⇡#Em direção a um pouso suave
Os planos para a entrega de instrumentos automáticos à lua surgiram na URSS e nos EUA antes mesmo do lançamento dos primeiros satélites. Em particular, o Special Design Bureau No. 1 (OKB-1) sob a liderança de Sergei Pavlovich Korolev apresentou-os no documento “Tarefas imediatas para o estudo do espaço”, preparado em 22 de novembro de 1956.
Naquela época, a energia parecia ser o principal problema: para sair dos limites da gravidade e chegar à lua, o aparelho tinha que ser acelerado a uma velocidade próxima da segunda cósmica (que, como você sabe, na da Terra superfície é de 11,2 km / s), ou seja, voa 40% mais rápido do que para lançar um satélite artificial. Para fazer isso, especialistas de Podlipki propuseram equipar um “sete” de terceiro estágio adicional – o então desenvolvido míssil balístico intercontinental de dois estágios R-7. O design da versão de três estágios começou no verão de 1957.
Os veículos de lançamento de vários estágios projetados para lançar as primeiras sondas lunares são o soviético 8K72 e o americano Thor Able. Desenho de A. Shlyadinsky. Fonte – https://vk.com/album25885042_168258766
O programa de estudo da estrela da noite, delineado pelos especialistas do OKB-1, previa a criação e lançamento de uma série de pequenas sondas – pesando cerca de 300-400 kg – da série “E”. O primeiro (E-1) tinha que entrar na Lua, o segundo (E-2) voar e tirar fotos de seu lado invisível, o terceiro (E-3) – faça o mesmo, mas envie imagens de alta resolução para Terra.
Como o Ocidente não conseguia acreditar que os soviéticos estavam voando para a lua e tirando fotos de todos os lados (“Pense só! Todos os quadros foram filmados na Lennauchfilm por Pavel Klushantsev!”), A sonda E-4 deveria detonar uma carga nuclear em contato com a superfície para fixação óptica o fato de atingir o objetivo. No entanto, este projeto foi cancelado antes do início da implementação devido a erros conceituais, falta de valor científico e por razões políticas.
Como sabem, as principais etapas indicadas acima foram ultrapassadas antes dos americanos (após o triunfo do primeiro satélite, o prestígio passou a ser quase o principal motor dos programas espaciais dos dois lados do oceano) pelas estações que receberam retroativamente o nome de Luna-1 (E-1), “Luna-2” (E-1A) e “Luna-3” (E-2A). Além de conquistar prioridades políticas, a primeira espaçonave confirmou a possibilidade de realização de missões interplanetárias e forneceu dados sobre a situação ao longo da trajetória de vôo. Porém, para resolver promissores problemas científicos e aplicados, algo mais perfeito e funcional (e naquela época – e muito mais difícil) era necessário. As perspectivas de um pouso tripulado na lua, iminente imediatamente após os primeiros voos tripulados ao espaço, exigiam o desenvolvimento de tecnologia de pouso suave.
As primeiras estações automáticas soviéticas Luna-1 (E-1), Luna-2 (E-1A) e Luna-3 (E-2A). Desenho de A. Shlyadinsky. Fonte – https://vk.com/album25885042_168258766
Essa tarefa é resolvida de forma não trivial para as condições terrestres. Lembremos as dificuldades de pousar qualquer avião (embora, repetido centenas de milhões de vezes, este problema agora pareça trivial). O que podemos dizer sobre o pouso em outro corpo celeste a quatrocentos mil quilômetros de distância de nós – para o início da década de 1960 era terrivelmente difícil! Em termos gerais, os esquemas de vôo e pouso na lua foram discutidos no artigo “As Aventuras de um Robô Espacial”, mas vamos considerar algumas das sutilezas da solução agora.
⇡#Curso E-2 – E-6
O Podlipki começou a resolver o problema do pouso suave na lua no final de 1959. “Estávamos nos preparando para o lançamento do E-2, quando veio o comando de Korolev:“ Quero um pouso suave! ” – recordou o veterano da cosmonáutica soviética Gleb Yuryevich Maksimov, chefe do grupo de projeto de veículos automáticos em OKB-1.
O novo introdutório pressupõe o desenvolvimento de fuzis de assalto de segunda geração: E-6 – para praticar um pouso suave, E-7 – para tirar fotos da superfície da órbita de um satélite lunar artificial e E-8 – para entregar um lunar Andarilho. Os dois primeiros deveriam ter uma massa de lançamento da ordem de uma tonelada e meia, que era múltiplos das capacidades de um porta-aviões de três estágios baseado no “sete”.
