Una pequeña cápsula esférica desciende colgada de un paracaídas por el cielo de la estepa kazaja. Viéndola es casi imposible imaginar que hace apenas unos minutos estaba atravesando las capas altas de la atmósfera terrestre a la enorme velocidad de 11 km/s. Gracias a la trayectoria que llevaba, la cápsula se frenó rápidamente, sufriendo una brutal deceleración de más de trescientos g que habría hecho papilla a cualquier ser humano. Pero dentro no hay cosmonautas. Su lugar lo ocupan 105 gramos de polvo y rocas que vienen nada más y nada menos que de la Luna. Son las 03:26 UTC del 24 de septiembre de 1970 cuando la cápsula con su cargamento alienígena toca el suelo, a unos 80 kilómetros al sureste de la ciudad de Dzhezkazgán.

La cápsula es parte de la sonda Ye-8-5 n.º 406, más conocida por todo el mundo como Luna 16. Por supuesto, no son las primeras muestras lunares que llegan a la Tierra. Las tripulaciones de los Apolo 11 y Apolo 12 ya habían regresado con una gran cantidad de rocas y regolito lunar. Pero sí es la primera vez que una sonda automática logra semejante hazaña. Llegar hasta aquí no ha sido fácil. La Unión Soviética ha necesitado seis intentos para lograrlo, pero al final lo ha conseguido. Las cinco misiones previas de sondas de tipo Ye-8-5 terminaron todas en fracaso, cuatro de ellas por culpa de fallos del lanzador Protón-K durante el despegue. Solo la Luna 15 (Ye-8-5 n.º 401) llegó a nuestro satélite —curiosamente justo casi al mismo tiempo que Armstrong y Aldrin pisaban nuestro satélite—, pero se estrelló sobre la superficie.

Para la URSS el éxito de la Luna 16 era necesario con el fin de poder salvar la cara tras la humillante derrota de la carrera lunar. La Unión Soviética mantenía entonces un programa tripulado para poner un cosmonauta sobre la Luna, el N1-L3, y otro para enviar una nave tripulada alrededor de la Luna, el L1. Pero en 1970 ambos programas estaban muertos de facto y solo se mantenían por inercia. Después del Apolo 11, la URSS negó una vez más su intención de explorar la Luna con seres humanos e insistió que su objetivo era usar naves automáticas, más baratas y sencillas. Para poder avalar esta «teoría de la conspiración» particular, la Unión Soviética necesitaba sacar adelante dos programas de sondas automáticas, las Ye-8 y Ye-8-5 (Е-8 y Е-8-5 en cirílico). Las Ye-8 serían los famosos Lunojod, mientras que las Ye-8-5 tenían como objetivo traer muestras de la Luna a la Tierra. Como el primer Lunojod que alunizó con éxito lo hizo después de la Luna 16, muchos analistas occidentales pensaron que ambos programas, aunque relacionados, habían nacido al mismo tiempo para ofrecer una respuesta al programa Apolo. En realidad, el programa de sondas Ye-8 había surgido mucho antes, en 1965, como un elemento más de una serie de naves destinadas a explorar la Luna. De hecho, los Lunojod de las misiones Ye-8 —originalmente denominados sondas L2— nacieron como parte del programa tripulado N1-L3, no como una alternativa a este. Efectivamente, su objetivo era reconocer el terreno y guiar el alunizaje del módulo lunar LK usando radiofaros. Incluso se concibió para poder transportar al único cosmonauta de una zona a otra de la superficie.

El programa Y-8-5 de retorno de muestras fue formalmente aprobado por el MOM (Ministerio de Maquinaria General, más conocido como «ministerio del espacio») el 23 de enero de 1968 de entre muchas propuestas para adaptar la tecnología de las sondas Ye-8 a otros fines. Y es que, además de traer muestras, también se propusieron diversas aplicaciones de las sondas Ye-8, como por ejemplo telescopios lunares. Las sondas Ye-8-5 debían servir para recabar datos de la superficie lunar antes de las expediciones tripuladas, pero a nadie se le escapaba que serían un magnífico plan de contingencia en caso de que la URSS perdiese la carrera lunar tripulada, como así sucedió. Por aquel entonces incluso cabía la posibilidad de ganar a los EEUU a la hora de traer rocas de la Luna, lo que hubiese sido un bombazo mediático de primer orden. El programa Ye-8-5 se desarrollaría entre 1969 y 1976 y estaría a cargo, como el resto de sondas espaciales soviéticas, de la oficina de diseño NPO Lávochkin, dirigida por Georgui Babakin (la oficina OKB-1 de Serguéi Koroliov les había cedido esta tarea ante la sobrecarga de trabajo). El diseño preliminar de las sondas fue aprobado el 10 de enero de 1968 y fue ratificado el 28 de febrero. Como estación terrestre se usaría el nuevo complejo Saturn-MS, con una antena de 32 metros de diámetro, situado en el pueblo de Shkolnoe, a veinte kilómetros de Simferópol (Crimea). Esta estación se complementaría con los buques de telecomunicaciones Chazhma, Nevel, Morzhovets, situados en el Atlántico y el Pacífico. Para la fase de retorno de muestras se usarían los barcos Chumikan, Ristna y Dolinsk.

