El programa soviético N1-L3 para colocar un ser humano en la superficie de la Luna fracasó por diversos motivos, entre ellos los cuatro lanzamientos fallidos del cohete lunar N1. No obstante, pese a los fallos, la transición del programa N1 al sistema Energía-Burán en los años 70 fue un proceso gradual. El cuarto y último lanzamiento del N1 (N1-7L) tuvo lugar en 1972, pero no sería hasa 1974 cuando Valentín Glushkó, el nuevo jefe de NPO Energía, decidió cancelar el programa por completo para sustituirlo por la familia de cohetes RLA, precursores del Energía. Estos años de transición son uno de los periodos más confusos de la historia de la cosmonáutica y durante ellos hicieron aparición varios proyectos muy parecidos que se solapan en el tiempo. Y es que lejos de abandonar el esfuerzo lunar tras el triunfo del Apolo estadounidense, la oficina de diseño TsKBEM, dirigida por Vasili Mishin —el sucesor del Ingeniero Jefe Serguéi Koroliov— y luego NPO Energía, a cargo de Glushkó, propusieron varios proyectos destinados a poner cosmonautas sobre la Luna. Afortunadamente, el Archivo Estatal Ruso de Documentación Técnica y Científica (RGANTD) ha publicado recientemente en el foro Novosti Kosmonavtiki una serie de documentos previamente desconocidos sobre esta época que nos permiten aprender más detalles sobre estos proyectos, algunos ya conocidos, otros no tanto.

La arquitectura N1-L3 consistía en un único lanzamiento del N1 para enviar hacia la Luna la nave LOK (Лунный Орбитальный Корабль, ‘nave orbital lunar’), basada en la Soyuz, y el módulo lunar LK (Лунный Корабль, ‘nave lunar’). A pesar de haber aumentado la carga útil del N1 en órbita baja hasta las 95 toneladas, el margen de carga útil seguía siendo muy justo, sobre todo porque el N1, a diferencia del Saturno V, no usaba etapas superiores criogénicas —más eficientes— y debía despegar desde una latitud significativamente mayor, con la penalización en carga que esa circunstancia conlleva. Por eso la tripulación estaba formada por tan solo dos personas y el LK era una nave considerablemente más pequeña que el LM del Apolo. La oficina OKB-1 de Koroliov, denominación anterior de la TsKBEM, había escogido el esquema LOR (Lunar Orbit Rendezvous) para la misión lunar con el fin de acelerar los plazos, pero todo el mundo era consciente de las limitaciones de esta técnica. El programa Apolo pudo apostar por la técnica LOR sin problemas gracias a la mayor capacidad del Saturno V (y eso a pesar de que von Braun y sus colegas del centro Marshall preferían la técnica EOR, Earth Orbit Rendezvous, de varios lanzamientos y acoplamiento en órbita baja).

Ya en 1966 se propuso lanzar un módulo lunar LK pesado denominado V-IV o V-4 (В-IV) con capacidad para dos cosmonautas. Para hacerlo posible se emplearía una versión del N1 modificada con una cuarta etapa superior criogénica. Pero esta propuesta llevaba al límite las capacidades del N1, incluso con etapas superiores de hidrógeno. Por tanto, en 1969 se propuso una arquitectura lunar con el cohete N1 con dos lanzamientos de este vector. Una variante pasaba por emplear una versión pesada del módulo lunar LK denominada LKT o TKL (la ‘T’ es de tyazholi, ‘pesado’) con capacidad para dos cosmonautas frente al único cosmonauta del LK. El LKT tendría una masa de 9,9 toneladas en la superficie lunar, mientras que el LK ‘simple’ apenas llegaba a las 5,2 toneladas. Un N1 colocaría en órbita baja terrestre (LEO) la LOK unida a un módulo científico acoplado a la parte trasera de la nave junto con las etapas superiores Blok G y una Blok D, mientras que otro N1 lanzaría el LKT, también con las etapas Blok G y Blok D. Tras partir por separado a la Luna, la LOK con tres cosmonautas y el módulo científico se acoplaría con el LKT en órbita lunar. Una vez allí, dos de los tripulantes bajarían a la superficie en el LKT. A diferencia de la arquitectura N1-L3, los cosmonautas podrían pasar del LOK al LKT a través de un túnel presurizado sin necesidad de efectuar engorrosos paseos espaciales.

