El programa Luna reúne todas las misiones espaciales automáticas lanzadas por la Unión Soviética a la Luna entre 1959 y 1976 . Veinticuatro sondas espaciales son oficialmente parte de este programa, pero en realidad hubo 45 en total. Quince de estas misiones lograron sus objetivos. Desde el principio, las consideraciones políticas destinadas a demostrar la superioridad del saber hacer soviético sobre el de los Estados Unidos prevalecieron sobre las motivaciones científicas. Cuando desaparezcan las apuestas de la carrera espacial , el programa Lunallega a su fin cuando Estados Unidos dirige su programa de exploración principalmente a Marte y los planetas exteriores del sistema solar .
El programa Luna creó muchas de las primeras técnicas de exploración espacial . Luna 1, lanzada en 1959, es la primera nave espacial que se libera de la atracción terrestre, mientras que Luna 2 (1959) es el primer objeto creado por el hombre que llega al suelo lunar. Luna 3 toma la primera fotografía de la cara oculta de la luna (1959). Luna 9 (1966) es la primera sonda que aterriza sin problemas en la Luna, mientras que Luna 16 (1970) es el primer robot en traer una muestra lunar de regreso a la Tierra. Las misiones Luna 17 (1970) y 21 (1973) superan a los primeros rovers ( rovers ) que viajarán varios kilómetros hasta la superficie de la Luna. Científicamente, incluso si muchas preguntas importantes permanecen sin respuesta al final del programa, el programa Luna como sus homólogos estadounidenses ( Programa Surveyor y Lunar Orbiter, así como el programa Apollo ) han mejorado enormemente nuestro conocimiento de la Luna: composición del suelo lunar. , topografía del lado lejano de la luna, campo gravitacional lunar, evolución de la distancia Tierra-Luna, temperaturas y niveles de radiación ...
El programa implementó sondas espaciales de diferentes tipos ( impactador , orbitador , módulo de aterrizaje , rover , retorno de muestra ). Estos son cada vez más sofisticados a medida que avanza el programa, con una masa que aumenta de 361 kg a casi 6 toneladas para los rovers y los últimos orbitadores. Se utilizaron varios lanzadores, pero todos sufrieron problemas de confiabilidad que son la causa principal de muchas de las fallas de las misiones Luna. Desde la última misión del programa Luna en 1976, la Unión Soviética y Rusia (que sustituyó al programa espacial soviético) no han lanzado más sondas a la Luna.
El lanzamiento del primer satélite artificial , Sputnik 1 , tiene lugar enOctubre de 1957. Pero ya en 1955, mientras el misil balístico intercontinental R-7 Semiorka , que será el primer lanzador de satélites, aún se está desarrollando, el futuro jefe del programa espacial soviético Sergei Korolev planea lanzar una sonda espacial hacia la Luna. este cohete. Según sus cálculos, basta con añadir una etapa adicional al misil para poder lanzar una nave espacial de unos cientos de kilogramos hacia nuestro satélite natural. Korolev escribe para la Academia de Ciencias de la URSS una propuesta de plan para explorar la Luna enAbril de 1957. Esta institución responde favorablemente. Tras el rotundo éxito del Sputnik 1 , Korolev creó dentro de OKB-1 tres nuevas oficinas de diseño dedicadas respectivamente a satélites de telecomunicaciones, misiones tripuladas y desarrollo de sondas espaciales para la Luna. Esta última estructura está bajo la responsabilidad de Mikhail Tikhonravov y Gleb Maximov . Además, el académico Mstislav Keldych elabora un programa que comprende una serie de misiones lunares de complejidad creciente . Este plan prevé:
Esta lista se envía a la Academia de Ciencias y al líder soviético Jruschov . Un decreto formaliza el acuerdo de las autoridades sobre20 de marzo de 1958. Para completar este programa, Korolev debe agregar una tercera etapa a su lanzador R-7 Semiorka . El proveedor oficial de motores de cohetes de Korolev, Valentin Glouchko , incapaz de suministrar el escenario deseado a tiempo, confió su desarrollo a Sémion Kosberg , un recién llegado en el campo de los cohetes, desertor de la aviación. El conjunto formado por la Semiorka y el tercer piso "Block Ye" recibe el nombre en clave 8k72 pero es bautizado como Luna en los lanzamientos oficiales.
