الحقن عبر القمر

يُعدّ الحقن العابر للقمر ( TLI ) مناورة دفع تُستخدم لإرسال مركبة فضائية نحو القمر . تتشابه مسارات النقل القمري النموذجية مع عمليات نقل هوهمان ، على الرغم من استخدام عمليات نقل منخفضة الطاقة في بعض الحالات، كما هو الحال مع مسبار هيتن . ^{[ 1 ]} بالنسبة للمهام قصيرة المدة التي لا تتعرض لاضطرابات كبيرة من مصادر خارج نظام الأرض والقمر، يُعدّ نقل هوهمان السريع أكثر عملية في العادة.

تُجري المركبة الفضائية عملية نقل قمري (TLI) لبدء انتقالها إلى القمر من مدار دائري منخفض حول الأرض . وتؤدي عملية الاحتراق الكبيرة هذه ، التي تُنفذ عادةً بواسطة محرك صاروخي كيميائي ، إلى زيادة سرعة المركبة، مُغيرةً مدارها من مدار دائري منخفض حول الأرض إلى مدار شديد الانحراف . تُسمى المرحلة التالية لعملية النقل القمري - حيث تحلق المركبة بشكل سلبي نحو القمر بزخمها الذاتي وتتأثر بجاذبية الأرض والقمر - بالمرحلة الانتقالية القمرية . ^{[ 2 ]} عندما تبدأ المركبة بالانحراف على قوس الانتقال القمري، يقترب مسارها من مدار بيضاوي حول الأرض، حيث تكون نقطة الأوج قريبة من نصف قطر مدار القمر. يتم تحديد حجم وتوقيت عملية الاحتراق بدقة لاستهداف القمر أثناء دورانه حول الأرض. ويتم ضبط توقيت الاحتراق بحيث تقترب المركبة من نقطة الأوج مع اقتراب القمر. وأخيرًا، تدخل المركبة مجال جاذبية القمر ، مُنفذةً مناورة دورانية قمرية زائدية.

في بعض الحالات، من الممكن تصميم نظام نقل فضائي (TLI) لاستهداف مسار عودة حر ، بحيث تدور المركبة الفضائية خلف القمر وتعود إلى الأرض دون الحاجة إلى مناورات دفع إضافية. ^{[ 3 ]}

تُضيف مسارات العودة الحرة هذه هامش أمان وفعالية من حيث التكلفة لرحلات الفضاء المأهولة ، إذ تعود المركبة الفضائية إلى الأرض "مجانًا" بعد احتراق نظام الاحتراق الانتقالي الأولي. انطلقت مركبات أبولو 8 و 10 و 11 في مسار عودة حرة، ^{[ 4 ]} بينما استخدمت المهمات اللاحقة مسارًا هجينًا مشابهًا وظيفيًا، يتطلب تصحيحًا للمسار في منتصف الطريق للوصول إلى القمر. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} كما تُعدّ مهمتا أرتميس 1 و 2 مهمات عودة حرة. ^{[ 8 ]}

كانت المركبة الفضائية " لونا 1" السوفيتية أول مركبة تحاول الوصول إلى القمر عبر مدار حوله، وذلك في 2 يناير 1959، حيث صُممت لتصطدم بالقمر. إلا أن عملية الاحتراق لم تسر كما هو مخطط لها، إذ أخطأت المركبة القمر بأكثر من ثلاثة أضعاف نصف قطرها، ودخلت في مدار حول الشمس. ^{[ 11 ]} نفذت "لونا 2" المناورة نفسها بدقة أكبر في 12 سبتمبر 1959، واصطدمت بالقمر بعد يومين. ^{[ 12 ]} كرر السوفيت هذا النجاح مع 22 مهمة أخرى من مهمات "لونا" و5 مهمات من مهمات "زوند" وصلت إلى جوار القمر بين عامي 1959 و1976. ^{[ 13 ]}

أطلقت الولايات المتحدة أول محاولة لها للوصول إلى القمر بواسطة مركبة فضائية، رينجر 3 ، في 26 يناير 1962، والتي فشلت في الوصول إلى القمر. تبع ذلك أول نجاح أمريكي، رينجر 4 ، في 23 أبريل 1962. ^{[ 14 ]} أُطلقت 27 مهمة أمريكية أخرى إلى الفضاء القمري بين عامي 1962 و1973، بما في ذلك خمس مركبات هبوط ناعمة ناجحة من طراز سيرفيور ، وخمس مركبات استطلاع مدارية قمرية ^{، [ 15 ] وتسع} مهمات أبولو ، التي هبطت بأول رواد فضاء على سطح القمر.