Um novo foguete era necessário. Os pré-requisitos para a sua criação apareceram já em 1958, quando cálculos teóricos de trajetórias de vôo ideais para os planetas terrestres foram realizados no Instituto de Matemática Steklov da Academia de Ciências da URSS (MIAN) sob a liderança de M.V. Keldysh.
Duas conclusões fundamentais emergiram da pesquisa. Em primeiro lugar, o esquema de lançamento direto na trajetória de saída do território da URSS não é ótimo devido às grandes perdas gravitacionais, levando a uma diminuição da massa da carga útil do foguete. Em segundo lugar, a energia pode ser melhorada se este esquema for alterado – primeiro para entrar na órbita terrestre baixa e, então, no momento certo para começar usando um reforço especial. Esta opção proporcionou um aumento na massa entregue à trajetória e possibilitou a redução dos requisitos de precisão na escolha do momento de lançamento para a Lua.
A trajetória de lançamento, vôo e pouso na Lua ao partir da órbita próxima à Terra. Fonte – https://coollib.com/b/98385/read
Com base em cálculos, OKB-1 em 1959 projetou um veículo de lançamento de quatro estágios, que mais tarde ficou conhecido como Molniya. Foi baseado no “pacote” (os primeiros dois estágios do “sete” melhorado), o segundo estágio modificado do “intercontinental” da segunda geração R-9 foi usado como o terceiro estágio, e o quarto estágio foi projetado de novo, com base no mais avançado motor soviético do circuito fechado da época … O primeiro lançamento de “Molnia” ocorreu em 10 de outubro de 1960 no cosmódromo de Baikonur. O problema com a transportadora foi resolvido, o assunto ficou com a sonda lunar. Em janeiro de 1960, o projeto E-6 foi sancionado pela liderança política do país com o início dos testes de vôo em … 1961. Em pouco mais de um ano, a equipe do OKB-1 com seus subcontratados teve que resolver muitos problemas técnicos.
⇡#”Samovar” multimodo
Desde o início dos trabalhos nas estações de segunda geração, o ponto-chave do projeto foi um sistema que fornece um pouso suave ou entrada em uma órbita circunlunar. “Estava claro que um sistema de propulsão era necessário para amortecer a velocidade de aproximação da Lua – sem ele, seria impossível manter qualquer coisa intacta (exceto a flâmula)”, observou G. Yu Maksimov. – Sabíamos que os americanos estavam fazendo uma cápsula de pouso no programa Ranger e vimos como eles queriam extinguir a velocidade residual. O sistema deles foi projetado para um pouso forçado, ou seja, foi feito com margens de segurança muito maiores do que poderíamos pagar. Não tínhamos seus semicondutores eletrônicos e íamos entregar à lua mais do que apenas um sismômetro.
Os estágios superiores do veículo de lançamento Molniya. FIG. A. Shlyadinsky, fonte – http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/jeleznyakov/100/jeleznyakov_100_2016.pdf
O funcionamento do sistema foi determinado pelo esquema geral de vôo. Do ponto de vista da simplicidade do projeto para o E-6, foi escolhido um pouso direto (direto) com uma trajetória de “acerto”, sem entrar em uma órbita circunlunar. Ao partir de uma órbita próxima à Terra, a trajetória do vôo até a Lua teve que ser ajustada para garantir que atingisse o alvo com a precisão necessária. Ao pousar, foi necessário desacelerar por um determinado período de tempo, reduzindo a velocidade de 2700 m / s para quase zero.
As considerações iniciais fizeram com que os especialistas em OKB-2 sob a liderança de Alexei Mikhailovich Isaev pensassem muito, que deveriam desenvolver um sistema de propulsão. Como naquela época eles haviam acabado de aprender como ligar o “motor” líquido em gravidade zero, eles tiveram que usar um esquema de dois motores: um para correção e outro para pouso.