Las sondas del programa Luna, que se lanzaron entre 1959 y 1976 , se pueden agrupar en 8 familias numerosas con características muy diferentes. Estos se resumen a continuación:
| Modelo | Tipo | Primer lanzamiento |
Último lanzamiento |
Número de misiones / exitosas |
Lanzacohetes | Masa | Carga útil | Resultados | Observaciones |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ye-1 | Impactador | 23/09/1958 | 9/12/1959 | 6 / 1,5 | Luna | 361,3 kg (Ye-1), 390,2 kg (Ye-1A) | 5 instrumentos científicos | ||
| Ye-2A y Ye-3 | Orbitador | 10/4/1959 | 19/4/1960 | 3/1 | Luna | 278,5 kg (Ye-2A) | 6 instrumentos científicos | ||
| Ye-6 | Lander | 1/4/1963 | 12/03/1965 | 11/0 | Molnia | 1422-1 552 kg | 2 instrumentos científicos | ||
| Ye-6M | Lander | 31/1/1966 | 21/12/1966 | 2/2 | Molnia -M | 1438-1620 kg | 2 ( Luna 9 ) luego 6 instrumentos científicos | ||
| Ye-6S y Ye-6LF | Orbitador | 1/3/1966 | 4/7/1968 | 7/3 | Molnia -M | 1584 - 1.700 kg | 6 a 9 instrumentos científicos | ||
| Ye-8 | Vagabundo | 19/02/1969 | 1/8/1973 | 3/2 | Protón -K | 5660-5 700 kilogramos | 8 a 10 instrumentos científicos | ||
| Ye-8-5 | Devolución de muestra | 14/6/1969 | 9/8/1976 | 3/11 | Protón -K | 5667 - 5.795 kg | 2 instrumentos científicos | ||
| Ye-8-LS | Orbitador | 10/3/1971 | 29/5/1974 | 2/2 | Protón -K | 5.700 kilogramos | 8 instrumentos científicos |
Seis misiones destinadas a estrellarse en la luna, dos de las cuales tuvieron éxito, se lanzaron en 1958 y 1959 utilizando el modelo de sonda Ye-1. En la primavera de 1958, Korolev supo que Estados Unidos, con el que la Unión Soviética había iniciado una prestigiosa carrera , se preparaba para enviar una sonda a la Luna durante el verano como parte del programa Pioneer . Aunque la tercera etapa, que aún no ha volado, no está completamente desarrollada, Korolev está preparando el lanzamiento de una sonda lunar Ye-1 en la fecha programada para el lanzamiento de la sonda estadounidense; la trayectoria calculada por el equipo soviético es más corta y se garantiza que la sonda Korolev llegará antes que la sonda estadounidense. Para este lanzamiento como para todos los siguientes, los estadounidenses anuncian la fecha con anticipación mientras que los soviéticos solo oficializan sus lanzamientos a posteriori y solo si tienen éxito. De este modo se ocultan los fracasos soviéticos, acentuando la impresión de dominio de la astronáutica soviética durante los primeros años de la era espacial. El 17 de agosto, día del lanzamiento, el lanzador estadounidense explotó en vuelo. Korolev decide posponer su propio lanzamiento para mejorar la confiabilidad de su lanzador. El primer lanzamiento de la sonda lunar soviética tiene lugar el23 de septiembrepero falla. Un problema de resonancia hace que el lanzador se desintegre durante el vuelo. El día del segundo intento estadounidense, el11 de octubre, Korolev también tiene un lanzador listo. La tercera etapa del lanzador de la sonda American Pioneer 1 volvió a fallar, pero el cohete soviético que se lanzó inmediatamente volvió a ser víctima del fenómeno de resonancia. El problema se corrige y se realiza un tercer intento en4 de diciembre. El lanzamiento volvió a fallar tras un fallo de la turbobomba que inyectaba oxígeno en la cámara de combustión de la tercera etapa. Los estadounidenses también tienen mala suerte con su lanzador desde sus dos intentos de8 de noviembre y 6 de diciembre también fallar.
En el cuarto intento, el 02 de enero de 1959, el lanzador opera hasta el final y la sonda finalmente logra separarse de la órbita de la Tierra. Pero la trayectoria seguida no es perfecta porque la parada de la segunda etapa, que se controla por radio, se dispara demasiado tarde. La sonda que iba a estrellarse en la Luna pasa a 5.965 km de distancia y se coloca en una órbita heliocéntrica . Por lo tanto, fue un éxito a medias para el equipo de Korolev, pero las autoridades soviéticas, no obstante, se apresuraron a anunciar que la sonda había cumplido perfectamente sus objetivos al lograr tres primeros: separarse de la órbita de la Tierra, sobrevolar a baja distancia la Luna y colocarse en una órbita heliocéntrica. La sonda se llama en ese momento Mechta (sueño en ruso), pero pasará a llamarse Luna 1 un año después . Sus instrumentos permiten descubrir el viento solar . No se descubre ningún campo magnético significativo de origen lunar y el flujo de micrometeoritos resulta ser mucho más débil de lo esperado. Dos meses después, los estadounidenses a su vez lograron sobrevolar la Luna (misión Pioneer 4 ). La sonda lunar soviética está ligeramente modificada (versión Ye-1A) y se lanza en18 de junio de 1959pero el lanzador es víctima de un fallo de uno de sus giroscopios. La12 de septiembre de 1959, el sexto tiro que gana Luna 2 es un éxito total. Por primera vez, un dispositivo hecho por el hombre llega a la superficie de otro cuerpo celeste. La sonda se estrella al este del Mare Imbrium . Todos los instrumentos científicos funcionaron a la perfección y se confirma la ausencia de un campo magnético lunar significativo. Krushchev utiliza esta nueva prueba de la superioridad de la técnica soviética al ofrecer al presidente Eisenhower la15 de septiembre, durante una estancia en Estados Unidos, una réplica de esferas adornadas con símbolos soviéticos que se estrelló en la luna con la sonda.
Las sondas de la serie Ye-1 toman la forma esférica de los primeros satélites Sputnik con un diámetro mayor (80 cm en lugar de 56 cm ) y una masa cuatro veces mayor (361,3 kg para Luna 1 ). La carcasa exterior está hecha de una aleación de aluminio y magnesio . Varias antenas y sensores de instrumentos científicos están fijados en la superficie de la esfera perfectamente pulida. La sonda no tiene ningún medio de propulsión y se estabiliza mediante rotación con una velocidad de 1 revolución cada 14 minutos. El interior de la esfera se llena con nitrógeno presurizado a 1,3 bar; un ventilador agita el gas para mantenerlo a una temperatura entre 20 y 25 ° C aprovechando la presencia de fuentes de calor (electrónica de a bordo) y frío (la cara de la sonda ubicada en la sombra). La energía es suministrada por baterías de zinc - plata . Un transmisor / receptor de radio transmite telemetría y ciencia en banda métrica a una velocidad de 1 kilobit por segundo. La sonda tiene un transmisor de onda corta de emergencia . La carga útil incluye:
Además, la tercera etapa del lanzador lleva una carga de sodio que se libera en la magnetosfera a gran altura.
