La etapa de descenso KT de la sonda soviética Luna 20 vista por la LRO en 12° 45' N, 62° 12' E. El apéndice superior de la sombra corresponde al brazo de recogida de muestras (NASA).
Las etapa de descenso KT vista en la imagen anterior, con el brazo de recogida de muestras.
Imágenes de la superficie lunar captadas por la Luna 20, la única sonda Ye-8-5 que transmitió fotos de la superficie lunar (Ted Stryk/IKI).
...y de la Luna 24, que -viendo las imágenes de la LRO- es ahora evidente que alunizó (12° 45' N, 62° 12' E) en la parte exterior de un cráter del Mare Crisium:
La etapa de descenso de la Luna 24 junto a un cráter (NASA).
La LRO también ha fotografiado a la malograda Luna 23, que aterrizó a sólo 2400 metros de la Luna 24 el 6 de noviembre de 1974. Debido a un fallo del radar Doppler DA-018, el alunizaje no pudo llevarse a cabo correctamente y la sonda impactó contra el suelo al doble de la velocidad prevista (11 m/s frente a 5 m/s) y con una inclinación de 10º-15º, dañando el dispositivo de recogida de muestras y despresurizando el vehículo, por lo que no pudo completar su misión -aunque fue capaz transmitir datos durante varios días-. Se trata de la única sonda Luna que se encuentra intacta con la etapa superior en la superficie lunar. Viendo las imágenes del LRO, podemos observar que también aterrizó en el abrupto terreno correspondiente al borde de un cráter:
Zona de aterrizaje de las Luna 23 y Luna 24 (NASA).
Detalle de la Luna 23 (NASA).
Las Ye-8-5, construidas por la oficina de diseño de Lávochkin bajo las órdenes de Georgi Babakin y con una masa de 5795 kg, constaban de dos partes: una etapa de descenso KT para posarse en la Luna y una etapa de ascenso con una pequeña cápsula esférica para las muestras.
La Ye-8-5 con la etapa de descenso KT y la etapa superior con la cápsula para las muestras.
La etapa KT (корректирующе-тормозной модуль, "módulo corrector y de frenado") tenía cuatro metros de diámetro, cuatro tanques de hidrazina (UDMH) y cuatro de ácido nítrico. Cuatro de los tanques se expulsaban antes del alunizaje. Incorporaba un motor principal KTDU-417 (11D417) de 18,9 kN y 314 segundos de impulso específico fabricado por la OKB de Isayev, así como varios motores de actitud mediante gas y dos para el alunizaje suave (de 2,06-3,43 kN), con dos toberas situadas a cada lado del motor principal. La etapa incluía dos antenas omnidireccionales para comunicaciones en 922 y 768 MHz. Sobre los tanques estaba situado un compartimento anular con la instrumentación y la aviónica. La etapa de ascenso (RYe-85) medía dos metros de altura y tenía una masa de 520 kg, de los cuales 245 kg eran propergoles.
Etapa de ascenso de la Ye-8-5 (NPO Lavochkin).
La etapa de descenso sería equipada con un brazo de 90 cm de longitud que llevaría un taladro en el extremo. El brazo recibía el nombre de GZU (грунтозаборное устройство, ГЗУ), "sistema de recogida de muestras", y estaba diseñado por la OKB de Vladímir Barmin, encargado de la construcción de las rampas de lanzamiento de cohetes soviéticos. En versiones posteriores, serie Ye-8-5M (Luna 23 y Luna 24) el brazo sería sustituido por el curioso mecanismo móvil LB09 con capacidad para excavar hasta 2,3 m de profundidad. Tras capturar algunos gramos del suelo lunar, el brazo se elevaría e introduciría las muestras en una pequeña cápsula, de 50 cm de diámetro y 36 kg, situada en la parte superior de la etapa de ascenso.
Detalle del taladro y el receptáculo para las muestras en la cápsula (Novosti Kosmonavtiki).
