Programa lunokhod
Lunokhod (ruso: Луноход, IPA: [lʊnɐˈxot], "Caminante de la Luna") fue una serie de rovers lunares robóticos soviéticos diseñados para aterrizar en la Luna entre 1969 y 1977. Lunokhod 1 fue el primer robot itinerante a control remoto en aterrizar en un cuerpo extraterrestre.
El Lunokhod 1A de 1969 (Lunokhod 0, Lunokhod No. 201) fue destruido durante el lanzamiento, el Lunokhod 1 de 1970 y el Lunokhod 2 de 1973 aterrizaron en la Luna, y Lunokhod 3 (Lunokhod No. 205, planificado para 1977) nunca se lanzó. Las misiones exitosas estuvieron en operación simultáneamente con las series Zond y Luna de misiones de sobrevuelo, orbitador y aterrizaje en la Luna.
Los Lunokhods se diseñaron principalmente para apoyar las misiones lunares humanas soviéticas durante la carrera lunar. En cambio, se usaron como robots controlados a distancia para explorar la superficie lunar y devolver sus imágenes después de los aterrizajes lunares humanos del Apolo y la cancelación del programa lunar humano soviético.
Los Lunokhods fueron transportados a la superficie lunar por la nave espacial Luna, que fueron lanzadas por cohetes Proton-K.
Desarrollo
La misión principal original de Lunokhod era ser el respaldo para las expediciones lunares tripuladas L3 y para la posterior base lunar Zvezda. Para la seguridad de la misión, semanas antes de la misión humana en un módulo de aterrizaje LK, se enviaría a la Luna un módulo de aterrizaje no tripulado LK-R del complejo de expedición lunar L3 y dos rovers automatizados Lunokhod para un estudio preliminar de la superficie alrededor de LK-R y LK. sitios, para actuar como radiobalizas para aterrizajes de precisión de LK-R y LK, y para una evaluación visual del estado del sitio.
A mediados de 1968, en la instalación KIP-10 o NIP-10 (КИП-10 o НИП-10) en la ciudad cerrada Shkolnoye (Simferopol-28), cerca de Simferopol, Crimea, se construyó un lunodrom (лунодром - Moondrome). Cubría un área de una hectárea (120 metros por 70 metros) y era muy similar a algunas partes de la superficie lunar. Fue construido utilizando más de 3.000 metros cúbicos de suelo e incluía 54 cráteres de hasta 16 m de diámetro y alrededor de unas 160 rocas de varios tamaños. Toda la zona estaba rodeada de ladrillos, pintados de gris y negro. Se utilizó para analizar problemas con el chasis Lunokhod y la habilidad del cosmonauta para controlar uno. La ciudad cerrada Simferopol-28 contenía la instalación de seguimiento más importante de la Unión Soviética, con la mayor cantidad de antenas, el área más grande y la mayor cantidad de personal de cualquiera de las instalaciones de seguimiento soviéticas. La instalación formaba parte de una red de diez instalaciones que contienen equipos de seguimiento de vehículos por satélite terrestre y proporcionan comando/control para eventos civiles y militares soviéticos en el espacio cercano. Además, esta instalación apoyó todos los programas lunares de la Unión Soviética, en asociación con la Instalación de Seguimiento del Espacio Profundo de Evpatoria.
Se construyeron al menos cuatro vehículos completos, con los números de serie 201, 203, 204 y 205.
Diseño móvil
Los rovers Lunokhod eran vehículos lunares formados por un compartimiento en forma de tina con una gran tapa convexa sobre ocho ruedas accionadas de manera independiente. La longitud era de 2,3 metros. Estaban equipados con una antena en forma de cono, una antena helicoidal altamente direccional, cámaras de televisión y dispositivos extensibles especiales para impactar el suelo lunar para medir la densidad y probar las propiedades mecánicas, además de una carga útil científica que variaba según la misión.