La Unión Soviética lanzó tres sondas de las series Ye-2 y Ye-3 en 1959 y 1960 para fotografiar la cara oculta de la Luna. 4 de octubre de 1959 : lanzamiento de la Luna 3. El 7 de octubre , la sonda Luna 3 transmite las primeras imágenes del lado lejano de la Luna, que nunca se podrá ver desde la Tierra .
La sonda Ye-2 es mucho más sofisticada que el modelo Ye-1. Incluye un sistema de control de actitud que le permite mantener su orientación en un marco de referencia celeste en una dirección determinada: este dispositivo es necesario para poder mantener el objetivo de la cámara orientado hacia la Luna durante las tomas. El sistema incluye fotocélulas que detectan la presencia de la Luna y el Sol, giroscopios para medir el movimiento y propulsores de gas frío para hacer correcciones de orientación. La sonda se estabiliza mediante rotación durante la mayor parte de su recorrido pero se estabiliza en sus 3 ejes durante la toma de fotografías. La sonda Ye-2 tiene la forma de un cilindro de 95 cm de diámetro y 120 cm de largo con ambos extremos en forma de hemisferio y una protuberancia de 120 cm de diámetro cerca de uno de sus extremos. La parte cilíndrica de la sonda está revestida con células solares. La sonda tiene 6 antenas omnidireccionales, cuatro de las cuales están unidas a la parte superior y dos a la base. El interior de la sonda, lleno de nitrógeno presurizado a 0,23 bar y mantenido a una temperatura inferior a 25 ° C mediante ventilador y radiadores pasivos, contiene el equipo electrónico y en particular la cámara y el sistema de monitorización.Desarrollo de fotografías. La sonda no tiene ningún sistema de propulsión que le permita corregir su trayectoria. La carga útil incluye:
El modelo Ye-3, inicialmente Ye-2F, es una versión del Ye-2 con un rendimiento mejorado en términos de rendimiento de radio y calidad de imagen.
Habiendo cumplido los primeros objetivos marcados por la hoja de ruta inicialmente definida, Korolev necesita un lanzador más potente para las misiones más ambiciosas planeadas a la Luna pero también a Marte y Venus. Después de consultar con el Instituto de Matemáticas Aplicadas para determinar la mejor configuración, se modifica el lanzador Luna existente : se selecciona una tercera etapa más potente (Bloque I) y se agrega una cuarta etapa (Bloque L). El nuevo lanzador, denominado Molniya, puede colocar 1,5 toneladas en una órbita de tránsito a la Luna y una tonelada a Marte. La última etapa se puede volver a encender en el vacío, pero esta innovación será la causa de una gran cantidad de fallas en los lanzadores. El uso del nuevo lanzador se reservó inicialmente para misiones a Marte y Venus en el marco de los programas de Marte y Venera, mientras que la exploración de la Luna se suspendió durante casi 3 años entreAbril de 1960 y Febrero de 1963.
El programa de exploración de la Luna es una vez más una prioridad con el progreso del proyecto de misión tripulada a la Luna. Los soviéticos primero planearon lanzar una sonda orbital, denominada Ye-5, para responder a los intentos estadounidenses en el campo antes de dedicarse al desarrollo de una sonda capaz de aterrizar sin problemas en la superficie lunar (Ye-6) y un orbitador pesado (Ye -7) utilizando las capacidades del cohete Molniya. La sonda Ye-6 aprovecha los avances técnicos de la última generación de sondas marcianas 2MV en términos de arquitectura: separación entre la plataforma y la carga útil y el sistema de navegación. La nueva sonda no se lanza hacia su objetivo, sino que primero se coloca en una órbita terrestre en espera antes de ser impulsada hacia la Luna por la cuarta etapa del lanzador, que se vuelve a encender. Para que la sonda realice un aterrizaje suave en la Luna, cuenta con un motor capaz de cancelar su velocidad con gran precisión justo antes de llegar al nivel de la superficie del suelo lunar. La parte de la sonda que aterriza en el suelo está diseñada para absorber el impacto del aterrizaje y luego proporcionar todas las funciones de apoyo (energía, protección térmica, transmisión de radio) permitiendo el funcionamiento de la instrumentación científica.