La adaptación de la nave Ye-8 se llevó a cabo en tiempo récord. De hecho, muchos pensaban que era imposible diseñar una misión de retorno de muestras debido a las limitaciones de masa de la misión. Aunque la Ye-8 era una sonda muy pesada para la época, la etapa superior con las muestras tendría que guiarse en el espacio cislunar usando múltiples sensores y ordenadores, elementos todos ellos muy complejos y pesados. Pero Dmitri Yevguenievich Ojotsimsky, miembro del Instituto de Matemáticas Aplicadas y uno de los pioneros en balística de la URSS, acudió al rescate del proyecto proponiendo una trayectoria de regreso que evitaba las maniobras propulsivas a medio camino de la Tierra y, por tanto, eliminaba la necesidad de un equipo avanzado de guiado y navegación. Solo era necesario que el encendido de lanzamiento desde la Luna tuviese lugar en el momento adecuado. La gravedad haría el resto. Este tipo de trayectoria, denominada «trayectoria de retorno pasivo», limitaba las posibles zonas de alunizaje a las regiones situadas entre los 56º y los 62º de longitud este (en realidad, las zonas accesibles en cada ventana de lanzamiento se limitaban a unas pocas decenas de kilómetros de ancho, pero estas cambiaban en función de la posición de la Luna en su órbita, de ahí que, en total se pudiera acceder a un área mucho mayor). Por limitaciones debidas a la posición del centro de lanzamiento (Baikonur), estas regiones estaban restringidas además al norte del ecuador lunar. El problema era, aparte de no poder acceder a todo el disco lunar, que la elipse de aterrizaje en la Tierra era bastante grande. Pero si algo le sobraba a la URSS era territorio. De todas formas, para poder localizar la nave en el viaje de regreso se le añadió un radio faro a la etapa de ascenso y a la cápsula.

Las sondas Ye-8-5 eran enormes. Tenían una masa de 5880 kg (5667 kg la Luna 16) al lanzamiento y 1880 kg en la superficie lunar, ligeramente superior a la capacidad del cohete Protón-K de la oficina de Vladímir Cheloméi. Babakin tuvo que presionar a Cheloméi para que aumentará las prestaciones de su criatura en misiones lunares. Cada sonda Ye-8-5 estaba formada por una etapa de descenso y una etapa de ascenso. La etapa de descenso era muy similar a la de las sondas Ye-8 para los Lunojod, aunque, obviamente, no llevaba las rampas de despliegue y añadieron dos cámaras y luces para iluminar la superficie lunar de noche. La etapa de descenso, conocida también como KT, tenía una masa de 1,1 toneladas y llevaba hasta 3,5 toneladas de propergoles y un motor principal KTDU-417. La etapa estaba equipada con cuatro tanques de propergoles desechables, un tren de aterrizaje de cuatro patas y de un brazo desplegable de 90 centímetros de longitud dotado de un taladro en el extremo. El taladro, de 13,6 kg, podía funcionar como percutor o en modo giratorio y tenía varias velocidades, lo que le permitía recoger muestras directamente de una roca o del regolito. A 500 revoluciones por minuto tardaba media hora en llenar el contenedor de 38 centímetros.. 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 la versión avanzada de la Ye-8-5, conocida como Ye-8-5M (Luna 24), el brazo sería sustituido por un «ascensor» por el que subiría el contenedor con las muestras desde la base a la cápsula.

La etapa de ascenso o RYe-85, tenía dos metros de altura y una masa de 520 kg, de los cuales 275 kg eran propergoles hipergólicos. Esta etapa ocupaba el lugar del Lunojod en las sondas Ye-8. Tras recoger algunos gramos de regolito lunar, el brazo se elevaría e introduciría las muestras en una pequeña cápsula, de 50 centímetros de diámetro y 39 kg de masa, situada en la parte superior de la etapa de ascenso. Para despegar desde la Luna, la etapa incorporaba un motor hipergólico S5.61 (KRD-61) de la oficina de diseño de Isayev de 18,8 kilonewton de empuje. El motor, que no podía regular su empuje, se alimentaba de tres depósitos de combustible esféricos, de 67 centímetros de diámetro el central y 57 centímetros los laterales. La trayectoria se ajustaba mediante cuatro motores vernier laterales de 70 kgf de empuje.

Encima del tanque esférico principal, bajo la cápsula, se encontraba un segmento cilíndrico de 56 centímetros de diámetro con la aviónica, baterías, dos giróscopos y el sistema de telemetría (que emitía en 101,965 MHz y 183,537 MHz). La cápsula estaba dividida en tres compartimentos: el primero incluía dos paracaídas, uno de frenado (de 1,5 metros cuadrados) y el principal (10 m2), así como dos airbags para facilitar su expulsión. El segundo compartimento incorporaba el radiofaro para ayudar a la localización (emitía en 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 despegaba verticalmente desde la superficie lunar —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. El encendido de ascenso duraba 53 segundos. Tras el despegue, el motor y los tanques de combustible se separaban. El cilindro y la cápsula se dirigían entonces a la Tierra rotando lentamente sobre su eje para ganar estabilidad, pero sin posibilidad de poder cambiar su trayectoria. Tres días después, la cápsula debía reentrar en la atmósfera sobre Kazajistán.

