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domingo, 13 de septiembre de 2015

Programa espacial soviético: Las misiones "Luna" (parte I)

El 13 de septiembre de 1959 es una fecha muy importante en la historia de la astronáutica. Ese día alcanzó la superficie lunar por primera vez un artefacto hecho por el hombre, el Luna 2.

Recordando ese acontecimiento, iniciaremos una serie de entradas en este blog repasando el Programa Luna de la URSS.

Resultaría demasiado extenso detallar todas las misiones -24 en total- en una sola entrada, por lo que lo haremos en varias entradas sucesivas. 

El programa Luna o Lunik estuvo integrado por una serie de sondas automáticas soviéticas desarrolladas por el científico Serguéi Koroliov, dedicadas a fotografiar y estudiar la superficie de nuestro satélite, la Luna. El programa lo formaron 24 unidades, lanzadas entre el 2 de enero de 1959 y el 9 de agosto de 1976, algunas de las cuales regresaron a nuestro planeta con muestras del suelo lunar.

Serguéi Pávlovich Koroliov (Ucrania, 1907 - Rusia, 1966), fue uno de los primeros ingenieros y diseñadores de cohetes durante la carrera espacial soviética.

S. Koroliov
Como ingeniero, en el año 1931 creó un grupo de estudio en Moscú sobre la propulsión a chorro. Este mismo grupo fue el responsable de que en 1933 se lanzase el primer cohete soviético de propulsión líquida. Este grupo también fue el punto de partida para la creación del Instituto de Investigaciones para la Ciencia Misilística, donde se proyectaron los primeros cohetes transportadores soviéticos

Ya en el año 1949, Koroliov fue el encargado de dirigir la realización de de los primeros cohetes sonda de gran altura, además de iniciar los vuelos soviéticos con animales a bordo.

Otros trabajos de Serguéi Koroliov fueron el desarrolló del primer misil soviético intercontinental y el diseñó de los transportadores espaciales que se utilizaron para el lanzamiento de los primeros satélites artificiales soviéticos.

Finalmente, en el año 1961 dirigió los proyectos que desembocaron en la creación de las astronaves Vostok, Voskhod y Soyuz.

Desgraciadamente, Koroliov fue víctima de las purgas estalinistas. Fue arrestado el 28 de junio de 1938 acusado de afiliación a una organización trotskista, sabotaje y ralentización premeditada de las labores en la fabricación de armamentos modernos para el Ejército Rojo. Los seis años que pasó encarcelado en el campo de concentración de Kolymá, en Siberia, le pasaron factura el resto de su existencia. Una afección cardiaca, con complicaciones en el riñón y en la vesícula biliar, acabaron con su vida en enero de 1966, con tan sólo 59 años.


Resumen de las misiones

Vehículo
Lanzado
Observaciones
Luna 1
02-01-1959
Pasó a 6.000 km de la Luna y entró en órbita solar.
Luna 2
12-09-1959
Primera sonda en llegar a la Luna. Se estrelló a 29,10ºN - 0,00º el 13 de septiembre de 1959.
Luna 3
04-10-1959
El 10 de octubre 1959 obtiene las primeras fotografías de la cara oculta de la Luna.
02-04-1963
Fracasado intento de alunizaje suave. Pasó a 8.500 km de la Luna y entró en órbita solar.
09-05-1965
Intento de alunizaje suave que fracasó. Se estrelló a 31ºS - 8ºE.
08-06-1965
Pasó a 161.000 km de la Luna y entró en órbita solar.
04-10-1965
Intento de alunizaje suave que fracasó. Se estrelló a 9ºN - 40ºW.
03-12-1965
Intento de alunizaje suave que fracasó. Se estrelló a 9,1ºN - 63,3ºW.
31-01-1966
Alunizó con éxito el 3 de febrero a 7,08ºN - 64,4ºW y envió fotografías.
31-03-1966
Satélite lunar. Orbitó a una distancia de 350 km. Mantuvo el contacto durante 460 órbitas en 2 meses.
24-08-1966
Distancia mínima a la Luna de 159 km. Transmitió hasta el 1 de octubre de 1966.
22-10-1966
Transmitió hasta el 19 de enero de 1967.
21-12-1966
Alunizó el 24 de diciembre de 1966 en 18,87ºN - 62ºW. Estudió el suelo. Transmitió hasta el 27 de diciembre de 1966.
Luna 14
07-04-1968
Satélite lunar. Orbitó a una distancia mínima de 160 km.
Luna 15
13-07-1969
Se estrelló a 17ºN - 60ºE el 21 de julio de 1969 tras 52 órbitas. Fue lanzado durante la misma semana que el Apolo 11.
Luna 16
12-09-1970
Alunizó a 0,68ºS - 56,30ºE el 20 de septiembre de 1970. Regresó a la Tierra el 24 de septiembre con 101 gramos de basalto lunar.
Luna 17
10-11-1970
Alunizó el 17 de noviembre de 1970 transportando el Lunokhod 1 en 38,28ºN - 35ºW.
Luna 18
02-09-1971
Se estrelló en 3,57ºN - 50,50ºE tras 54 órbitas.
Luna 19
28-09-1971
Realizó 4.000 órbitas antes de enmudecer.
Luna 20
14-02-1972
Alunizó el 21 de febrero de 1972 en 3,57ºN - 56,50ºE. Trajo a la tierra 30 gramos de muestras del suelo lunar el 25-02-1972.
Luna 21
08-01-1973
Alunizó el 16 de enero de 1973 en 25,85ºN - 30,45ºE transportando el Lunokhod 2.
Luna 22
02-06-1974
Transmitió hasta el 06-11-1975.
Luna 23
28-10-1974
Alunizó en el Mare Crisium. Fracasó en la recogida de muestras. Transmitió hasta el 09-11-1975.
Luna 24
09-08-1976
Alunizó el 18-08-1976 a 12,25ºN - 62,20ºE. Excavó hasta los 2 metros y regresó a la Tierra el 22-08-1976 con 170 gramos de muestras del suelo lunar.


