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lunes, 5 de octubre de 2009

Hace 50 Años (52): Luna-3

Inmediatamente después del exitoso desenlace de su anterior misión, la Luna-2, los técnicos soviéticos intentan sorprender de nuevo. Apenas tres semanas después del primer impacto lunar de la Historia, Korolev ha decidido pasar al próximo objetivo de su larga lista de primicias lunares, en este caso la observación de la cara oculta de nuestro satélite. La Luna da un giro sobre sí misma en el mismo tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor de la Tierra. De este modo, y gracias a un curioso fenómeno de sincronía planetaria, uno de sus hemisferios se halla permanentemente fuera de nuestro alcance visual. Los soviéticos no están aún preparados tecnológicamente para colocar una sonda en órbita lunar, de modo que Korolev ha optado por algo más sencillo y seguro a la vez. Para conseguir fotografiar parte de la cara oculta, colocará al Luna-3 en una órbita que hoy llamamos baricéntrica. La física postula que nos es exacto aseverar que la Luna gira alrededor de la Tierra. Lo que realmente ocurre es que el sistema Tierra-Luna, considerado como un todo, gira alrededor de un centro de gravedad común. Dada la gran diferencia de masa entre nuestro planeta y su satélite natural, este centro gravitatorio se halla muy cerca del centro de la Tierra, dando la impresión lógica de que es la Luna quien gira únicamente alrededor de ella. Pero el centro de gravedad del sistema Tierra-Luna existe y puede colocarse a un objeto orbitándolo. El Luna-3 será pues colocado en una órbita de ese tipo, de tal forma que, tras rodear la Luna, vuelva atrás para alcanzar de nuevo las cercanías de la Tierra, en una maniobra que, vista desde nuestro planeta, se asemeja a una especie de "S". Su trayectoria se convertirá después en una elipse más o menos perfecta. Gráficamente, la elipse de la órbita contiene a ambos cuerpos, Tierra y Luna, en su interior. El Luna-3 será además la última sonda exitosa que empleará el método de la ascensión directa, ya que la llegada de un lanzador más potente, el 8K78 (ideado para las sondas interplanetarias a Marte y Venus), permitirá pasar en primer lugar por una órbita de aparcamiento alrededor de la Tierra. La primera sonda E-2A es en sí misma un notable paso adelante en el ámbito de la exploración del espacio. Para empezar, contiene el primer sistema de orientación instalado en un satélite soviético, indispensable para su gran objetivo, fotografiar la superficie lunar. Un objetivo nada fácil, ya que para su viabilidad es preciso tener en cuenta factores tales como la iluminación solar, que reduce las oportunidades de lanzamiento. Teniendo en cuenta esto, en enero de 1959 Keldysh dio a conocer un informe en el que se listaban dos únicas oportunidades útiles (octubre de 1959 y abril de 1960). En el primer caso, la sonda fotografiaría la Luna después de la máxima aproximación, y en el segundo caso, antes. Para llevar a cabo estas dos misiones, Korolev ordenó preparar las sondas E-2, una versión muy mejorada de las E-1. En realidad, se diseñaron las versiones E-2 y E-2A, que se distinguen por los equipos fotográficos instalados a bordo, construidos por equipos diferentes. Las sondas E-2 fueron finalmente canceladas, de modo que sólo las E-2A, con cámaras Yenisey-1, están disponibles para el primer lanzamiento. Algo menos pesado que sus antecesores, el vehículo E-2A se halla sin embargo equipado con numeroso material científico. Destaca, por supuesto, la cámara fotográfica, que realizará unas treinta tomas de la cara oculta de la Luna. Exteriormente, la sonda posee un aspecto muy semejante al Luna-2, aunque está equipada con células solares y el cuerpo central ha sido alargado para dar cabida a todo el equipo. En su parte delantera, además de cuatro antenas, destaca el orificio protegido a través del cual funcionará la cámara fotográfica. Detrás, dos antenas más sobresalen claramente del cuerpo principal. Otras protuberancias indican la existencia de diverso equipo, incluido el sistema de orientación por chorros de gas que redirige la nave después de cada fotografía. La superficie de la sonda está recubierta por bandas laterales formadas por células solares, pantallas térmicas o reguladores de control de temperatura. Por bloques, el más importante es, sin duda, el sistema fotográfico integral. Consiste en una cámara que, merced a un complicado sistema de orientación, será constantemente redirigida hacia la Luna. Mientras la maquinaria fotográfica se halle en funcionamiento, la rotación natural de la sonda cesará para poder apuntar adecuadamente y con una mayor precisión. Finalizada la sesión, el Luna-3 volverá a rotar sobre su eje para facilitar la regulación térmica. La nave posee un primitivo pero eficaz sistema de comunicaciones que permite la retransmisión a la Tierra de las fotografías, así como de otras informaciones científicas o telemétricas. El mismo equipo sirve para recibir las órdenes que envía el control situado en tierra. Por su parte, el sistema regulador de temperatura se las ingenia para mantener a ésta por debajo de los 25 grados C en el interior de la cosmonave, facilitando así la tarea de los instrumentos. Estos se hallan alimentados tanto por baterías químicas como por otras que se recargan constantemente gracias a las células solares que rodean la nave. Con un diámetro de 120 cm y una longitud de 130 cm, excluyendo las antenas, la cápsula presurizada del Luna-3 alberga las cámaras, los detectores de radiación cósmica y de micrometeoritos, magnetómetros y demás instrumentos. El 4 de octubre de 1959, la sonda es