La masa del LKT tras la separación del Blok D sería de 11 toneladas. Los dos cosmonautas del LKT podrían permanecer hasta 16 días en la superficie y realizarían entre 16 y 20 paseos espaciales por la superficie. Los dos tripulantes vivirían en la cabina del LKT, que tendría forma esférica con un volumen de 16 metros cúbicos (8 útiles) y un diámetro de 3,5 metros. Tras fnalizar su misión, el LKT volvería a la órbita lunar para reunirse con la LOK, nave en la que regresarían los tres cosmonautas. La primera misión tripulada del LKT se preveía para 1976 y se planeaban usar en el programa hasta 13 lanzamientos de prueba del N1 para verificar todos los sistemas. Tres de estos lanzamientos —los número 14, 16 y 18— serían de naves LOK con tres cosmonautas que realizarían misiones alrededor de la Luna sin módulo lunar. La primera expedición tripulada soviética a la superficie tendría lugar a principios de 1976 con el 21º y 22º lanzamiento del N1.

La otra variante, que también incluía dos lanzamientos del N1, pasaba por sustituir las naves LOK y LKT por un nuevo vehículo de ascenso directo denominado LKM (la M viene de модернизированный, modernizirovani, ‘modernizado’) de 21 toneladas. La nave LKM llevaría una cápsula Soyuz de 5 toneladas en la parte superior para la reentrada en la atmósfera terrestre y tendría capacidad para dos cosmonautas. Tanto en la arquitectura con el LKT como en la del LKM, la etapa Blok D se mplearía de forma similar a la arquitectura N1-L3, es decir, como crash stage para colocar el conjunto en órbita lunar y realizar el primer encendido de descenso (aunque habría que modificarla para la mayor masa de los vehículos). La nave LKM podría alunizar en prácticamente cualquier zona de la Luna, pero el LKT solo podría hacerlo en las regiones ecuatoriales. La LKM incluía una sección presurizada bajo la cápsula Soyuz donde los dos cosmonautas podrían vivir hasta 16 días en la Luna. El acceso a la cápsula sería a través del escudo térmico de la Soyuz, una solución compleja pero que ya había sido propuesta en el programa espacial soviético para la nave militar Soyuz VI (Zvezdá). Al igual que el LK y el LKT, la nave LKM usaría el mismo motor para alunizar y despegar, pero el tren de aterrizaje y la parte inferior de la nave se quedarían en la superficie lunar y servirían como plataforma de despegue (la masa de ascenso sería de 21 toneladas). Los dos cosmonautas seguirían una trayectoria directa hasta la Tierra y aterrizarían en la URSS dentro de la cápsula tras realizar una maniobra de doble reentrada (skip reentry).

En 1970 la oficina de Mishin propuso el plan N1-L3M avanzado con una nave de ascenso directo LKM mejorada que no debe confundirse con la LKM antes mencionada. Según este plan, se usaría la técnica EOR con nada más y nada menos que tres lanzamientos del N1. Las tres misiones servirían para lanzar a la órbita baja (LEO) dos etapas propulsivas denominadas Blok S y la nave lunar LKM con tres cosmonautas acoplada a la etapa Blok Sr. Los Blok S y Sr serían etapas criogénicas, es decir, a base de oxígeno e hidrógeno líquidos. Los tres elementos se acoplarían en órbita baja para formar el complejo L3M, con una masa de 250 toneladas, una longitud de 55 metros y un diámetro de 6,8 metros. Las dos etapas Blok S servirían para situar la nave LKM en una trayectoria hacia la Luna. La etapa Blok Sr se usaría para las correcciones de la trayectoria, el encendido de inserción en órbita lunar y el encendido de frenado inicial para alcanzar la superficie de la Luna. Luego la etapa Blok Sr se separaría y el encendido final de alunizaje estaría a cargo de la etapa propulsiva de la nave LKM o Blok Ye.

La nave LKM tendría una masa en la superficie lunar de 27 toneladas. Su diseño era bastante curioso, pues incluía una cápsula Soyuz de 5,5 toneladas en la parte superior, como la LKM anterior, pero que ahora estaba conectada mediante un túnel con el segmento inferior, donde se encontraban sistemas de soporte vital y los controles para el alunizaje. La nave no estaba dividida en una etapa de descenso y una de ascenso como el LM del Apolo, sino que se usaría el mismo motor para el alunizaje y el despegue, como en el caso del LK. Como novedad, la sección inferior con el tren de aterrizaje incluía espacios presurizados para permitir una estancia de 30 días en la Luna —un día lunar completo— y se quedaría en la superficie al terminar la misión, pues serviría como plataforma de lanzamiento del resto de la nave. Sin este segmento inferior, la masa de la nave LKM era de 21 toneladas. A partir de este concepto se propuso un Complejo Tripulado Marciano o MPK para enviar una nave de 50 toneladas al planeta rojo. Aunque no se conocen los detalles de esta nave marciana, parece que llevaría un escudo térmico plegable como el de las misiones marcianas no tripuladas 5NM y 4NM.