Luna 1

Mechta (en ruso Мечта que significa “Sueño”) fue la primera sonda espacial en alcanzar las inmediaciones de la Luna y la primera de una larga y exitosa serie soviética (Programa Luna) de sondas interplanetarias con dirección a nuestro satélite. En 1963 la sonda fue renombrada como Luna 1, aunque en occidente se había hecho popular con el nombre de Lunik 1

Luna 1 fue la primera nave espacial en llegar a la Luna, y la primera de una serie de estaciones automáticas soviéticas lanzadas con éxito en la dirección de la Luna. La nave espacial tenía forma de esfera. Cinco antenas extendidas y varios instrumentos sobresalían de la superficie de la esfera. No había sistemas de propulsión de la nave espacial Luna 1 en sí. Debido a su gran velocidad y su paquete de varios emblemas metálicos con el escudo de armas soviética, se concluyó que la sonda Luna 1 fue pensada para impactar la Luna.


Los objetivos principales de la misión eran medir la temperatura y la presión en el interior del vehículo; el estudio de los componentes de los gases de la materia interplanetaria y la radiación corpuscular del Sol; medir los campos magnéticos de la Tierra y la Luna; estudiar partículas meteóricas en el espacio; estudiar la distribución de núcleos pesados ​​en la radiación cósmica primaria; y estudiar otras propiedades de los rayos cósmicos.

La sonda contenía un sistema de 19.993 MHz, que transmite señales de 50,9 segundos de duración, un transmisor de 183,6 MHz para fines de seguimiento, y un transmisor de 70,2 MHz. Cuatro antenas de látigo y una antena rígida montados en la esfera proporcionan el enlace de comunicaciones. La energía era suministrada por baterías de óxido de mercurio y acumuladores de plata-cinc. Había cinco juegos diferentes de dispositivos científicos para estudiar el espacio interplanetario, que incluye mostradores de centelleo, los contadores Geiger, el magnetómetro, los detectores Cherenkov, y los detectores de micrometeorito, además de un contenedor con un kilogramo de gas de sodio.

El 2 de enero de 1959, después de alcanzar la velocidad de escape, se separó de la segunda etapa. La tercera etapa, 5,2 m de largo y 2,4 m de diámetro, llevó al Luna 1 a una distancia de 113.000 kilómetros de la Tierra. El 3 de enero, una gran nube de gas de sodio fue lanzado por la sonda. Este rastro de color naranja brillante de gas, visible sobre el Océano Índico con el brillo de una estrella de sexta magnitud, permitió a los astrónomos realizar un seguimiento de la nave espacial. También sirvió como un experimento sobre el comportamiento de los gases en el espacio exterior. Luna 1 pasó a 5995 kilómetros de la superficie de la Luna el 4 de enero después de 34 horas de vuelo. Entró en órbita alrededor del Sol, entre las órbitas de la Tierra y Marte.

Las mediciones obtenidas durante esta misión proporcionado nuevos datos sobre cinturón de radiación de la Tierra y el espacio exterior, incluyendo el descubrimiento de que la Luna no tenía campo magnético y que un viento solar, un flujo fuerte de plasma ionizado proveniente del Sol, transmitido a través del espacio interplanetario.


Luna 2

Luna 2 fue la segunda nave espacial del programa Luna de la Unión Soviética lanzada en dirección a la Luna, y fue el primer ingenio humano que alcanzó su superficie. Esta sonda, de 390 kg de peso y un diámetro de 0.9 m, estaba destinada a estrellarse con la Luna, lográndolo con éxito el 13 de septiembre de 1959, a las 21:02h; dos días después de su lanzamiento mediante un cohete Vostok.

Luna 2 fue el segundo de una serie de naves espaciales lanzadas en la dirección de la Luna. La primera nave espacial en aterrizar en la Luna, que impactó la superficie lunar al este del Mar de la Serenidad cerca de los cráteres de Aristides, Arquímedes y Autolycus. Fue la primera misión lunar exitosa. El Luna 2 en el diseño era similar al Luna 1, una nave espacial esférica con antenas sobresalientes y partes de instrumentos. La instrumentación también era semejante. Tampoco había ningún sistema de propulsión en el Luna 2.