Los Lunokhods fueron diseñados bajo el liderazgo de Georgy Babakin en la oficina de diseño de Lavochkin. El chasis de metal en sí fue diseñado por Alexander Kemurdzhian.
Los vehículos funcionaban con baterías. El rover funcionó durante el día lunar, deteniéndose ocasionalmente para recargar sus baterías usando sus paneles solares. La energía fue suministrada durante el día lunar por una matriz solar de GaAs en el interior de una tapa redonda con bisagras que cubría el compartimiento del instrumento, que cargaría las baterías cuando se abriera. Durante las noches lunares, la tapa se cerraba y una unidad calefactora de radioisótopos de polonio-210 mantenía los componentes internos a la temperatura de funcionamiento.
Para poder trabajar en vacío, se utilizó un lubricante especial a base de fluoruro para las partes mecánicas del rover y los motores eléctricos, uno en cada cubo de rueda, se encerraron en contenedores presurizados.
Los rovers medían 135 cm (4 ft 5 in) de alto y tenían una masa de 840 kg (1850 lb). Medía unos 170 cm (5 ft 7 in) de largo y 160 cm (4 ft 11 in) de ancho y tenía ocho ruedas, cada una con suspensión, motor y freno independientes. El rover tenía dos velocidades, aproximadamente 1 y 2 km/h (0,6 y 1,2 mph).
Los Lunokhods fueron transportados a la superficie lunar por la nave espacial Luna, que fueron lanzadas por cohetes Proton-K. La parte del módulo de aterrizaje lunar de la nave espacial Luna para Lunokhods era similar a la de las misiones de retorno de muestras.
Vehículos Lunokhod
Lunojod 201
Después de años de desarrollo y entrenamiento de ingeniería secreta, el primer Lunokhod (vehículo 8ЕЛ№201) fue lanzado el 19 de febrero de 1969. En unos pocos segundos, el cohete se desintegró y el primer Lunokhod se perdió. El resto del mundo no se enteró de la valiosa carga útil del cohete hasta años después. La falla provocó que la fuente de calor radiactivo, el polonio 210, se extendiera por una gran región de Rusia.
Lunojod 1
Después de la destrucción del Lunokhod original, los ingenieros soviéticos comenzaron a trabajar inmediatamente en otro vehículo lunar. El Lunokhod 1 (vehículo 8ЕЛ№203) fue el primero de dos rovers lunares sin tripulación que la Unión Soviética alunizó con éxito como parte de su programa Lunokhod. La nave espacial que transportaba Lunokhod 1 se llamó Luna 17. Lunokhod 1 fue el primer robot itinerante a control remoto que aterrizó en otro mundo.
Luna 17 se lanzó el 10 de noviembre de 1970 a las 14:44:01 UTC. Después de alcanzar la órbita de estacionamiento de la Tierra, se disparó la etapa final del cohete de lanzamiento Luna 17' para colocarlo en una trayectoria hacia la Luna (10 de noviembre de 1970 a las 14:54 UTC). Después de dos maniobras de corrección de rumbo (el 12 y 14 de noviembre) entró en órbita lunar el 15 de noviembre de 1970 a las 22:00 UTC.
La nave espacial aterrizó suavemente en la Luna en el Mar de las Lluvias el 17 de noviembre de 1970 a las 03:47 UTC. El módulo de aterrizaje tenía rampas dobles desde las que la carga útil, Lunokhod 1, podía descender a la superficie. A las 06:28 UT, el rover bajó las rampas y llegó a la Luna.
La carga útil del rover incluía cámaras (dos de televisión y cuatro telefotómetros panorámicos), un espectrómetro de fluorescencia de rayos X RIFMA, un telescopio de rayos X RT-1, un odómetro/penetrómetro PrOP, un detector de radiación RV-2N, y un retrorreflector láser TL.
Se difundió una leyenda urbana entre la Unión Soviética de que el rover Lunokhod fue conducido por un "KGB Dwarf", sin embargo, nunca se explicó cómo se almacenaron los suministros para mantenerlos con vida durante una misión de 11 meses.
