Las huellas soviéticas en la Luna

Por Daniel Marín, el 16 marzo, 2010. Categoría(s): Astronáutica • Historias de la Cosmonáutica • Luna • Rusia ✎ 33

Ya era hora. Al fin la sonda Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ha fotografiado las sondas soviéticas de recogida de muestras Luna 23 y Luna 24, así como al Lunojod 2 (Luna 21). Las sondas Luna 23 y Luna 24 formaban parte de la serie Ye-8-5 (en cirílico Е-8-5)para recoger muestras del regolito lunar, un intento por parte de la URSS para mitigar el éxito de los Apolo tras el fracaso del programa de aterrizaje tripulado N1-L3. Aunque se lanzaron varias Ye-8-5, sólo tres consiguieron devolver muestras a la Tierra: Luna 16 (101 gramos en septiembre de 1970), Luna 20 (55 gramos en febrero de 1972) y Luna 24 (170,1 gramos en agosto de 1976). Estas naves son hasta el momento las únicas que han traído muestras de la Luna de forma automática. En concreto, ahora podemos ver la etapa de descenso de la Luna 20:



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.



33 Comentarios

  1. Daniel, ¿sobrevive algo de los 300 y pico gramos de muestras que llegaron?
    Luna 15 que estaba en órbita a la vez que Apolo 11, era una sonda de recogida de muestras ¿no?
    Soy un admirador de los vuelos tripulados, pero sombrerazo a los ingenieros de Lavochkin

  2. No se si mejoro la resolucion de la sonda que tomo las fotos o los aparatos sovieticos si que eran grandes, en comparacion con las anteriores fotos que colocaban que ahi esta la apolo XXX y se veia un punto en que supuestamente ahi se habia posado un aparato de Estados Unidos. El primer comentario algo de eso recoje.

  3. Un punto que siempre me ha parecido curioso es el usar compartimentos presurizados en sondas que estarán en todo momento en un ambiente de vacío absoluto (y es aún hoy una tecnología a la que recurren mucho los rusos para sus satélites). Supongo que el mayor problema es el control de temperatura (ventilación), pero … ¿Tan difícil es crear electrónica que pueda operar en el vacío? ¿No serian mas perdurables y baratos si no necesitaran preservar esa presurización?

    Tojeiro

  4. Tojeiro: Me parece que los primeros satélites soviéticos tenían compartimientos presurizados porque se ignoraba cómo afectaría la ingravidez en el funcionamiento de los sistemas, y como disponían de un lanzador sumamente potente para la época (el R-7), pues no se complicaban la vida en plena carrera espacial. En cambio los norteamericanos no disponían de un lanzador con la capacidad del R-7, y tenían que ahorrar peso en sus satélites. Dado que los soviéticos/rusos no cambian fácilmente lo que funciona bien, pues sus satélites sigues teniendo compartimientos presurizados… aunque ahora es una desventaja

  5. @TALSite: las muestras se encuentran a buen recaudo en Rusia, aunque pequeñas cantidades han sido donadas a varias instituciones internacionales, incluyendo la NASA. Sobre el Luna 15 escribí esto: http://danielmarin.blogspot.com/2009/07/recordando-al-luna-15.html

    @Tojeiro @Julio: efectivamente, el diseño presurizado ayuda a garantizar el funcionamiento de los sistemas eléctricos, pero a costa de incrementar el peso y limitar la vida útil del vehículo.

    Saludos.

  6. Daniel me gustaria saber por que no se lanzaron mas Lunojod como el que aparece, el numero 3 si aparentemente estaba ya montado y viendo los exitos del 1 y 2 no me lo explico.
    Tambien me gustaria saber si han aparecido imagenes del proyecto y donde se pueden ver.
    Por ultimo me gustaria saber cuantos fracasos hubo de la serie lunojod.

    Gracias y espero respuestas a estas dudas que tengo.

    Saludos de jorge y por cierto el blog cada dia se supera. Animo Daniel.

  7. Sí, como ya señaló algún otro a ver si son capaces de fotografiar los restos del Apollo XI incluida banderita yankee si hace falta para haber si todos eses conspiranoicos chorras se callan de una vez.
    Muy interesante artículo Daniel. Un saludo.

  8. @Jorge: se lanzaron un total de tres Ye-8, pero el primero (Lunojod nº 201) se destruyó durante el lanzamiento el 19 de febrero de 1969. Además, se construyeron varios modelos técnicos que podían haberse modificado fácilmente para el vuelo. El Lunojod 3 no llegó a volar debido a la pérdida de interés en la Luna tras el programa Apolo.

    Voy a editar el post para poner ésta y alguna otra información adicional.

    Saludos.