No entanto, logo dos clientes – OKB-1 – veio uma introdução: a altura exata em que o motor com freio de alto empuxo deve ligar depende de muitos fatores; é muito difícil calcular o tempo durante o qual deve extinguir a velocidade a zero antes de tocar a superfície; você não poderá desligá-lo instantaneamente em um determinado momento. Isso significa que as margens positivas devem ser incluídas no circuito em termos de tempo e altura de chaveamento, como resultado, a velocidade pode ser zerada a alguma distância da superfície. Para que a partir deste momento a espaçonave não apenas caia na Lua, voltando a acelerar, é necessário fornecer um trecho de descida lenta com baixa velocidade (“paraquedismo”), para o qual deve ser mantido um pequeno – muito baixo – impulso praticamente até o momento do pouso. Três motores já apareceram nas pranchetas …
Conceitualmente, a estação E-6 lembrava o Ranger Block II, mas os projetistas do OKB-1 eram severamente limitados pelas capacidades da eletrônica doméstica. Foto – Ranger 4, fonte – https://en.wikipedia.org/wiki/Ranger_4
Essa abordagem levou o projeto E-6 a uma paralisação: cada motor tinha suas próprias dimensões e peso, exigia um sistema pneumático-hidráulico separado com bombas, dutos e válvulas de controle e, idealmente, com seus próprios tanques de combustível. Levando em consideração a incômoda unidade de orientação e controle, toda essa “economia” estava tão inflada que era impossível sequer pensar em qualquer carga útil significativa. A todos os problemas foram adicionados a complexidade e a baixa confiabilidade do design do pacote do motor …
Os designers de Korolev tiveram que colocar pressão sobre os fabricantes de motores de Isaev com toda a sua autoridade, e eles “se renderam”. Iniciou-se o desenvolvimento de um sistema de propulsão com frenagem corretiva, denominado KTDU-5A, no qual todas as funções estavam penduradas em um único motor. Não foi uma decisão fácil: “Nossos bons sonhos“ com um toque ”de participar do“ projeto lunar ”ficaram no ar, quando tivemos que começar a trabalhar com horror e implementar todos os requisitos em um motor”, lembrou Georgy Mikhailovich Petrash, participante desses eventos, líder do designer OKB-2. – Para uma frenagem rápida, precisávamos de [cerca de] 5 toneladas de empuxo, enquanto “pára-quedismo” – 1-2 toneladas (quanto menos é melhor), e para a correção de “vernier”, 50 quilos foi o suficiente … ”
O KTDU-5A foi fornecido ao cliente como uma unidade completa. A base construtiva foi um tanque oxidante esférico (ácido nítrico), na parte inferior do qual um tanque de combustível toro (uma mistura de aminas) foi fixado através da moldura. Na abertura do “donut” havia um motor de câmara única com sistema de turbo-bombeamento. Do “equador” do toro até a saída do bocal, a instalação foi coberta por um escudo térmico cônico. Tanques e dutos foram feitos de ligas de alumínio, a câmara do motor com um bico foi feita de titânio. O KTDU-5A concluído parecia um samovar estranho.
O único sistema de propulsão líquida soviética, que no início da década de 1960 aprendeu a ligar após um longo vôo no espaço, foi o TDU-1 da espaçonave Vostok. Fonte – https://cont.ws/@hodanov/1524927/full
Para separar os componentes líquidos do combustível do gás de reforço em gravidade zero, os tanques possuíam separadores de malha – atuando sobre o efeito da tensão superficial do líquido em pequenas células (capilares), forneciam as primeiras porções de combustível para a bomba turbo para ligar o motor. A instalação também incluiu balões de hélio comprimido para pressurizar os tanques e controlar a automação.
Do lado de fora, bicos de direção fixos foram acoplados aos dutos de gás, através dos quais o gás do gerador exaurido da bomba turbo fluía. Ao pousar na lua, o motor primeiro funcionou no empuxo nominal, depois o reduziu e, em seguida, mudou para o modo de empuxo ultrabaixo para “paraquedismo” – a câmara principal desligada, mas o gerador de gás continuou a funcionar, despejando gás através dos bocais de direção.
⇡#Capricious I-100
A experiência do trabalho anterior dos projetistas do OKB-1 dizia que o sistema de propulsão é apenas uma pequena parte da espaçonave. Mas, neste caso, tudo acabou por ser o contrário – na verdade, o KTDU-5A era um palco de foguete não autônomo em torno do qual todo o aparelho foi montado. Em ambos os lados, blocos despejados foram presos ao tanque do oxidante: em um havia um sistema de astronavegação, no segundo – um rádio altímetro com eletrônica. Ambos podiam ser reiniciados depois de parar o motor para frenagem, economizando uma boa quantidade de combustível. Um compartimento selado com um sistema de orientação e controle foi instalado no topo do tanque do oxidante. Todos juntos formavam, como diriam hoje, o módulo de vôo e pouso.