Lunojod 2
Lunokhod 2 (vehículo 8ЕЛ№204) fue el segundo y más avanzado de los dos rovers Lunokhod. El lanzador puso la nave espacial en órbita terrestre de estacionamiento el 8 de enero de 1973, seguida de una inyección translunar. El 12 de enero de 1973, Luna 21 entró en una órbita lunar de 90 por 100 km (56 por 62 millas).
La nave espacial Luna 21 aterrizó en la Luna para desplegar el segundo vehículo lunar soviético, Lunokhod 2. Los objetivos principales de la misión eran recopilar imágenes de la superficie lunar, examinar los niveles de luz ambiental para determinar la viabilidad de las observaciones astronómicas desde la Luna, realizar experimentos de alcance láser desde la Tierra, observar los rayos X solares, medir los campos magnéticos locales y estudiar propiedades mecánicas del material de la superficie lunar.
El aterrizaje ocurrió el 15 de enero de 1973 a las 23:35 UT en el cráter Le Monnier (25,85 grados N, 30,45 grados E).
Después de aterrizar, el Lunokhod 2 tomó imágenes de televisión del área circundante, luego rodó por una rampa hacia la superficie a las 01:14 UT el 16 de enero de 1973. Luego tomó fotografías del módulo de aterrizaje Luna 21 y del lugar de aterrizaje.
El rover estaba equipado con tres cámaras de televisión de exploración lenta, una montada en lo alto del rover para la navegación, que podía devolver imágenes de alta resolución a diferentes velocidades: 3,2, 5,7, 10,9 o 21,1 segundos por fotograma (no fotogramas por segundo). Estas imágenes fueron utilizadas por el equipo de cinco hombres de controladores en la Tierra que envió comandos de conducción al rover en tiempo real. Había cuatro cámaras panorámicas montadas en el rover.
Los instrumentos científicos incluyeron un probador de mecánica del suelo, un experimento de rayos X solares, un astrofotómetro para medir los niveles de luz visible y ultravioleta, un magnetómetro desplegado frente al rover en el extremo de una pluma de 2,5 m (8 pies 2 pulgadas), un radiómetro, un fotodetector (Rubin-1) para experimentos de detección láser y un reflector de esquina láser suministrado por Francia.
Carga útil
- Cámaras (tres televisión y cuatro telefotómetros panorámicos)
- Espectrómetro de fluorescencia de rayos X RIFMA-M
- Telescopio de rayos X
- Odómetro PROP/penetrometer
- Detector de radiación RV-2N-LS
- TL retroreflector láser
- AF-3L UV/fotómetro visible
- magnetómetro SG-70A
- Rubin 1 fotodetector
Lunojod 3
Lunokhod 3 (vehículo 8ЕЛ№205) fue construido para un alunizaje en 1977 como Luna 25, pero nunca voló a la Luna debido a la falta de lanzadores y financiación. Permanece en el museo NPO Lavochkin.
Resultados
Durante sus 322 días terrestres de operaciones, Lunokhod 1 viajó 10,5 km (6,5 millas) y devolvió más de 20 000 imágenes de televisión y 206 panoramas de alta resolución. Además, realizó veinticinco análisis de suelo con su espectrómetro de fluorescencia de rayos X RIFMA y utilizó su penetrómetro en 500 lugares diferentes.
Lunokhod 2 estuvo en funcionamiento durante unos cuatro meses, cubrió 42 km (26 millas) de terreno, incluida la conducción a zonas altas montañosas y riachuelos. Lunokhod 2 ostentaba el récord de la mayor distancia de viaje en superficie de cualquier vehículo extraterrestre hasta 2014. Envió 86 imágenes panorámicas y más de 80 000 imágenes de televisión. Durante este tiempo se completaron muchas pruebas mecánicas de la superficie de la Luna, mediciones de rango láser y otros experimentos.