El primer lanzamiento de la nueva sonda se lleva a cabo en 4 de enero de 1963pero falla cuando la cuarta etapa de su lanzador no se vuelve a encender en la órbita de la Tierra. Once sondas de la serie Ye-6, cuatro de las cuales son conocidas por el público, Luna 4 a Luna 8, se lanzan entreEnero de 1963y diciembre de 1965, pero ninguno de ellos logró llevar a cabo la misión planeada: cuatro sondas sufrieron falla en el lanzamiento, dos por falla de la cuarta etapa del lanzador en órbita terrestre, la sonda se perdió en dos casos durante el tránsito terrestre - Luna mientras tres chocan contra la superficie de la Luna. Fue un período oscuro para la astronáutica soviética que perdió entre 1962 y 1965 26 sondas espaciales (incluidas las sondas marciana y venusiana) sin registrar un solo éxito. A finales de 1965, Korolev transfirió la responsabilidad del programa de sondas espaciales a la oficina de diseño de Lavotchkine . El ingeniero Gueorgui Babakine , que dirige la oficina, realizó dos modificaciones a la sonda, rebautizada en esta ocasión Ye-6m: los airbags que absorben el impacto en el aterrizaje ahora se inflan después de la secuencia de frenado y se enfoca una nueva versión de la guía. El primer intento de lanzamiento es un éxito. La sonda Luna 9 se lanzó el31 de enero de 1966 surge suavemente en 3 de febrero de 1966a las 18:44:52 UTC y envía las primeras imágenes panorámicas del suelo lunar. Los soviéticos derrotan una vez más a los estadounidenses que logran desembarcar al Agrimensor 1 en2 de junio de 1966en el primer intento después de haber sido retrasado durante mucho tiempo por las desgracias del piso Centaur . La sonda soviética logra tomar y transmitir cuatro panoramas antes de que se agote su batería, la única fuente de energía. Un segundo módulo de aterrizaje del mismo modelo, Luna 10 , fue lanzado el21 de diciembre de 1966 y también logra aterrizar sin problemas.
Las sondas Ye-6 y Ye-6m son prácticamente idénticas. Cada sonda tiene una altura de 2,7 metros e incluye tres subconjuntos alineados entre sí:
El desarrollo de un orbitador lunar con el nombre de Ye-7 había comenzado al mismo tiempo que el del módulo de aterrizaje Ye-6, pero el proyecto había progresado más lentamente. Sin embargo, el progreso del programa competidor American Lunar Orbiter dio un impulso al proyecto, el primer ejemplar del cual se lanzaría a mediados de 1966. Los soviéticos también necesitaban en este momento realizar un reconocimiento fotográfico para prepararse para las misiones espaciales tripuladas lunares. Tras la cancelación de la misión a largo plazo Voskhod 3 programada para celebrar con estilo el 23 ° congreso del Partido Comunista de la Unión Soviética enAbril de 1966, se eligió la primera misión de un orbitador lunar como primer reemplazo espacial. El modelo Ye-7 no estaba listo, por lo que Gueorgui Babakine eligió desarrollar un orbitador en menos de un mes reutilizando el modelo Ye-6 cuyo módulo de aterrizaje fue reemplazado por un módulo presurizado que transportaba instrumentos científicos ya desarrollados. Este nuevo tipo de sonda se llamó Ye-6S. Después de un fallo inicial de lanzamiento el 1 er marzo, Luna 10 fue lanzado el31 de marzo de 1966y consigue situarse en órbita lunar convirtiéndose así en el primer satélite artificial de la Luna. Los estadounidenses lanzaron su primer orbitador cuatro meses después. Después de este primer éxito, se reanudó el trabajo en el Ye-7. Cuando se decidió reutilizar el módulo de propulsión Ye-6, el nuevo módulo pasó a llamarse Ye-6 LF.
La órbita de Luna 10 se había alterado significativamente durante la fase operativa de la sonda por irregularidades imprevistas en la gravedad de la Luna. Un mapa detallado de las variaciones en el campo de gravedad lunar fue esencial para el éxito del programa espacial tripulado lunar soviético. Esta fue la misión asignada a las siguientes dos misiones lunares, Luna 11 y Luna 12 , lanzadas con éxito en respectivamente24 de agosto de 1966 y el 22 de octubre de 1966. El modelo de sonda utilizado, modificado para llevar nuevos instrumentos, se denominó Ye-6 LF. Luna 11 no recopiló ninguna información científica explotable, mientras que los datos proporcionados por Luna 12 demostraron tener una precisión demasiado baja para las necesidades de futuras misiones. Se desarrolló una nueva versión de la sonda llamada Ye-6LS para obtener datos más precisos. Luego de dos fallas que no se hicieron públicas, la sonda Luna 14 se lanzó el7 de abril de 1968 logró entrar en órbita y completar con éxito su misión.
Los tres tipos de sondas utilizadas, Ye-6S, Ye-6LF y Ye-6LS, utilizaron el módulo de crucero del Ye-6 pero, mientras que este módulo se eliminó después de la órbita lunar para el tipo Ye-6S, el Ye-6LF y las sondas tipo Ye-6LS mantuvieron las suyas lo que les permitió realizar ajustes en su orientación para tomar fotografías. Los tres tipos de sonda tenían la particularidad de no contar con paneles solares: su vida útil operativa se basaba en la cantidad de energía disponible en las baterías no recargables. La parte orbital del Ye-6S tenía una masa de 248,5 kg (1,584 kg en total), una longitud de 1,5 metros y un diámetro de 0,75 metros. La sonda lleva 9 instrumentos, 7 de los cuales habían sido desarrollados para el proyecto Ye-7 que fue posteriormente abandonada, pero carecía de una cámara: un tri-axial fluxgate magnetómetro colocado en el extremo de un poste de 1,5 metros, un X - ray espectrómetro bajas energías, un espectrómetro de rayos gamma , un contador de descarga de gas, detectores de iones del viento solar , un radiómetro SL-1, un detector de micrometeoritos , un radiómetro infrarrojo y un experimento de mapeo del campo magnético basado en el seguimiento del camino de la sonda.