En 1973 el plan evolucionó una vez más y se presentó una nueva propuesta N1-L3M con otra nueva nave LKM. Otra vez se usarían dos lanzamientos del N1. Uno con una etapa propulsora Blok D2 de 29 toneladas y otro con la nave LKM de 28,1 toneladas junto con sendas etapas criogénicas Blok Sr. Los dos vehículos se enviarían a la Luna por separado mediante las etapas Blok Sr y se acoplarían en órbita lunar usando un sistema andrógino tipo APAS-75 similar al empleado durante la misión Apolo-Soyuz. Curiosamente, el sistema de acoplamiento APAS estaría situado en la parte inferior de la nave LKM, bajo el motor principal. La LKM, de 8 metros de altura y 8,5 metros de diámetro, tendría una masa de 23,7 toneladas en la superficie lunar y 19,5 toneladas al despegue tras completar su misión. Sería capaz de llevar tres cosmonautas para una misión de 5 días en la superficie lunar o dos para una misión de 14 días. Esta «LKM 3.0» también incorporaría una cápsula Soyuz para el regreso de los cosmonautas, pero, a diferencia de las anteriores versiones, la cápsula estaba situada dentro del segmento superior presurizado, un diseño sin duda más compacto aunque ciertamente extraño y no exento de problemas en cuanto al aprovechamiento del volumen presurizado. El tren de aterrizaje era muy similar al del LM del Apolo.

Pero en 1974 Valentín Glushkó ya había tomado control de la antigua oficina de diseño de Koroliov y, tras expulsar a Mishin, canceló de forma fulminante el lanzador N1 en favor de la serie de cohetes RLA. No obstante, Glushkó también propuso un esquema de misión lunar empleando los RLA y el Vulkan. Este esquema, de ascenso directo, empleaba la nave LKE o «Módulo Lunar de Expedición» (ЛКЭ, con la ‘Э’ de экспедиционный). El proyecto LKE es el más conocido de todos estos programas y tenía una altura de 9,7 metros y un diámetro de 11,3 metros, con una masa en la superficie lunar de 31 toneladas. Al igual que la última versión de la LKM, la LKE llevaba la cápsula Soyuz dentro de la etapa superior. Además incluía una esclusa inflable desechable de 0,8 metros de diámetro para facilitar los paseos espaciales y minimizar la pérdida de aire con un volumen de 3 metros cúbicos en modo plegado y 6 metros cúbicos desplegadas. A diferencia de las anteriores propuestas soviéticas de módulos lunares, el LKE estaba dividido en una etapa de ascenso y otra de descenso como el LM del Apolo (la etapa de ascenso tenía una masa de 22 toneladas). Gracias a la gran potencia del Vulkan (RLA-150) se podría mandar el LKE a la Luna en un único lanzamiento con tres cosmonautas, aunque también se propuso un esquema —este sí era ya conocido— de dos lanzamientos del Vulkan. En este caso, los cosmonautas viajarían a bordo de un LOK pesado lanzado por otro Vulkan.

La tripulación del LKE estaría formada por dos pilotos y un médico. Uno de los pilotos recibiría un entrenamiento específico en geología lunar y el otro en astrofísica general. La etapa de descenso del LKE se denominó ‘plataforma de transporte lunar’ o LTA, mientras que la etapa de ascenso recibía la denominación LVA, ‘aparato de regreso lunar’. El LKE formaría parte de un esfuerzo más amplio para establecer una base lunar gracias al empleo de un módulo hábitat y laboratorio o LZhM de 21,5 toneladas, así como varios tipos de lunojod— presurizados y abiertos— para el transporte de los cosmonautas por la superficie. Para ello se usarían naves de transporte lunares no tripuladas LKT para llevar los módulos a la superficie. La base incluiría el módulo de fabricación lunar o LZM, que incoporporaba laboratorios biotécnicos y fisicoquímicos, así como una planta de producción de oxígeno a partir del regolito lunar. El complejo lunar usaría energía nuclear para su alimentación gracias a un módulo MMTO con un reactor de fisión.

Como es bien sabido, ninguno de estos planes vio la luz. Tras haber perdido la carrera lunar, el Kremlin perdió interés en la Luna. La nueva prioridad era contrarrestar el transbordador estadounidense, que los militares soviéticos veían como una amenaza estratégica de primer orden. Aunque hubo algún tímido intento de usar el futuro transbordador para misiones lunares, la idea tampoco prosperó. Como resultado, Glushkó se olvidó de la Luna para concentrarse en el proyecto Energía-Burán, que terminaría por convertirse en el más costoso y complejo de la historia de la cosmonáutica.

Referencias:

• https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/
• https://www.rgantd.ru/