Sistema de propulsão corretiva e de frenagem KTDU-5A para o objeto E-6. Fonte – http://kbhmisaeva.ru/main.php?id=57
Ele entregou ao alvo uma estação lunar automática (ALS) pesando cerca de 90 kg (cerca de 1/16 da massa inicial do E-6), que foi separada do sistema de propulsão por um empurrador de mola após detonar os parafusos explosivos. Seu desenho era baseado em um compartimento esférico de instrumentos, cujo hemisfério superior em vôo era coberto por quatro pétalas, o que dava à estação a forma de um ovo com as propriedades de uma vanka. Devido à posição baixa do centro de gravidade durante o pouso, a estação ocupava a posição da “ponta romba” para baixo, e as pétalas abertas serviam de suporte. O ALS abrigou toda a “ciência”.
O principal dispositivo era um sistema de televisão panorâmica com transmissão direta de quadros para a Terra. Sua cabeça era colocada na parte superior do compartimento do instrumento sob um cilindro de vidro, possuía um espelho giratório e um acionador rotativo como mecanismo de varredura e um fotômetro como elemento sensível. A imagem panorâmica da paisagem lunar foi obtida linha a linha devido à lenta rotação da cabeça na horizontal e a rápida varredura simultânea por um espelho girando verticalmente. A focagem automática do sistema possibilitou a obtenção de imagens contrastantes de todos os objetos de uma distância à cabeça de varredura de 1,5 m ao infinito, e detalhes de um e meio a dois milímetros de tamanho foram distinguidos no panorama.
«Objeto E-6 “: 1 – ALS dentro dos cilindros de depreciação; 2 – compartimento com a unidade principal do sistema de controle integrado I-100; 3 – cilindros de gás comprimido do sistema de orientação astro; 4 – micromotores do sistema de controle de atitude; 5 – equipamento do sistema de medição de rádio; 6 – rádio altímetro com antena de feixe estreito; 7 – bicos de controle do motor principal KTDU-5A; 8 – motor principal KTDU-5A; 9 – tanque de combustível toro; 10 – tanque esférico do oxidante; 11 – bloco do sistema de orientação astro. Fonte: “Cosmonautics News”, No. 3, 2016, p.60
Três pequenos espelhos de dois lados no hemisfério ALS superior tornaram possível obter uma imagem tridimensional de seções individuais da superfície lunar. Quatro antenas chicote se projetavam do hemisfério superior, nas quais alvos de calibração eram pendurados para ajustar o brilho e o contraste das imagens, comparando-os com padrões capturados anteriormente. Além do sistema de televisão, o compartimento de instrumentos da estação abrigava um instrumento para registrar (tanto em vôo quanto na lua) a radiação corpuscular e um espectrômetro gama.
O corpo do ALS era circundado por um amortecedor pneumático de dois airbags conectados entre si, que, quando pressurizados, davam à estação um formato esférico. Eles extinguiram a velocidade residual do ALS após desligar o sistema de propulsão de frenagem.
Montado, o E-6 era um aparelho bastante maciço (cerca de uma tonelada e meia) com uma altura de 2,7 metros. Devido às restrições de peso, o modo térmico de operação era fornecido por meios passivos: no espaço, os dispositivos despejavam o excesso de calor por transferência de calor e radiação direta através da parede dos compartimentos com coeficientes de absorção e radiação especialmente selecionados. Ao voar para a Lua, a estação E-6 girou lentamente em torno de seu eixo longitudinal, expondo o sol para um ou outro lado.
As restrições de peso afetaram diretamente a arquitetura do sistema de controle. Hoje pode caber em um ou dois quilos, nos mesmos anos em nosso país foi construído sobre tubos eletrônicos, os primeiros semicondutores e dispositivos eletromecânicos. Para economizar peso, os engenheiros aplicaram muitos truques. O sistema de controle e orientação do I-100 incluía uma plataforma giroestabilizada, que servia não apenas para controlar o vôo do E-6, mas também para guiar a terceira e quarta etapas do veículo lançador. Esta decisão foi original, mas, como se descobriu mais tarde, arriscada: foram as falhas do I-100 que causaram nove acidentes com o Molniya.
Câmera de TV e sua localização no ALS. Fontes – https://nplus1.ru/material/2019/12/27/telephoto e RGANTD. F. 213. Op. 1-1. Unidade xp. 86
⇡#O diabo está nos detalhes
O padrão de voo foi o seguinte. Os três primeiros estágios “Molniya” foram lançados na órbita baixa da Terra E-6 com um bloco de reforço – o quarto estágio. Este último foi ligado no momento necessário e transferiu o objeto para a trajetória de vôo para a lua. Durante o voo, que durou mais de três dias, foram realizadas nove sessões de radiocomunicação e uma correção. Os parâmetros deste último foram determinados no solo com base nos resultados das medições da trajetória real, após o que os ajustes foram transmitidos ao objeto para ligar o motor a uma distância de 110-130 mil km do alvo. A correção garantiu que a estação entrasse na zona calculada com diâmetro não superior a 150 km.