Las sondas Ye-6LF y Ye-6LS pesaban con su módulo de crucero entre 1.620 y 1.700 kg para una longitud total de 2,7 metros y un diámetro de 1,5 metros. El Ye-6 LF llevaba una serie de diferentes instrumentos científicos, incluida una cámara de tipo facsímil por duplicado, que había sido probada en el contexto de la misión Zond 3 el año anterior. A la altura de la sonda, la cámara fotografió un área de 25 km 2 con una resolución máxima de 15 a 20 metros. Otros instrumentos fueron un espectrómetro para rayos X de bajas energías, un espectrómetro para rayos gamma , un radiómetro SL-1, detectores de micrometeoritos , un radiómetro ultravioleta para medir las características del área para experimentar la radioastronomía de onda larga, un experimento de mapeo de campo gravitacional basado en sobre el seguimiento de la trayectoria de la sonda y un experimento diseñado para probar la lubricación de las ruedas del futuro vehículo lunar Lunokhod. El tipo Ye-6 LS era idéntico al Ye-6 LF pero incluía un sistema de navegación más preciso que permitía medir mejor el impacto de las variaciones en el campo de gravedad lunar, así como un sistema experimental de comunicaciones por radio destinado al programa espacial tripulado. lunar.
A fines de 1968, los funcionarios de la Unión Soviética notaron que el programa Apolo progresaba rápidamente y que los estadounidenses pronto podrían tener éxito en colocar hombres en la luna. El programa competitivo desarrollado por la Unión Soviética, por otro lado, se quedó muy atrás. Para no perder todo el prestigio adquirido por la astronáutica soviética gracias a los éxitos de la década de 1960, en caso de éxito estadounidense, los soviéticos decidieron desarrollar, en paralelo con el programa espacial lunar tripulado , una misión utilizando una sonda automática que ha con el objetivo de traer una muestra de suelo de la Luna antes que los astronautas de la NASA. La sonda tiene una etapa de descenso encargada de aterrizar en la Luna y un vehículo de retorno encargado de traer la muestra. La etapa de descenso es la del rover Lunokhod en desarrollo (modelo Ye-8). El objetivo es difícil de lograr porque la masa total de la sonda no debe exceder la capacidad del lanzador pesado Proton 8K82K . Además, esta es una misión que requiere éxito en encadenar muchas tareas complejas y los ingenieros soviéticos solo tienen unos meses para desarrollar la etapa de retorno, el sistema de recolección de muestras y la cápsula que debe regresar a la Tierra. Sin embargo, desdeJunio de 1969, una primera copia está disponible para vuelo. El lanzador Proton se ha optimizado para aumentar su capacidad de lanzamiento a la órbita lunar de 5500 a 5880 kg , el peso final de la nueva sonda.
El primer intento tiene lugar en 14 de junio de 1969pero la última etapa del lanzador de protones no se enciende y la sonda vuelve a caer en el Océano Pacífico . La segunda prueba, Luna 15 , se lanza el13 de julio de 1969tres días antes del lanzamiento del Apolo 11 . La sonda orbita la Luna y comienza su descenso al suelo lunar poco después de que lo haya hecho el módulo lunar del Apolo 11. Pero el aterrizaje salió mal y la sonda se estrelló contra Mare Crisium (el Mar de las Crisis). El objetivo principal de la misión ya no se pudo cumplir porque el Apolo 11 trajo de regreso las primeras rocas lunares a la Tierra unos días después. Los siguientes tres intentos que tienen lugar en23 de septiembre de 1969, la 22 de octubre de 1969 y el 6 de febrero de 1970 son todas fallas atribuibles al lanzador de protones.
| Misión | Masa | Año |
|---|---|---|
| Luna 16 | 101 g | 1970 |
| Luna 20 | 55 g | 1972 |
| Luna 24 | 170 gramos | 1976 |
Luna 16 es la primera sonda soviética que aterriza en la Luna y devuelve muestras de suelo lunar a la Tierra (101 g ).
Otras cinco misiones del mismo tipo se lanzaron entre 1971 y 1976, dos de las cuales, Luna 20 y Luna 24, lograron traer una muestra del suelo lunar. Luna 24 es la última misión enviada por la Unión Soviética a la luna.
Las sondas tipo Ye-8-5 incluyen una etapa de descenso coronada por una etapa responsable de traer la cápsula que contiene la muestra de regreso a la Tierra. La masa total de la sonda que sale de la Tierra es de 5880 kg .
La etapa de descenso es prácticamente idéntica a la que se había desarrollado anteriormente para aterrizar el rover Lunokhod en suelo lunar. Las diferencias se referían a la eliminación de las rampas que permitían al rover descender al suelo lunar y la adición del sistema de recolección de muestras de suelo, para las primeras 8 misiones de un par de cámaras de televisión estéreo para filmar el lugar de aterrizaje y la iluminación para aterrizajes nocturnos. Un compartimento toroidal que contenía instrumentación y aviónica para operaciones terrestres sustituyó a las rampas originales y sirvió de soporte para el lanzamiento del vehículo de retorno.
El vehículo de retorno se encuentra por encima del piso de descenso. Esta máquina de 520 kg (245 kg sin combustible) está compuesta por un compartimento de equipo que aloja la aviónica de forma cilíndrica en posición vertical encaramada en las tres esferas que contienen el combustible y el motor cohete principal. Este (KRD-61 Isayev) es del mismo tipo que el motor de la etapa de descenso pero su empuje no es ajustable. Quema una mezcla de ácido nítrico y UDMH y proporciona un empuje de 18,8 kilonewtons durante 53 segundos, lo que genera un delta-V de 2,6 a 2,7 km / s suficiente para escapar de la atracción de la Luna.