  9. Gracias Daniel por la explicacion. Espero que ahora la india y china hagan recapacitar a rusia y se envien nuevos rovers a la luna.
    El año 2013 promete ser de infarto para las misiones lunares: chandrayaan 2 y changeé 3 ambas aterrizaran.
    Sabes donde seran los alunizajes ????

    Saludos Jorge.

  10. Hace ya algun tiempo que se sabia que los rusos estuvieron en la Luna con sus robots teledirigidos, curiosamente en las fotos que enviaban pixel a pixel a la Tierra si se veian las estrellas, tambien se veen que los surcos que dejan los lunojod(840 kg) en la superficie selenita son casi tan profundas como la de los Astronautas de la Nasa( 129 kg)¿ No os parece sorprendente?

    1. “Hace ya algun tiempo que se sabia”…. claro desde q llegaron y lo publicaron en los periodicos ¿no? ¿acaso crees q alguna vez fueron secretos los EXITOS de la URSS? Sobre el envio de imagenes pixel a pixel…. ¿ahora como se envian? en el caso de las sondas de esa epoca lo correcto es decir q se enviaban linea a linea como la tele ( la tele de tubo se entiende.
      Que la profundidad de las pisadas sean iguales en un caso o en otro no me parece demasiao curioso, pueden ser zonas con capas de polvo diferentes sobre un suelo rigido…

    2. Buen aporte. Tiene razon los sovieticos no eran nada opacos a la hora de hablar de sus logros astronauticos, comenzando por el Sputnik 1.
      El tema de la imagen digital con sensores tipo CCD esta a en panyales y las camaras de video tipo vidicon y barrido con fotomultiplicadores eran las la tecnologias utilizadas. Por tanto utilizar el termino “pixel” no es propio para aquella epoca

      Daniel Marin, interesante blog, gracias

  11. Las pruebas de que el hombre no ha podido llegar a la Luna
    estan aqui en el satelite aleman ROSAT http://www.mpe.mpg.de/xray/wave/rosat/gallery/calendar/1991/dec.php
    y en el Satelite CHANDRA http://chandra.harvard.edu/photo/2003/moon/.
    La Luna,sufre,en su superficie,el bombardeo constante de rayos x emitidos por el SOL.
    ¿Como pudieron sobrevivir los astronautas a la mas que probable dosis letal de esos rayos?
    ¿Porque no registró la camara de fotos esos rayos,al igual que hace una radiografia?

  12. Por favor, anónimo, lo siento, pero cualquier mensaje sobre estupideces conspiranoicas de si el hombre llegó o no llegó a la Luna será borrado.

    Por cierto, los rayos X que bombardean la Luna son los mismos que llegan a la ISS, ya que el campo magnético de la Tierra no les afecta. Y ya ves, allí los astronautas están tan felices. ¿O es que la ISS es otra conspiración?

    Por favor, leamos un poquito antes de decir sandeces.

  13. Perdona Daniel que te contradiga, como sabrás la ISS esta bajo la protección del campo magnetico de la Tierra(por eso gira alrededor de ella), concretamente dentro de la ionosfera, por encima de ésta esta la magnetosfera.La Luna no tiene esa proteccion del potente campo magnetico por lo que recibe directamente los rayos x.El que no quieras debatir unas pruebas tan contundentes demuestra que posees poco actitud para el debate. Un saludo

  14. Pues tienes razón, no poseo ninguna actitud para el debate sobre chorradas con trolls interneteros. Como todos los trolls conspiranoicos, no has leído lo que puse en el anterior post: el campo magnético de la Tierra no afecta a los rayos X, que son fotones y, por tanto, no tienen carga eléctrica. Esto es un hecho de física elemental y el mero hecho de que lo menciones como “prueba indiscutible” demuestra que no te has molestado en informarte sobre el tema. Y, como todos los trolls, hablas de “debate” cuando lo único que has hecho es exigir que te den la razón. Por lo tanto, discusión zanjada.

  15. Vuelvo a reiterar tu actitud te desacredita, la ISS esta a menos de 600 km de la superficie de la Tierra¿ Me quieres decir que la ISS recibe la misma cantidad de rayos x que la superficie de la Luna ?¿Insinuas que un astronauta que hace un EVA en la ISS y en la superficie de la Luna recibe la misma radiacion de rayos x?

  16. Querido troll, sí. No sólo lo insinúo, sino que lo afirmo: dejando a un lado los ciclos día-noche (tanto en la Luna como en la órbita baja terrestre, LEO), el flujo de rayos X solares es el mismo en LEO que en la órbita de la Luna. Los rayos X son absorbidos por la atmósfera terrestre y la magnetosfera no juega ningún papel relevante. Si quieres hablar de radiación en el medio interplanetario, los factores claves son el viento solar y los rayos cósmicos (que sí se ven afectados por la magnetosfera), no los rayos X del Sol.

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Por Daniel Marín, publicado el 16 marzo, 2010
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