Para despegar desde la Luna, la etapa incorporaba un motor hipergólico S5.61 de 1850 kgf de empuje. El motor se alimentaba de tres depósitos de combustible esféricos, de 67 cm de diámetro el central y 57 cm los laterales. La trayectoria era ajustada mediante cuatro vernier de 70 kgf. Encima del tanque esférico principal se encontraba un segmento cilíndrico de 56 cm de diámetro con la aviónica, baterías, dos giróscopos y el sistema de telemetría (101,965 MHz y 183,537 MHz). Encima del cilindro estaba situada la cápsula, que estaba dividida en tres compartimentos: el primero incluía dos paracaídas, uno de frenado (1,5 m2) y el principal (10 m2), así como dos airbags para facilitar su expulsión. El segundo compartimento incorporaba el radiofaro para ayudar a su localización (121,5 y 114,167 MHz), alimentado por una batería de plata-cinc de 4,8 Ah. La tercera sección de la cápsula era el segmento cilíndrico para acomodar las muestras. La etapa despegaría verticalmente desde la superficie (la trayectoria no podía desviarse más de 25º respecto a la vertical), alcanzando una velocidad de 2,7 km/s y poniendo rumbo directo a la Tierra. Tras el despegue, el motor y los tanques de combustible se separarían. El cilindro y la cápsula se dirigirían a la Tierra rotando lentamente sobre su eje sin posibilidad de poder cambiar su trayectoria. Tres días después, la cápsula reentraría en la atmósfera y aterrizaría en Kazajistán.
Cápsula del Luna 20 (Novosti Kosmonavtiki/IKI).
Interior de la cápsula.
Núcleo para las muestras dentro de la cápsula (Novosti Kosmonavtiki).
Sistema de recogida de muestras en el Luna 24 y Luna 23, sin el tradicional brazo (NPO Lavochkin).
Despegue de la etapa de ascenso (A. Sokolov).
La etapa de ascenso se dirige a la Tierra.
Trayectoria de una Ye-8-5.
Las sondas Ye-8-5 empleaban un esquema muy similar al usado por el módulo lunar del Apolo. Primero, la sonda entraba en una órbita lunar a unos 100 km de altura y un periodo de unas dos horas. Después de efectuar las correcciones oportunas y medir con precisión la trayectoria de la nave, se encendía el motor principal KTDU para alcanzar otra órbita con un perilunio de 15-21 km situado sobre la zona de aterrizaje y un apolunio de 100 km. Durante el día siguiente a esta maniobra se efectuaban los ajustes del radar Doppler DA-018 y el altímetro Vega, imprescindibles para el aterrizaje. La maniobra final consistía en el encendido del motor durante unos 5-6 minutos para sacar a la sonda de su órbita y descender hacia el lugar previsto. A 1800 km de altura (±500 km) la velocidad de la sonda sería nula y entonces empezaría una caída libre durante 40-45 segundos hasta los 760-700 m, momento en el que se volvería a encender el motor según las órdenes del radar Doppler. A 20 metros de altura y con una velocidad de 2 m/s, éste se apagaría otra vez y el descenso se completaría con los motores de maniobra vernier, que se apagarían a 2-3 m cuando la nave detectase la presencia del terreno gracias al sensor de rayos gamma Kvant-2, asegurando así una velocidad vertical de unos 5 m/s durante el alunizaje para evitar que la sonda rebotase en la baja gravedad lunar. Todas las sondas Ye-8-5 aterrizaron entre los 56º y 62º de longitud este, para permitir así una trayectoria de retorno a la Tierra sin emplear maniobras de corrección y, por tanto, sin la necesidad de incluir un sistema de guiado en la etapa superior.
Además de las Ye-8-5, podemos ver las huellas dejadas por el Lunojod 2 en la superficie lunar hace 37 años:
Las huellas del Lunojod 2 (NASA).
Gracias a las imágenes, podemos ver el lugar exacto en el que se encuentra el Lunojod 3, cuya localización precisa era una incógnita desde que terminó prematuramente su misión:
El Lunojod 3 en su lugar de descanso final (NASA).
Detalle de la ruta del Lunojod 2 que podemos comparar con la fotografía de la LRO (Phil Stooke/NASA).
Recorrido del Lunojod 2 (Phil Stooke/NASA).