La Luna 16 había despegado con éxito el 12 de septiembre de 1970 y llegó a la Luna cinco días más tarde. Tras dos correcciones orbitales, la sonda alunizó el 20 de septiembre en el Mar de la Fertilidad. Curiosamente, el descenso se produjo en la noche lunar —sesenta horas tras la puesta de sol local—, pero no se pudieron hacer fotos del entorno porque la iluminación de los focos no era lo suficientemente potente (o bien estos fallaron, todavía no está claro). Las Ye-8-5 solo tenían que funcionar un día aproximadamente sobre la superficie lunar, así que no era necesario que el descenso fuese de día (para el alunizaje solo se empleaba un radar como sistema de guiado). Tras una hora en la superficie, el brazo con el taladro se desplegó y en siete minutos alcanzó una profundidad de 35 centímetros, momento en el cual encontró una roca que le impidió seguir excavando. Se trasladaron las muestras a la cápsula y, después de 26 horas y 25 minutos, la etapa de ascenso despegó a las 07:43 UTC del 21 de septiembre de 1970. Tres días más tarde, cuando la sonda estaba a 48 000 kilómetros, la cápsula fue liberada y recorrió en solitario el último tramo hasta la atmósfera terrestre. Había tardado 84 horas en completar el viaje de la Luna a la Tierra.

La cápsula fue trasladada desde Kazajistán a la planta nº 104 de Lávochkin, donde se procedió a su apertura usando un cuidadosos protocolo. Primero se extrajo el contenedor con las muestras usando un taladro para hacer un agujero en el escudo térmico alrededor de la escotilla sellada donde se había introducido el regolito. Solo tras abrir el contenedor se pudo verificar que la misión había logrado su objetivo y que, efectivamente, contenía muestras lunares en su interior. Los 105 gramos de muestras lunares de la Luna 16 serían intensamente analizados, al igual que las muestras de sus dos sondas hermanas, en el Instituto Vernadsky de Moscú. Con este fin se creó en el instituto una cámara blindada presurizada por helio. Tres gramos de las muestras de la Luna 16 acabaron en Estados Unidos bajo un acuerdo por el que la NASA suministró a la Unión Soviética tres gramos de muestras del Apolo 11 y otros tres del Apolo 12 (como vemos, también había lugar para la colaboración científica en plena Guerra Fría). Bajo el programa Ye-8-5 se lanzaron un total de once sondas, pero solo tres lograron traer muestras a la Tierra: Luna 16, Luna 20 y Luna 24. Después de la Luna 24, el Kremlin perdió el interés en el programa. Al fin y al cabo, ya había logrado su propósito político. Lamentablemente, desde la misión de la Luna 24 en 1976 ninguna nave humana ha vuelto a traer un trozo de nuestro satélite, algo que debe cambiar este mismo año con la misión china Chang’e 5. El mismo año en el que se cumple medio siglo del primer retorno de muestras lunares llevado a cabo por una sonda espacial.

Misiones Ye-8-5:

• Ye-8-5 nº 402. Lanzada el 14 de junio de 1969. Fallo del lanzador.
• Ye-8-5 nº 401 (Luna 15). Lanzada el 13 de julio de 1969. Se estrelló en la Luna el 21 de julio.
• Ye-8-5 nº 403 (Kosmos 300). Lanzada el 23 de septiembre de 1969. Quedó varada en órbita terrestre por un fallo del lanzador.
• Ye-8-5 nº 404 (Kosmos 305). Lanzada el 22 de octubre de 1969. Quedó varada en órbita terrestre por un fallo del lanzador.
• Ye-8-5 nº 405. Lanzada el 6 de febrero de 1970. Fallo del lanzador.
• Ye-8-5 nº 406 (Luna 16). Lanzada el 12 de septiembre de 1970. Alunizó el 20 de septiembre. La cápsula con 101 gramos de muestras regresó el 24 de septiembre.
• Ye-8-5 nº 407 (Luna 18). Lanzada el 2 de septiembre de 1971. Se estrelló en la Luna el 11 de septiembre.
• Ye-8-5 nº 408 (Luna 20). Lanzada el 14 de febrero de 1972. Alunizo el 21 de febrero. La cápsula con 55 gramos de muestras regresó el 25 de febrero.
• Ye-8-5M nº 410 (Luna 23). Lanzada el 28 de octubre de 1974. Alunizo el 6 de noviembre, pero resultó dañada y no se intentó devolver las muestras.
• Ye-8-5M nº 412. Lanzada el 16 de octubre de 1975. Fallo del lanzador.
• Ye-8-5M nº 413 (Luna 24). Lanzada el 9 de agosto de 1976. Alunizo el 18 de agosto. La cápsula con 170,1 gramos de muestras regresó el 22 de agosto.

Referencias:

• https://www.roscosmos.ru/29219/