O local e a hora do pouso foram escolhidos com antecedência a partir das condições de iluminação (a fim de determinar o tamanho dos objetos da paisagem a partir das longas sombras nas imagens) e considerações do regime térmico (estando na Lua, o ALS não deve superaquecer) . Portanto, foi planejado pousar na área do terminador no Oceano das Tempestades imediatamente após o nascer do sol.
O mais interessante foi a última etapa do vôo. Foi aqui que a balística e os gerentes mostraram sua engenhosidade acima de tudo. O E-6 não tinha computador de bordo, e o recálculo da trajetória de frenagem levando em consideração o empuxo do motor e fatores de perturbação parecia extremamente difícil, mesmo para sistemas terrestres. Era impossível fazer isso em tempo real, além de transmitir comandos de controle para regular a tração e desligamento do solo – a baixa velocidade dos atuadores da estação e o atraso do sinal de rádio não permitiam. O pouso deveria ser feito automaticamente, como um tiro em uma piada sobre um rifle de assalto Kalashnikov.
Esquema de vôo do “Objeto E-6”. Do arquivo RGANTD. F. 213. Op. 1-1. D. 86.L. 23
Idealmente, quando fosse necessário ligar o motor e segurar o objeto “no giroscópio” até que o integrador ganhasse o valor de velocidade necessário. Ao mesmo tempo, é desejável que este último não tenha componentes laterais – ou seja, o declínio deve ser estritamente vertical. Nesse caso, em alguma altitude (seria bom ter uma baixa), a velocidade será “zero” e será possível passar para “paraquedismo” até o momento do contato com a superfície.
Mas essa mesma vertical lunar ainda precisava ser encontrada! O problema foi resolvido de forma original, com base nas propriedades da trajetória hiperbólica: o vetor velocidade em um determinado ponto era paralelo à direção do segmento de vôo final. Bastou captar esse momento, orientar o objeto na direção desejada e, então, manter a orientação por meio de giroscópios.
A posição exigida da estação em relação ao Sol, Lua e Terra foi alinhada duas horas antes do pouso, quando a uma distância de cerca de 8700 (segundo outras fontes – 8300) km da Lua, o eixo do aparelho foi direcionado paralelo para a vertical local “capturada”. Em seguida, foi ligado o rádio-altímetro que, a uma altitude de 70-75 km e a uma velocidade de cerca de 2.630 m / s, soltou os acessórios com equipamentos desnecessários, inflou um amortecedor de ar e deu partida no motor. Depois de trabalhar o tempo estimado (cerca de meio minuto), este foi transferido para o modo de paraquedismo a uma altitude de cerca de 250 m.
O momento da conclusão da operação do KTDU-5A, o desligamento do motor e a separação do ALS Fonte – https://www.laspace.ru/projects/planets/luna-9/
Imediatamente antes do pouso lunar, uma sonda de cinco metros foi estendida do aparelho. Assim que tocou o solo, o motor foi desligado e o ALS foi acionado para cima. A estação caiu ao solo ligeiramente afastada do sistema de propulsão, saltou várias vezes sobre amortecedores que absorviam a energia do impacto e, se necessário, rolou sobre a superfície. Supunha-se que seu movimento terminaria quatro minutos após o pouso. Em seguida, o amortecedor foi dividido em dois, liberando o compartimento do instrumento. Um minuto depois, as “pétalas” se abriram, estabilizando a posição do ALS no solo. O trabalho começou na lua …
⇡#Através de espinhos
O surgimento da estação E-6 foi formado em maio de 1961, mas então o trabalho desacelerou, uma vez que todas as forças do departamento de aparatos automáticos OKB-1 foram transferidas para lançar as primeiras estações a Marte e Vênus. Os testes de vôo do E-6 começaram com um atraso de um ano e meio. O primeiro lançamento ocorreu apenas em 4 de janeiro de 1963: o objeto nº 2 (E-6 nº 1 serviu para testes de solo) entrou com sucesso na órbita da Terra baixa, mas o motor de quarto estágio não deu partida. Um dia depois, o palco superior e a estação queimaram na atmosfera.
Em 3 de fevereiro de 1963, o E-6 No. 3 foi lançado, mas distúrbios significativos surgiram no local de operação do terceiro estágio, e o lançamento do veículo de lançamento foi abortado. Tanto no primeiro como no segundo caso, a imprensa soviética não fez comentários, mas os americanos discutiram vigorosamente um clarão brilhante no céu da região do Havaí, onde o foguete explodiu.