En 2010, casi cuarenta años después de la pérdida de señal de Lunokhod 1 en 1971, el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA fotografió sus huellas y su ubicación final, y los investigadores, utilizando un telémetro láser pulsado telescópico, detectaron el retrorreflector del robot.
No hasta el despliegue del Mars Pathfinder del "Sojourner" Rover en 1997 fue otro vehículo a control remoto puesto en un cuerpo extraterrestre. A modo de comparación, los Mars Exploration Rovers, Spirit y Opportunity de la NASA, de tamaño similar, en su quinto aniversario en enero de 2009, habían viajado un total de 21 km (13 millas) y transmitido más de 125.000 imágenes.
El legado de Chernóbil
Según un documental de televisión francés Tank on the Moon de Jean Afanassieff, el diseño de Lunokhod volvió a ser el centro de atención 15 años después debido al desastre de la planta de energía nuclear de Chernobyl el 26 de abril de 1986. El Las excavadoras de control remoto construidas en Alemania Oriental disponibles para las tropas de defensa civil soviéticas pesaban docenas de toneladas, demasiado pesadas para operar en las partes restantes del techo del edificio del reactor parcialmente colapsado. No se podían emplear trabajadores humanos para palear escombros ya que los turnos de trabajo estaban limitados a intervalos de 90 segundos debido a la intensa radiación ionizante.
Los diseñadores de Lunokhod regresaron de su retiro y, en dos semanas, se fabricaron rovers que usaban fuentes de calor de desintegración nuclear para el control de clima interno del bastidor, sus sistemas electrónicos ya estaban endurecidos para resistir parcialmente la radiación. Este beneficio permitió a los diseñadores de 1986 diseñar rápidamente un tipo de vehículo derivado para el trabajo de recuperación de desastres nucleares. El 15 de julio, dos rovers, llamados STR-1, fueron entregados a la zona del accidente de Chernobyl y resultaron útiles para limpiar escombros, lo que les valió premios a los diseñadores. Debido a los niveles de radiación extremadamente altos, ambos vehículos STR-1 finalmente fallaron y los trabajadores humanos (más tarde llamados liquidadores) fueron llamados una vez más.
Ubicaciones y propiedad
Hasta 2010, la ubicación final de Lunokhod 1 era incierta por algunos kilómetros. Los experimentos de alcance del láser lunar no habían podido detectar una señal de retorno de su retrorreflector desde la década de 1970. El 17 de marzo de 2010, Albert Abdrakhimov encontró tanto el módulo de aterrizaje como el rover en la imagen M114185541RC del Lunar Reconnaissance Orbiter. El 22 de abril, Tom Murphy (UCSD) y Russet McMillan en el Observatorio Apache Point detectaron el retrorreflector del robot utilizando el telémetro de láser pulsado telescópico Apache Point.
Lunokhod 2 continúa siendo detectado por experimentos de alcance de láser lunar y su posición se conoce con precisión submétrica. La propiedad de Lunokhod 2 y el módulo de aterrizaje Luna 21 fue vendida por la Asociación Lavochkin por 68 500 USD en diciembre 1993 en una subasta de Sotheby's en Nueva York (aunque el catálogo enumera incorrectamente el lote 68A como Luna 17/Lunokhod 1). El comprador fue el empresario de juegos de computadora e hijo del astronauta Richard Garriott, quien también es conocido por el nombre de su personaje de juego Lord British. Garriott declaró en una entrevista de 2001: "Compré Lunakod 21 [sic] a los rusos. Ahora soy el único propietario privado del mundo de un objeto en un cuerpo celeste extraño. Aunque hay tratados internacionales que dicen que ningún gobierno reclamará la geografía fuera del planeta tierra, yo no soy un gobierno. En resumen, ¡reclamo la Luna en nombre de Lord British!" En 2007, Garriott dijo que todavía es el propietario de Lunokhod 2.
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