La cápsula que contiene la muestra es la única parte de la sonda que regresa a la Tierra. Se trata de una esfera de 50 cm de diámetro que pesa 34 kg recubierta de un material ablativo que protege su contenido del calor en el momento de la reentrada atmosférica que se produce a una velocidad de 11 km / s . La cápsula sufre una desaceleración de hasta 315 g . La cápsula utiliza un sistema de paracaídas para cancelar su velocidad final antes de aterrizar en el suelo: un paracaídas piloto con un área de 1,5 m 2 es seguido por el paracaídas principal de 15 m 2 .
Desde principios de la década de 1960, la oficina de diseño de Sergei Korolev comenzó a estudiar un vehículo de motor a control remoto capaz de moverse sobre la superficie de la Luna . Pero el proyecto del rover lunar no comenzó realmente hasta agosto de 1964, cuando los líderes de la Unión Soviética decidieron asumir el desafío estadounidense del programa Apolo y desarrollar un programa lunar tripulado soviético . En este nuevo contexto, el papel asignado al futuro rover lunar es realizar operaciones de reconocimiento para preparar el aterrizaje de cosmonautas en suelo lunar. El rover llamado Lunokhod, es decir lunar walker en ruso , está desarrollado por la empresa Lavotchkine que ha unido fuerzas para el chasis con la oficina de diseño de la empresa VNII Transmash en Leningrado especializada en la fabricación de tanques de asalto para el Ejército Rojo. . El rover es depositado en el suelo de la Luna por un módulo de aterrizaje . La sonda espacial, compuesta por el rover y el módulo de aterrizaje, será lanzada por un cohete Proton en desarrollo, coronado por una etapa del Bloque D responsable de inyectar la máquina hacia la Luna.
El conjunto formado por este escenario y el rover tiene una masa total de entre 5.660 y 5.700 kg, de los cuales alrededor de 800 kg son para el rover. El rover consta de un bastidor con 8 ruedas de 51 cm de diámetro sobre el que se monta una estructura presurizada en forma de maceta que se cubre con una "tapa removible" que sirve de soporte para las células de un panel solar y cubre un radiador. .termal. El conjunto tiene 1,35 m de alto , 1,7 m de largo (2,22 m en las ruedas) y 2,15 m de ancho en la tapa. La parte presurizada contiene en particular la aviónica, la electrónica de los instrumentos científicos y las baterías. Los sensores de los instrumentos científicos y varias cámaras que se utilizan, entre otras cosas, para pilotar el rover, están adheridos a los lados de la parte presurizada. Las antenas de telecomunicaciones sobresalen de la parte superior. El rover tiene diez instrumentos científicos. El rover está diseñado para soportar tres noches polares, o unos tres meses. El rover, que puede subir pendientes del 20%, está pilotado por un equipo de cinco operadores que desde la Tierra utilizan las imágenes proporcionadas por las cámaras de televisión para enviar comandos con un ligero retraso.
El módulo de aterrizaje se encarga del tránsito entre la Tierra y la Luna y logra un aterrizaje suave. Tiene rampas de aterrizaje que son utilizadas por el rover, colocadas sobre el módulo de aterrizaje, para desembarcar en suelo lunar. El tren de aterrizaje tiene un solo motor cohete cuyo empuje se puede modular entre 7,4 y 18,8 kilonewtons y dos juegos de tanques, uno de los cuales se suelta antes de iniciar el descenso. El módulo de aterrizaje hace correcciones de trayectoria durante el tránsito de la sonda entre la Tierra y la Luna, luego inyecta la sonda en una órbita cuyo perigeo se encuentra a 15 km por encima de la zona de aterrizaje. Llegado por encima de él, cancela la velocidad orbital y luego realiza un descenso vertical hacia el suelo lunar sobre el que aterriza suavemente reduciendo la velocidad vertical durante los últimos 600 metros.
Todas las sondas de este tipo forman el modelo Ye-8 en la nomenclatura del programa Luna.
Se lanzaron tres misiones con un rover Lunokhod. La19 de febrero de 1969, la sonda que transportaba el primer rover sufrió una falla en el lanzador Proton. La segunda misión no se llevó a cabo hasta 20 meses después porque se dio prioridad a las misiones de retorno de muestra. Es solo después del éxito de una misión de este tipo ( Luna 16 ) que el10 de noviembre de 1970el rover Lunokhod 1 como parte de la misión Luna 17 . La misión sale a la perfección y el rover logra cubrir 10,5 km en un período de 10 meses, tomando numerosas fotografías y estudios científicos. La misión Luna 21 a bordo del rover Lunokhod 2 se lanzó el8 de enero de 1973. Aquí, de nuevo, la misión se lleva a cabo de forma nominal: el rover viaja 37 km y sobrevive durante 5 meses. Se construye un cuarto rover, pero finalmente no se lanza.
Panel de control Lunokhod 1 (1).
Panel de control Lunokhod 1 (2).
Primer plano de las ruedas de un modelo Lunokhod 2.