Despejar as “almofadas” do amortecedor, abrindo as “pétalas” e iniciando a operação do ALS na superfície lunar. Do arquivo RGANTD. F. 213. Op. 1-1. D. 86.L. 79
O próximo lançamento ocorreu em 2 de abril de 1963 – o E-6 # 4 entrou com sucesso na rota de vôo e recebeu o nome oficial de “Luna-4”. A imprensa soviética noticiou que “cientistas soviéticos estão trabalhando na tarefa de pousar na lua”, apontando até a possibilidade de voos tripulados! Mas a alegria durou pouco: em 3 de abril, foi descoberto um grande desvio da trajetória real em relação à calculada. O Luna-4 errou o alvo por 8336 km.
O mais triste é que o principal motivo da recusa nunca foi encontrado. Os pequenos problemas identificados foram eliminados por meio de um controle de qualidade de produção mais rígido e, apenas no caso, um sistema de localização de direção de rádio reserva foi adicionado. As melhorias demoraram quase um ano, mas o próximo objeto (E-6 nº 6) nem chegou à órbita de referência: devido à falha de uma das válvulas, a terceira etapa não desenvolveu o empuxo necessário …
Em 20 de abril de 1964, o E-6 No. 5 foi lançado. Uma vez na órbita terrestre baixa, o quarto estágio não funcionou novamente – o comando para ligar o motor falhou. Desta vez, a unidade I-100 ficou sob suspeita: ela foi testada em detalhes, revelando superaquecimento local. O sistema foi “refinado” com a introdução do resfriamento a ar antes do início. As melhorias demoraram quase um ano novamente …
Em 12 de março de 1965, o E-6 # 9 foi lançado. Tendo entrado com sucesso na órbita de referência, a estação novamente ficou presa no limiar da Lua: devido a uma falha no funcionamento da fonte de alimentação, o sistema de ignição do motor de quarto estágio não funcionou. Foi um constrangimento, já que o lançamento foi anunciado com antecedência … Após o acidente, o objeto recebeu o pseudônimo de “Cosmos-60”.
Bloco dissecado do sistema integrado de controle e orientação I-100. Fonte: “Cosmonautics News”, №4, 2016, p.66
A tigela de reivindicações do I-100 transbordou, e o terceiro e o quarto estágios do foguete foram equipados com seus próprios dispositivos giroscópios. Redesenhar o sistema de controle é extremamente problemático e lento, mas, impulsionado por rumores sobre o sucesso dos americanos no desenvolvimento da nova geração do módulo de pouso Surveyor, decidiu-se dar partida na estação E-6 nº 8 com o antigo I- 100 unidades. O lançamento ocorreu em 10 de abril de 1965 e … Desta vez o motor do terceiro estágio foi o culpado: o foguete com toda a sua carga desabou na atmosfera.
E-6 # 10 foi lançado em 9 de maio de 1965. O lançamento ocorreu normalmente, o objeto, tendo recebido o nome de “Luna-5”, dirigiu-se ao alvo ao longo de uma trajetória quase calculada. Mas no dia seguinte, ao realizar a correção, o giroscópio I-100 não teve tempo de aquecer, e a estação começou a girar em torno de seu eixo longitudinal. Após a restauração da orientação, um comando errôneo foi enviado a bordo, o que causou um desvio da trajetória calculada e uma perda de orientação ao longo da vertical local. Além disso, devido a uma falha de navegação, o motor não começou a frear. Em 12 de maio, a estação se tornou o segundo (depois da Luna-2) aparato soviético a alcançar a superfície de uma estrela noturna, colidindo com uma segunda velocidade espacial local.
Em 8 de junho, o E-6 nº 7 saiu da órbita próxima à Terra com sucesso, tornando-se “Luna-6”, mas ao corrigir a trajetória, o motor não desligou no momento certo. A trajetória recebeu enormes distúrbios e, em 11 de junho de 1965, o objeto passou voando pelo alvo a uma distância de 161 mil km. Apesar disso, os demais sistemas funcionaram normalmente, foi possível verificar o sistema de pressurização do amortecedor e a prontidão do equipamento para pouso.
