¿Cómo funciona la inyección de órbita lunar (LOI)?

La inyección translunar no alcanza la velocidad de escape. En cambio, cambia la órbita de la nave espacial a una órbita elíptica que se cruza con la órbita de la Luna.

El artículo de Wikipedia sobre las transferencias de Hohmann lo explica muy bien. La nave espacial comienza en una órbita circular alrededor de la Tierra. La Luna también está en una órbita circular, excepto que, por supuesto, el radio de la órbita de la Luna es mucho mayor. Si de repente aceleras la nave espacial encendiendo los motores, entonces la nave espacial se está moviendo demasiado rápido para permanecer en la órbita circular original. De hecho, lo ha puesto en una órbita altamente elíptica con el apogeo cerca de la Tierra y el perigeo cerca de la órbita de la Luna. Usted cronometra esta órbita para que cuando la nave espacial alcance el perigeo golpee (¡no literalmente!) la Luna.

En el perigeo, la nave espacial se mueve demasiado lentamente para permanecer en la órbita de la Luna, por lo que enciende los motores para acelerarla nuevamente. Puede parecer extraño que esté acelerando en lugar de frenar, pero debido a que su nave espacial ha perdido mucha velocidad a medida que se alejaba de la Tierra, pasaría la Luna y caería hacia la Tierra. Encender el motor le da la velocidad extra para seguir el ritmo de la Luna.

Cuando quieres volver a la tierra enciendes los motores para desacelerar. Esto vuelve a poner a la nave espacial en una órbita elíptica con el apogeo cerca de la Tierra. Cuando llegas a la Tierra, un último encendido pone a la nave espacial en una órbita que la lleva a la atmósfera, y la fricción atmosférica la ralentiza lo suficiente como para lanzarse en paracaídas al mar.

El encendido típico del Apolo TLI da como resultado una órbita terrestre con un apogeo de aproximadamente el doble de la distancia media lunar. Está lo suficientemente cerca de la Luna que en algún momento la gravedad de la Luna tiene más influencia en el camino del Apolo y atrae a la nave espacial hacia ella [la Luna]. La velocidad de Apolo una vez que llega a la parte posterior de la Luna es demasiado rápida para la órbita lunar, por lo que el Apolo debe usar su gran motor SPS para reducir la velocidad lo suficiente como para ser capturado por la Luna. Como medida de seguridad para evitar reducir demasiado la velocidad y chocar contra la Luna, se planeó que la órbita inicial de la Luna fuera elíptica (más lejos de la Luna en el lado que mira hacia la Tierra) y luego una quemadura circular más corta (primeras misiones) o remodelada para un perilunio cercano. (misiones posteriores con LM más pesados) para eliminar la quema de PDI para ahorrar combustible LM para el descenso.