blogs.nasa.gov. Disponible à: https://blogs.nasa.gov/parkersolarprobe/2021/11/10/space-dust-presents-opportunities-challenges-as-parker-solar-probe-speeds-back-toward-the-sun/.
NASA (2011). Apollo 8. [online] NASA. Disponible à: https://www.nasa.gov/mission_pages/apollo/missions/apollo8.html.
www.rmg.co.uk. (sd). Combien de personnes ont marché sur la Lune ? [online] Disponible à: https://www.rmg.co.uk/stories/topics/how-many-people-have-walked-on-moon.