El Lunojod 2 era parte del proyecto Ye-8, anterior al Ye-8-5, cuyo objetivo inicial era ayudar a los cosmonautas en la exploración de la Luna y servir de vehículos de transporte en caso de emergencia. Las sondas Ye-8 incorporaban la misma etapa de descenso que las Ye-8-5 y, en vez de una etapa de ascenso, transportaban como pasajero al Lunojod, que podía descender a la superficie lunar gracias a dos rampas desplegables. Se construyeron varios Lunojod, pero sólo fueron lanzados dos con éxito: el Lunojod 1 (Luna 17, lanzado el 17 de noviembre de 1970) y el Lunojod 2 (Luna 21, lanzado el 11 de enero de 1973). El primer Lunojod (Ye-8 Nº 201) se destruyó durante el despegue el 19 de febrero de 1969. El Lunojod 2 (Ye-8 Nº 204) tenía un aspecto de bañera presurizada con unas dimensiones de 170 x 160 cm y una altura de 135 cm. Su masa era de 840 kg y disponía de ocho ruedas, cada una de ellas con su propio motor eléctrico, suspensión y sistema de frenado. Durante el día lunar (dos semanas) utilizaba la energía proporcionada por los paneles solares de la parte superior, mientras que permanecía en hibernación durante la noche gracias a un RTG de polonio-210 que permitía mantener la temperatura estable en el interior del vehículo. Aterrizó en las cercanías del cráter Le Monnier (25,85º N, 30,45º E) y funcionó durante unos cuatro meses (hasta el 4 de junio de 1973), recorriendo en ese tiempo 37 km. El Lunojod 2 era controlado desde la Tierra por control remoto gracias a un grupo de teleoperadores que habían recibido un entrenamiento muy exigente. Contaba con tres cámaras de televisión para investigar la superficie lunar y permitir su conducción, así como cuatro telefotómetros que actuaban con cámaras panorámicas. Llevaba además un magnetómetro, un experimento de fluorescencia de rayos X y un retrorreflector láser, entre otros instrumentos. Al igual que las sondas Ye-8-5, eran lanzadas gracias a un cohete Protón-K (8K82K) -construido por la oficina de Cheloméi- empleando una etapa superior Blok-D de la OKB-1 de Korolyov diseñada para el programa N1-L3 y Zond/L1.
Lunojod 2 (Luna 21, 1973).
Un Lunojod siendo preparado para su lanzamiento con un Protón-K.
Configuración de lanzamiento del Lunojod.
El Lunojod 3, muy similar al Lunojod 2, nunca llegó a volar (Novosti Kosmonavtiki).
Detalle de las ruedas (Novosti Kosmonvatiki).
Esta pequeña rueda servía para calcular la distancia recorrida (Novosti Kosmonavtiki).
El Lunokhod 2 viajaba sobre la etapa KT.
La etapa de descenso KT con los tanques de combustible extras que se desprendían antes del aterrizaje (Novosti Kosmonavtiki).
La etapa KT de descenso del Lunojod 2 en la Luna (IKI).
Panoramas del Lunojod 2.
Es realmente emocionante saber que estos ingenios, fruto del trabajo y el esfuerzo de miles de personas, todavía permanecen en la superficie lunar como testigos de la capacidad de exploración de la humanidad.
Actualización 17-3:
Además del Lunojod 2, la LRO ha podido captar a su hermano Lunojod 1 (Luna 17) en las planicies del Mare Imbrium (38.32507º N, 324.9949º E). Lo gracioso del caso es que se aprecia claramente en unas imágenes tomadas el pasado noviembre y han tenido que ser dos científicos rusos (Sasha Basilevsky y Albert Abdrakhimov) los "descubridores" de la situación de esta nave:
El Lunojod 1 en la superficie selenita (NASA)
También hemos descubierto su etapa KT, en la que se puede apreciar las rampas de descenso y las huellas de nuestro robot lunar favorito:
La etapa de descenso del Luna 17 con las huellas del Lunojod 1 (NASA).
Ruta del Lunojod 1 (NASA/planetology.ru).
Detalle de la etapa de descenso del Lunojod 1.
Panoramas del Lunojod 1.
Lunojod 1 (Luna 17, 1970).
Recorrido del Lunojod-1 en el Mare Imbrium.
En esta imagen podemos ver la ruta entera, de unos 10 km, del Lunojod 1.
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