Después del lanzamiento y el logro de la velocidad de escape el 13 de septiembre de 1959 (hora de Moscú), Luna 2 se separó de la tercera etapa del cohete que lo llevó la Luna. Luego la nave lanzó una nube de color naranja brillante de gas de sodio, que ayuda en el seguimiento de las naves espaciales y actuó como un experimento sobre el comportamiento del gas en el espacio. Después de 33,5 horas de vuelo, las señales de radio de Luna 2 bruscamente cesaron, lo que indica que había impactado en la Luna. El punto de impacto, en la región Palus Putredinus, se estima aproximadamente que se han producido a 0 grados de longitud, 29,1 grados de latitud norte. Unos 30 minutos después de la sonda, la tercera etapa de su cohete también impactó la Luna en un lugar desconocido. La misión confirmó que la Luna no tenía ningún campo magnético apreciable, y no encontró ninguna evidencia de los cinturones de radiación en la Luna.


Luna 3

El proyecto Luna 3 nació a finales de los años 50 bajo el código Ye-2 (E-2 en ruso). La serie Ye-1 se dedicaría a impactar contra la Luna para poner a prueba las tecnologías asociadas con el guiado, navegación y comunicaciones a distancias lunares. Las series Ye-2 y Ye-3 se encargarían de fotografiar la cara oculta, mientras que la Ye-4 usaría un artefacto nuclear para generar una bonita explosión en la cara visible de la Luna (obviamente, no hace falta decir que esta serie sería cancelada poco después).

Entre septiembre de 1958 y septiembre de 1959 se lanzaron un total de seis naves de la familia Ye-1, de las que solo dos lograron alcanzar el espacio. No obstante, ambas sondas serían todo un éxito mediático para la URSS. La primera, bautizada posteriormente como Luna 1, se convirtió en el primer artefacto humano en abandonar el pozo gravitatorio de la Tierra. La segunda, la Luna 2, pasó a la historia como la primera sonda que impactó contra nuestro satélite. Los soviéticos estaban exultantes, pero la serie Ye-1 ya había mostrado todo de lo que era capaz. Ahora le tocaba el turno a la familia Ye-2.

Pasar de la serie Ye-1 a la Ye-2 se reveló como un auténtico salto cuántico en la tecnología soviética. Las Ye-1 eran aparatos relativamente simples estabilizados mediante giro que enviaban una cantidad muy limitada de datos. Por contra, las Ye-2 deberían fotografiar la cara oculta de la Luna, y eso significaba resolver dos grandes problemas de diseño: la orientación del vehículo y el envío de imágenes a la Tierra. Para solucionar el primer escollo la Ye-2 tenía que ser la primera sonda soviética orientada en tres ejes, es decir, la nave debería poder calcular en todo momento su posición con respecto a la Luna, el Sol y la Tierra.

El 4 de octubre de 1959, justo dos años tras el primer Sputnik, se lanzó la sonda Ye-2A nº 1 desde el cosmódromo de Tyuratam. El lanzamiento sería anunciado por la URSS una vez la nave estuviese rumbo a la Luna. La sonda sería conocida como Estación Interplanetaria Automática y sólo años después se le llamaría de forma retroactiva Luna 3. Al principio la sonda dio algún que otro susto al mostrar ciertos problemas de calentamiento -se alcanzaron 40º C en el interior del aparato- y una telemetría bastante ruidosa, pero pronto se solucionaron una vez que se mandaron las instrucciones necesarias para reducir la velocidad de giro de la nave. El radiotelescopio de Jodrell Bank captó la señal de la sonda después de que las autoridades rusas hicieron públicas las frecuencias usadas para la telemetría.

El 7 de octubre el sistema se activó a una distancia de 62.500 kilómetros y funcionó durante unos 40 minutos, tomando 29 fotografías en total. La última imagen fue captada a 66700 kilómetros de distancia. Se pudieron recibir 17 imágenes, aunque la mayoría eran extremadamente borrosas. De hecho, el gobierno sólo decidió publicar seis de ellas al considerar que el resto eran muy pobres y podrían dañar el prestigio del programa espacial soviético.


Borrosas o no, se trataban de las primeras imágenes de la cara oculta de nuestro satélite. La humanidad había conseguido hacer realidad un logro largamente esperado y el éxito mediático del gobierno soviético fue mayúsculo. Contra todo pronóstico, la cara oculta de la Luna no estaba cubierta por mares oscuros como la cara visible. Apenas se identificaron un par de zonas que parecían ser mares, las cuales fueron bautizadas como el cráter Tsiolkovski, el Mare Moscoviense y el Mare Mechtá, en honor de la sonda Luna 1. El Mare Mechtá sería finalmente bautizado como Mare Ingenii por la Unión Astronómica Internacional.

Mapa y globo de la cara oculta realizado a partir de las imágenes de la Luna 3


Fuentes
http://www.astromia.com/
https://es.wikipedia.org/
http://danielmarin.naukas.com/
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/