El modelo Ye-8 utilizado para el vehículo lunar y la sonda de retorno de muestra también hizo posible el desarrollo de un orbitador pesado. Este modelo llamado Ye-8LS está diseñado para tomar fotografías de alta resolución de la superficie de la Luna y estudiar la composición de su suelo con el fin de seleccionar los lugares de aterrizaje para misiones tripuladas. Un segundo objetivo es determinar el nivel de radiación para evaluar los riesgos que corre una tripulación humana. Finalmente, el seguimiento de la órbita de las sondas debería permitir afinar el mapeo del campo gravitatorio realizado por Luna 14. Dos son lanzados y ambos cumplen sus objetivos. Luna 19 lanzado el28 de septiembre de 1971 se coloca en 3 de octubreen una órbita circular de 2 horas a 140 km de altitud con una inclinación de 41 °. Su perigeo se baja a los pocos meses para tomar fotografías de alta resolución. La misión se detiene en3 de octubre de 1972. Luna 22 se lanza en29 de mayo de 1974y se coloca en una órbita ligeramente elíptica de 219 x 221 km con una inclinación de 19,6 °. Se realizan numerosas correcciones de órbita durante la misión para optimizar el funcionamiento de los instrumentos. El perigeo a veces se baja hasta 25 km para tomar mejores fotografías. La2 de septiembre de 1974, la reserva de combustible utilizada para las correcciones de actitud se ha agotado, pero los equipos de tierra mantienen contactos esporádicos hasta que Noviembre de 1974.
El modelo Ye-8 LS con una masa de 5,7 toneladas utiliza el módulo de aterrizaje del rover lunar al que se asocia un módulo presurizado en forma de cilindro aplanado que contiene los instrumentos científicos. La carga útil incluye en particular una nueva cámara de barrido lineal que permite un campo óptico de 180 ° con una resolución de 100 metros a una altitud de 100 km en la dirección de desplazamiento de la sonda y una resolución de 400 metros perpendicular a ella. Otros instrumentos científicos fueron un espectrómetro de rayos gamma para medir la composición de la superficie lunar, un altímetro , un detector de micrometeoritos , un magnetómetro , un experimento de radio ocultación, detectores de radiación y un experimento de mapeo del campo gravitacional basado en el seguimiento de la trayectoria del Investigacion. Luna 22 llevó una cámara adicional, así como experimentos tecnológicos destinados en particular a probar el comportamiento de los lubricantes en el espacio.
Los éxitos de los rovers Lunokhod y las misiones de retorno de muestras entre Septiembre de 1970 y Junio de 1973había llevado a los medios de comunicación soviéticos a especular sobre futuras misiones soviéticas. Entre estos estaban:
Durante este período se hicieron planos detallados de un rover colector llamado Sparka. La empresa Transmash está estudiando un pesado Lunokhod de 4,7 metros de largo y 4,3 metros de ancho capaz de realizar viajes muy largos. Pero estas especulaciones llegan a un abrupto final enJunio de 1973. A partir de esa fecha, los rovers solo se mencionan en los medios de comunicación para las misiones marcianas. Los medios ahora son solo breves relatos del progreso de las misiones lunares después de esta fecha (limitándose a las misiones exitosas: Luna 22 y Luna 24 ). Este cambio de rumbo parece haber sido provocado en el verano de 1973 por funcionarios soviéticos que habrían tomado la decisión de poner fin al programa Ye-8 una vez que se hubieran lanzado las sondas espaciales ya ensambladas para esa fecha. Sin embargo, Lunakhod 3 y Luna 25 aún completados en el momento de este cierre no se lanzarán y se transferirán al museo Lavotchkine. Cuando la última misión Luna, Luna 24, trajo la muestra de suelo a la Tierra el 22 de agosto de 1976, no hubo ningún anuncio oficial que anunciara el final del programa Luna.
Para el académico Mstislav Keldysh , una figura importante de la astronáutica soviética, la URSS ya no debería guiarse por la competencia con los Estados Unidos en la definición de su estrategia para explorar el sistema solar. La URSS se centraría en las áreas en las que había demostrado su experiencia, es decir, la exploración de Venus. Durante las próximas dos décadas, la mayor parte del programa de exploración del sistema solar se centrará en este planeta a través de los programas Venera y Vega .
Científicamente, aunque muchas preguntas importantes siguen sin respuesta al final del programa, el programa Luna, al igual que sus homólogos estadounidenses, ha avanzado mucho en nuestro conocimiento de la Luna. Los principales resultados son los siguientes:
Los líderes de la Unión Soviética en todo el programa espacial soviético cultivaron el secreto y encubrieron las malas noticias tanto como pudieron. El lanzamiento de una misión interplanetaria / lunar no se anuncia hasta que la sonda haya logrado alejarse de la atracción terrestre. Cuando la órbita falla, el lanzamiento no se formaliza (anotado en la tabla a continuación con un sufijo de letra como Luna 1A). Si la órbita tiene éxito pero la sonda no logra salir de la órbita terrestre, la sonda se clasifica en la familia de satélites Cosmos con un programa vago (por ejemplo, Cosmos 60). Como resultado, más de la mitad de las misiones del programa Luna no se conocerán hasta después de la apertura del régimen en la década de los noventa.