في مهمات أبولو القمرية، نُفذت عملية الاحتراق الانتقالي للضوء (TLI) بواسطة محرك J-2 القابل لإعادة التشغيل في المرحلة الثالثة S-IVB من صاروخ ساتورن 5. استغرقت هذه العملية تحديدًا حوالي 350 ثانية، موفرةً تغييرًا في السرعة  يتراوح بين 3.05 و3.25 كم/ث (10,000 إلى 10,600  قدم/ث) ، حيث كانت المركبة الفضائية تسير بسرعة تقارب 10.4 كم/ث (34150 قدم/ث) بالنسبة للأرض. ^{[ 16 ]} وقد رُصدت عملية الاحتراق الانتقالي للضوء لمركبة أبولو 8 بشكلٍ مذهل من جزر هاواي في سماء ما قبل الفجر جنوب وايكيكي، وتم تصويرها ونشر تقرير عنها في الصحف في اليوم التالي. ^{[ 17 ]} وفي عام 1969، كان من الممكن رؤية عملية الاحتراق الانتقالي للضوء لمركبة أبولو 10 قبل الفجر من كلونكاري ، أستراليا . ^{[ 18 ]} وُصِفَ بأنه يشبه أضواء سيارة قادمة من فوق تلة في الضباب، حيث بدت المركبة الفضائية كمذنب ساطع ذي مسحة خضراء. ^{[ 18 ]}  

في عام 1990، أطلقت اليابان أول مهمة قمرية لها، مستخدمةً القمر الصناعي هيتن للتحليق بالقرب من القمر ووضع القمر الصناعي الصغير هاغورومو في مدار قمري. بعد ذلك، استكشفت اليابان طريقة نقل جديدة ذات سرعة منخفضة (دلتا-في ) مع زمن نقل يبلغ ستة أشهر (مقارنةً بثلاثة أيام لبرنامج أبولو). ^{[ 19 ] [ 15 ] : 179}

استخدمت المركبة الفضائية الأمريكية "كليمنتين" التي أُطلقت عام 1994 ، والمصممة لعرض تقنيات خفيفة الوزن، نظامًا انتقاليًا مداريًا (TLI) لمدة ثلاثة أسابيع مع تحليقين وسيطين بالقرب من الأرض قبل دخولها مدارًا قمريًا. ^{[ 19 ] [ 15 ] : 185}

في عام 1997، أصبح القمر الصناعي آسياسات-3 أول قمر صناعي تجاري يصل إلى مدار القمر، وذلك بعد فشل عملية إطلاقه، حيث دار حول القمر مرتين بسرعة منخفضة (دلتا-في) للوصول إلى مداره الثابت بالنسبة للأرض. وقد مرّ على مسافة 6200  كيلومتر من سطح القمر. ^{[ 19 ] [ 15 ] : 203}

أصبح القمر الصناعي التجريبي SMART-1 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية عام 2003 أول قمر صناعي أوروبي يدور حول القمر. بعد إطلاقه إلى مدار انتقالي ثابت بالنسبة للأرض، استخدم محركات أيونية تعمل بالطاقة الشمسية للدفع. نتيجةً لمناورة TLI ذات التغير المنخفض للغاية في السرعة، استغرقت المركبة الفضائية أكثر من 13 شهرًا للوصول إلى مدار قمري، و17 شهرًا للوصول إلى مدارها المطلوب. ^{[ 15 ] : 229}

أطلقت الصين أول مهمة لها إلى القمر عام 2007، حيث وضعت المركبة الفضائية تشانغ إي 1 في مدار قمري. واستخدمت المركبة عدة عمليات احتراق لرفع نقطة أوج مدارها تدريجيًا للوصول إلى جوار القمر. ^{[ 15 ] : 257}

حذت الهند حذو الصين في عام 2008، حيث أطلقت مركبة تشاندرايان-1 إلى مدار انتقالي ثابت بالنسبة للأرض، ومثل المركبة الفضائية الصينية، زادت من ارتفاعها عبر عدد من عمليات الاحتراق. ^{[ 15 ] : 259}

استخدمت المركبة الهبوطية الناعمة "بيريشيت" التابعة لشركة الصناعات الجوية الإسرائيلية هذه المناورة في عام 2019، لكنها تحطمت على سطح القمر.

في عام 2011، استخدمت أقمار ناسا الصناعية GRAIL مسارًا منخفض السرعة (دلتا-في) للوصول إلى القمر، مرورًا بنقطة لاغرانج الأولى (L1) بين الشمس والأرض، واستغرقت الرحلة أكثر من 3 أشهر. ^{[ 15 ] : 278}

• ديناميكا الفضاء – فرع من الميكانيكا الكلاسيكية يهتم بحركة المركبات الفضائية. صفحات تعرض أوصافًا موجزة لأهداف إعادة التوجيه. 
• مقارنة أنظمة الإطلاق فائقة الثقل - مقارنة جميع أنظمة الإطلاق المدارية. صفحات تعرض وصفًا موجزًا ​​للأهداف المُعاد توجيهها. 
• نقل منخفض الطاقة – مناورة مدارية موفرة للوقود. صفحات تعرض أوصافًا موجزة لأهداف إعادة التوجيه. 
• عملية حقن عبر الأرض – مناورة رحلة فضائية 
• حقن عبر المريخ – مدار حول مركز ثقل الشمس. صفحات تعرض وصفًا موجزًا ​​للأهداف المراد إعادة توجيهها. 

 تتضمن هذه المقالة مواداً متاحة للعموم من مواقع إلكترونية أو وثائق تابعة لوكالة ناسا .