Hogyan építsünk ki távközlési hálózatot a Hold túlsó oldalán?

Az Apolló küldetések során az űrhajók megkerülték a Holdat, azaz a Hold mögött, a Földtől távolabb eső oldalán is áthaladtak. Ilyenkor megszűnt a rádiókapcsolat az űrhajóval, mivel az egyenesen terjedő rádióhullámok nem jutottak be a Hold mögé. Az Apolló-8 küldetés volt az első, ahol az űrhajósok megtapasztalták azt az élményt, hogy közel fél óráig nincsen kapcsolat a Földdel, és bármi is történne eközben velük, arról csak akkor szereznének tudomást munkatársaik a Földön, amikor az űrhajó a Hold mögül előbukkan és újra helyreáll a rádiókapcsolat. Ráadásul, amikor a Hold mögött repültek, akkor egy bonyolult manővert is végre kellett hajtaniuk, meghatározott ideig működtetniük kellett a hajtóművet, hogy lefékezzék az űrhajót és így a Hold körüli körpályán maradjanak. A földi irányítóközpontban csak akkor értesülhettek ennek a műveletnek a sikeréről vagy sikertelenségéről, amikor az űrhajó újra előbukkant a Hold mögül.

Az Apolló-10 küldetés volt a holdra szállás főpróbája. Itt két űrhajós átszállt a holdkompba, és elindultak a Hold felé, az űrhajóban egyedül maradt a parancsnoki kabin pilótája, John Young. Az ezután következő hat sikeres holdra szállás során a parancsnoki kabinban egyedül maradt pilóták mind megtapasztalták a magányosság szorongató érzését, amit az egyedüllét és az elnémult rádió okozott. Egyikük a legenda szerint ezt a mélyen átélt magány-élményt úgy fogalmazta meg, hogy az Univerzumnak ebben a felében ő volt az egyetlen intelligens földi lény…

Ma már lehetőség nyílna arra, hogy a Hold túlsó oldaláról is haza lehessen telefonálni. A kínai Jáde Nyúl holdjáró, amelyről előző cikkünkben írtunk, a Hold túlsó oldalán szállt le és folyamatos kapcsolatban van a Földdel, mivel a Hold mögött van egy kínai kommunikációs műhold, ami átjátszó állomásként működik.

Nagyon érdekes, hogy hogyan határozták meg ennek a kínai kommunikációs műholdnak a helyzetét, hogyan tud az folyamatosan (a Földhöz képest) a Hold mögött maradni és mégis földi jeleket adni és venni. A XVIII. században Joseph Louis Lagrange olasz-francia fizikus fedezte fel, hogy a Hold körül vannak olyan pontok a térben, összesen öt, amelyekre a Hold és a Föld gravitációs ereje éppen olyan arányban és irányban hat, hogyha ezekben a pontokban lenne egy bolygó – hol voltak akkor még a műholdak! -, az a Holdhoz képest állandó helyen maradna, a Holddal együtt keringene a Föld körül. Ezeket a pontokat Lagrange-pontoknak nevezzük. Az egyik ilyen pont a Hold túloldalán, 60000 km magasan a Holdfelszín fölött van. Egy ide eljuttatott műhold tulajdonképpen egyhelyben lebegni látszana a Holdhoz képest, hasonlóan a geostacionárius műholdakhoz, amelyek a földi egyenlítőhöz képest látszanak egy helyben „állni”. Egy ilyen műholdat tehát mindig kitakarná a Földről a Hold, nem lehetne jeleket eljuttatni ide. Ha azonban ennek a pontnak a közvetlen környezetébe juttatunk el egy műholdat, az keringésbe kezd a Lagrange-pont körül. Ezt kihasználva a kínaiak olyan kör alakú pályára állították a Queqiao műholdat a fent leírt Lagrange-pont körül, aminek a pályasíkja merőleges a Földet a Holddal összekötő képzeletbeli egyenesre, és olyan széles sugarú körpályán mozog, hogy a Földről nézve folyamatosan látszik. Innen úgy tűnik, mintha a Holdat járná körbe (jóllehet valójában mögötte, a Lagrange-pont körül kering).

A kínai űrkutatásnak mindenképpen nagy sikere, hogy ilyen módon biztosítani tudták a Hold túlsó felével a folyamatos kommunikációt, ezáltal a Hold körüli manőverek kockázatosságát. Ugyanakkor az is lehetséges, hogy a megoldásuk alapját képező ötlet a múlt század elejéről származik és egy akkoriban megmosolygott fantaszta fejéből pattant ki…

hold

A kínai TV magyarázó ábrája a Hold mögötti Lagrange-pont körül keringő Queqiao műhold pályájáról. (Forrás: CCTV/CNTV)