| Misión | Fecha de lanzamiento | Tipo de misión | Modelo de sonda | Resultados |
|---|---|---|---|---|
| Luna 1A | 23/09/1958 | Impacto lunar | Ye-1 | Fallo de lanzamiento ( 1 st etapa) |
| Luna 1B | 10/11/1958 | Impacto lunar | Ye-1 | Fallo de lanzamiento ( 1 st etapa) |
| Luna 1C | 12/4/1958 | Impacto lunar | Ye-1 | Lanzamiento fallido ( piso 2 e ) |
| Luna 1 | 1/2/1959 | Impacto lunar | Ye-1 | Fallo parcial del vuelo de la Luna a una distancia de 5.955 km |
| Luna 2A | 18/6/1959 | Impacto lunar | Ye-1A | Lanzamiento fallido ( piso 2 e ) |
| Luna 2 | 9/12/1959 | Impacto lunar | Ye-1A | Éxito. Primer objeto hecho por el hombre en el suelo de la luna |
| Luna 3 | 10/4/1959 | Órbita circunlunar | Ye-2A | Primeras fotos de la cara oculta de la luna |
| Luna 3A | 15/4/1960 | Órbita circunlunar | Ye-3 | Error al iniciar (piso superior) |
| Luna 3B | 19/4/1960 | Órbita circunlunar | Ye-3 | Fallo de lanzamiento ( 1 st etapa) |
| Spoutnik 25 ( pulgadas ) | 1/4/1963 | Lander | Ye-6 | Falla. La sonda no deja la órbita terrestre. |
| Luna 4A | 03/02/1963 | Lander | Ye-6 | El lanzador no sigue la trayectoria programada |
| Luna 4 | 4/2/1963 | Lander | Ye-6 | Falla. Volando sobre la luna a una distancia de 833 km |
| Luna 5A | 21/3/1964 | Lander | Ye-6 | El lanzador de última etapa no alcanza la órbita deseada |
| Luna 5B | 20/4/1964 | Lander | Ye-6 | La cuarta etapa del lanzador no se enciende. |
| Cosmos 60 (pulgadas) | 3/12/1965 | Lander | Ye-6 | La sonda no deja la órbita terrestre |
| Luna 5C | 4/10/1965 | Lander | Ye-6 | El lanzador de última etapa no alcanza la órbita deseada |
| Luna 5 | 5/9/1965 | Lander | Ye-6 | La sonda se estrella en el suelo lunar |
| Luna 6 | 6/8/1965 | Lander | Ye-6 | La sonda pasa de la Luna a una distancia de 159.000 km |
| Luna 7 | 4/10/1965 | Lander | Ye-6 | La sonda se estrella en el suelo lunar |
| Luna 8 | 12/03/1965 | Lander | Ye-6 | La sonda se estrella en el suelo lunar |
| Luna 9 | 31/1/1966 | Lander | Ye-6M | Primer aterrizaje suave y primera foto tomada desde la superficie de la Luna |
| Cosmos 111 ( pulgadas ) | 1/3/1966 | Orbitador | Ye-6S | La sonda permanece atascada en la órbita terrestre |
| Luna 10 | 31/3/1966 | Orbitador | Ye-6S | Primer orbitador, operativo hasta el 30/05/1966 |
| Luna 11 | 24/8/1966 | Orbitador | Ye-6LF | Operativo hasta 31/10/1966 |
| Luna 12 | 22/10/1966 | Orbitador | Ye-6LS | Fotos tomadas desde la órbita lunar |
| Luna 13 | 21/12/1966 | Lander | Ye-6M | Ensayo de la misión Luna 9 |
| Cosmos 159 | 17/4/1967 | Orbitador | Ye-6LS | Va a la órbita terrestre incorrecta |
| Luna 14A | 7/02/1968 | Orbitador | Ye-6LS | Fallo de la tercera etapa del lanzador. |
| Luna 14 | 4/7/1968 | Orbitador | Ye-6LS | Mapeo detallado de la luna, medición del campo gravitatorio, prueba del futuro sistema de telecomunicaciones |
| Luna 15A | 19/02/1969 | Rover lunar | Ye-8 | Problema con la cubierta del lanzador |
| Luna 15B | 14/6/1969 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | Error al iniciar (Bloque D del lanzador Proton K) |
| Luna 15 | 13/7/1969 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | La sonda se estrella en el suelo lunar |
| Cosmos 300 ( pulgadas ) | 23/09/1969 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | La sonda no deja la órbita terrestre |
| Cosmos 305 ( pulgadas ) | 22/10/1969 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | La sonda no deja la órbita terrestre |
| Luna 16A | 6/2/1970 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | La sonda se estrella en el suelo lunar |
| Luna 16 | 9/12/1970 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | Una muestra de suelo de 101 g está de vuelta en la Tierra |
| Luna 17 | 11/10/1970 | Rover lunar | Ye-8 | El rover Lunokhod 1 opera hasta el 14/9/1971, recorre 10,5 km |
| Luna 18 | 9/2/1971 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | La sonda se estrella en el suelo lunar |
| Luna 19 | 28/9/1971 | Orbitador | Ye-8LS | Funciona hasta el 3/10/1972 |
| Luna 20 | 14/02/1972 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | Una muestra de suelo de 55 g se devuelve a la Tierra. |
| Luna 21 | 1/8/1973 | Rover lunar | Ye-8 | El rover Lunokhod 2 opera hasta el 3/7/1973, recorre 37 km . |
| Luna 22 | 29/5/1974 | Orbitador | Ye-8LS | Funciona hasta el 9/2/1975 |
| Luna 23 | 28/10/1974 | Devolución de muestra | Ye-8-5 | El taladro está dañado; no se devuelve ninguna muestra. |
| Luna 24A | 16/10/1975 | Devolución de muestra | Ye-8-5M | Falla |
| Luna 24 | 9/8/1976 | Devolución de muestra | Ye-8-5M | Se devuelve a la Tierra una muestra de 170,1 g |