finalmente lanzada con éxito hacia una órbita baricéntrica alrededor del centro de gravedad Tierra-Luna. El tramo final de su trayectoria de ascenso, en forma de "S", la llevará hasta la Luna. Pero al principio, los técnicos encuentran algunos problemas a bordo. Se detecta un sobrecalentamiento de los sistemas, que puede ser corregido, y las comunicaciones se muestran intermitentes. La sonda realiza su máximo acercamiento (7.900 km, sobre el polo sur lunar) el 10 de octubre de 1959. Mientras la nave se mueve en su trayectoria alrededor de la Luna, de regreso hacia la Tierra, el complicado sistema fotográfico toma las primeras fotos de su cara oculta. A 65.000 km de distancia, se elimina el giro estabilizador de la nave para permitir hacer las fotografías, mientras que un par de sensores localizan el Sol y la posición de la Luna. El sistema de toma de imágenes no es sino una cámara de 35 mm equipada con dos lentes de diferentes longitudes focales (200 y 500 mm) que posibilitan realizar dos fotografías a un tiempo y a diferente escala. Una de ellas obtiene imágenes de gran campo, mientras que la otra permite apreciar detalles más pequeños. Durante 40 minutos, el Luna-3 toma 29 fotografías, cada una de ellas con tiempos de exposición adecuados al contraste ofrecido en cada instante por la superficie lunar. El cambio de ángulo, el diferente punto de vista por el movimiento constante de la sonda, provocará continuos cambios en el brillo detectado por las lentes de la cámara. Se usa película de 35 mm, la cual es automáticamente revelada y fijada tras cada toma. Antes del revelado, las fotografías son almacenadas en un departamento blindado, protegido de los rayos cósmicos y otros tipos de radiación que podrían velar la película. Un sistema electrónico permite traducir la imagen fotográfica en impulsos eléctricos (1.000 líneas por imagen), forma bajo la cual son transmitidas hacia la Tierra. La emisión, dada la baja potencia del transmisor de a bordo, se efectúa a velocidades limitadas. Sin embargo, son necesarios al menos cinco intentos para que las imágenes sean recibidas nítidamente en la Tierra (8 de octubre). La deficiente relación señal/ruido es la responsable de los problemas. Sólo cuando la sonda se halla lo bastante cerca de nuestro planeta es posible la transmisión de las fotografías, recibiéndose 17 tomas de calidad suficiente que muestran el 70 por ciento de la cara oculta. Tras fotografiar la superficie lunar, la sonda se ha visto dirigida de nuevo hacia la Tierra, la cual rodeará para iniciar una órbita elíptica tradicional. Como la Luna ha continuado su movimiento de traslación a lo largo de su órbita, durante las próximas revoluciones el Luna-3 no volverá a sobrevolarla. Su elíptica trayectoria orbital la lleva a unos 468.300 km de distancia de la Tierra en su apogeo, y a unos 48.280 km en su perigeo. Efectuadas once revoluciones, el 20 de abril de 1960, el Luna-3 ingresará en la atmósfera terrestre, terminando de este modo su misión. Estrictamente hablando, el Luna-3 no ha alcanzado nunca la velocidad de escape. Sin embargo, podemos considerarla como una sonda de "ida" y "vuelta", obviando el calificativo de satélite de la Tierra. Los soviéticos han hecho gala de una exquisita precisión en el guiado de su vehículo cuando éste, tras rodear la Luna y habiendo sufrido la notable influencia gravitatoria de nuestro inmenso satélite, regresa a las inmediaciones de la Tierra sin penetrar en la atmósfera durante la primera órbita. De hecho, después de obtener sus preciadas fotografías, el Luna-3 siguió una ruta de regreso a casa que la colocaba en la posición idónea para que las estaciones de seguimiento terrestres pudieran recibir la transmisión efectuada desde ella. La transmisión contiene, naturalmente, el equivalente electrónico de las fotografías tomadas por las cámaras. Las fotografías recibidas en la Tierra, enviadas por los penetrantes ojos del Luna-3, abren un nuevo mundo ante las inquietas expectativas de los astrónomos de todo el planeta. La cara oculta de la Luna presenta grandes diferencias si la comparamos con la cara visible: mucho más craterizada, se encuentra casi desposeída de los llamados Mares lunares, inmensas extensiones de negro fondo de aparente regularidad. Los dos únicos Mares descubiertos reciben inmediatamente nombres. Uno de ellos se denomina Mare Moscoviae, en honor a su país descubridor. Un cráter bastante significativo es bautizado con el nombre de Tsiolkovsky, en recuerdo del padre soviético de la cosmonáutica. La URSS se referirá a menudo al Luna-3 con el apelativo de "Estación Interplanetaria Automática". Con ella emerge por fin el concepto de robot-sonda, un vehículo capaz de llevar a término su misión con un alto grado de autonomía, gracias tanto a su programación interna como a las órdenes transmitidas desde la Tierra. El Luna-3, con el cual se pierde el contacto en noviembre, demuestra que no sólo los astrofísicos pueden enviar sus instrumentos en dirección a los cuerpos que pueblan el vasto Sistema Solar, sino que los astrónomos, cuya labor es eminentemente observacional, podrán también obtener fotografías, algo que aumentará exponencialmente, de un día para otro, el conocimiento que se tenía sobre ellos. (Foto: Archivo)
-Número de Lanzamiento COSPAR: 1959-Theta 1
-Número SSC: 00021
-Hora de Lanzamiento: 00:43:39 UTC
-Zona de Lanzamiento: Baikonur NIIP-5 LC1
-Nombre de la Carga Util: Luna-3 (E-2A) (AMS Luna-3)
-Masa al despegue: 278,5 kg.
-Organización Responsable: NII-88 (URSS)
-Lanzador: 8K72 (Vostok-L) (I1-8)
-Orbita Inicial: 48.280 por 468.300 km, inclinación 73,8 grados
-Reentrada: 20 de Abril de 1960