O diagrama (foto de A. Shlyadinsky à direita) permite que você veja os detalhes do ALS “Objeto E-6” (foto do museu Lavochkin NPO à esquerda): a cabeça da câmera na parte superior central da esfera é cercado por quatro antenas chicote (padrões de brilho estão suspensos nelas); o compartimento do instrumento na posição de trabalho é suportado por quatro pétalas dobráveis, que também servem como antenas
⇡#Novo dono
Um dos motivos dos fracassos com os “Lunas” (no entanto, as coisas não foram melhores com o “Vênus” e “Marte”) foi o congestionamento do OKB-1, que na época trabalhava simultaneamente em duas dezenas de tópicos de diferentes direções . Portanto, em 1965, decidiu-se transferir os “interplanetas” automáticos para a Fábrica de Construção de Máquinas Lavochkin. Desde a segunda metade do ano, as empresas trabalham juntas no E-6, e especialistas de Khimki participaram da preparação do lançamento da estação nº 11 junto com colegas de Podlipki.
O lançamento ocorreu no oitavo aniversário do início da Era Espacial – 4 de outubro de 1965 – e foi um sucesso: a estação, já com o nome de Luna-7, seguiu em trajetória de decolagem, fez uma correção intermediária, mas não conseguiu pousar. Ao determinar sua posição no espaço, perdeu sua orientação, o motor não deu partida. Luna-7 repetiu o destino de Luna-5, colidindo com a superfície perto da cratera de Kepler.
O Luna-8 (E-6 No. 12), lançado em 3 de dezembro de 1965, permaneceu meio passo para o sucesso: desta vez, todos os sistemas operaram quase perfeitamente até o início do local de pouso. Uma das “almofadas” do amortecedor, quando pressurizada, foi puncionada de um suporte defeituoso de uma das “pétalas” do ALS. Um jato de gás girou na estação, KTDU-5A funcionou na frenagem por apenas 9 segundos, e mesmo assim com a orientação errada. O Luna-8 caiu no mesmo lugar que o Luna-7.
Flâmulas da URSS, entregues pelas estações “Luna-2” em 1959 e “Luna-9” em 1966. Fonte – https://www.energia.ru/en/news/news-2016/news_09-12.html
Enquanto isso, os americanos estavam “respirando fundo”: começando com os fracassos, eles inesperadamente concluíram com sucesso o programa Ranger, reorientando-o para pesquisar a Lua e estavam se preparando para implementar um pouso suave no projeto Surveyor (para não mencionar o fato de que o programa Saturno-Apollo estava ganhando impulso e ganhando “carne e sangue”). Nossos engenheiros (e políticos) precisavam de sucesso com urgência.
Quando, no final de 1965, a fábrica Lavochkin tornou-se a proprietária total do tema E-6, seu designer-chefe Georgy Nikolayevich Babakin decidiu fazer algumas alterações no design para melhorar a confiabilidade. O dispositivo atualizado recebeu o índice E-6M. E embora sua produção tenha começado em Podlipki, a montagem final e os testes ocorreram em Khimki.
A primeira cópia de vôo do E-6M recebeu a planta interna número 202 (a estação número 201 foi usada para testes de bancada) e foi lançada com sucesso de Baikonur em 31 de janeiro de 1966, 17 dias após a morte de S.P. Korolev. O objeto, chamado “Luna-9”, teve sorte – foi lançado em órbita, foi lançado à Lua e as correções foram feitas normalmente.
A preparação para o pouso e o pouso lunar real foram quase perfeitos, o motor funcionou perfeitamente. Foi realizada uma aterrissagem suave – a primeira da história – em um corpo celeste vizinho! ALS se separou e pousou no ponto com as coordenadas 7 ° 8 ‘N. e 64 ° 22’W. na região do Oceano de Tempestades, a oeste das crateras Reiner e Mari. O objetivo que os cientistas e engenheiros soviéticos perseguiram por mais de cinco anos foi alcançado: a URSS novamente ultrapassou os Estados Unidos na corrida espacial.
Um panorama circular feito pela estação Luna-9. Fonte – https://www.laspace.ru/projects/planets/luna-9/
O dispositivo pousou na borda de uma cratera com diâmetro de 25 m, inclinada 75 ° em relação ao horizonte (então, devido ao afundamento do solo, esse ângulo diminuiu cerca de 5 °) e deu início ao programa. No total, até 7 de fevereiro, a Terra realizou nove sessões de comunicação com ele, tendo recebido três panoramas circulares em diferentes alturas do Sol acima do horizonte, bem como várias imagens separadas da superfície lunar e dados sobre a situação da radiação no local.
⇡#Eles foram os primeiros a saber disso
A história dos primeiros panoramas obtidos de Luna-9 está associada a um escândalo que agora parece engraçado, mas então foi levado muito a sério: o fato é que as primeiras fotos foram publicadas não pela imprensa soviética, mas por … cientistas da o observatório de radioastronomia do Jodrell Bank, propriedade da Universidade de Manchester e localizado em Cheshire, no noroeste da Inglaterra.
Os britânicos consideravam que tinham todo o direito de fazê-lo, já que o próprio lado soviético os informava das frequências de comunicação e atraía seu radiotelescópio de 76 metros para registrar o fato da transmissão dos sinais da lua. Nos dias 3 e 4 de fevereiro, eles assistiram com espanto à mudança na natureza da transmissão. Sabendo que os sinais não estavam codificados, eles presumiram que estavam lidando com o padrão de transmissão Radiofax usado pela mídia mundial para enviar imagens. Tendo emprestado com urgência uma máquina de fax do escritório do Daily Express em Manchester, eles imprimiram os sinais recebidos e … os publicaram (embora com distorções geométricas) antes que os jornais soviéticos pudessem fazê-lo, o que levou a um pequeno incidente diplomático.
O jornal Daily Express publicou as primeiras imagens da Lua antes do Pravda. Fonte: https://kik-sssr.ru/Perehvat.htm
Essa história é bem conhecida e já adquiriu muitos detalhes interessantes, mas por três décadas ninguém sabia que os primeiros a receber uma “foto” de alta qualidade eram oficiais da inteligência americana. Documentos recentemente desclassificados nos Estados Unidos indicam que não apenas os britânicos, mas também analistas da Agência de Segurança Nacional (NSA) e outros serviços especiais, estavam observando o Luna-9.
Logo depois que a sonda soviética atingiu seu alvo, um novo tipo de sinal foi adicionado ao fluxo de telemetria usual. Foi facilmente identificado como uma transmissão foto-fac-símile. No dia 4 de fevereiro, a NSA já descobriu como destacar a imagem (os parâmetros do quadro permaneceram desconhecidos). Ao mesmo tempo, as autoridades insinuaram que “a Casa Branca e o Congresso estão aguardando respostas, e a NSA não está berrando nem parindo”.
Bernard Lowell (à esquerda), diretor do Jodrell Bank Observatory, foi o primeiro a fornecer aos jornalistas imagens sensacionais da superfície lunar, que foram imediatamente publicadas pela mídia mundial. Fonte – https://twitter.com/jodrellbank/status/1247598568493506560/photo/1
Interceptando os sinais, os analistas da NSA notaram uma mudança nas sombras em diferentes partes do panorama devido ao movimento do Sol no céu lunar, e também foram capazes de determinar que, ao longo do tempo, a estação se moveu ligeiramente de sua posição original devido ao deslocamento do solo sob seu peso.
⇡#Resumo
O pouso suave e imagens panorâmicas de alta resolução da superfície lunar foram os resultados mais importantes do vôo Luna-9. Mas junto com isso, outros dados científicos foram obtidos, embora não tão brilhantes, por exemplo, a hipótese de Isaac Asimov de que Selena estava coberta por uma camada multímetro de poeira foi refutada. Sergei Korolev estava certo, que no final de 1964 sugeriu que o solo lunar é uma rocha dura “como pedra-pomes”. A teoria da “escória de meteoro” da estrutura da cobertura externa da Lua, apresentada por cientistas soviéticos, foi confirmada.
Com a ajuda de um contador Geiger, o ALS descobriu a radiação lunar: prótons, elétrons e gama quanta com altíssima energia – partículas penetraram através do corpo metálico da estação (mas mesmo antes de pousar, raios cósmicos primários foram registrados caindo no aparelho de todos lados). No entanto, os cientistas concluíram que “pequenas doses de radiação lunar são seguras para os astronautas que pousarão na superfície de um satélite natural da Terra”.
Pintura de A. Leonov e A. Sokolov “No Oceano das Tempestades”. Fonte – https://present5.com/kosmicheskaya-zhivopis-osvoenie-luny-a-sokolov-im/
⇡#Fontes
1. Artigo “Luna-9” do Anuário da Grande Enciclopédia Soviética de 1967.
2.P.Shubin. “Lua. História, pessoas, tecnologia. ” M., AST Publishing House, 2019.
3. Série E-6 – pouso suave na lua.
4. M. Marov, W. Huntress. “Robôs soviéticos no sistema solar. Tecnologias e descobertas ”, Fizmatlit, 2017.
5. Estação interplanetária automática “Luna-9”.
6. Nave espacial “Luna-9”.
7. Lista de lançamentos para a Lua no século XX.
8. “Luna-9” – voo para o desconhecido.
10. “Pixel tubo quente. Como as câmeras espaciais soviéticas foram organizadas ”.