Historia Łuny 3 to nie tylko niesamowita opowieść wyczynów inżynierii kosmicznej sprzed 60 lat. To również dobra historia na sensacyjny film szpiegowski. Zapraszam na krótkie streszczenie tej misji.

Na pomysł napisania o Łunie 3 wpadłem czytając “Interplanetary Robots. True Stories of Space Exploration” autorstwa Roda Pyle. Książka przedstawia chronologię sukcesów sond wysyłanych poza Ziemię, umieszczając te wyczyny we współczesnym kontekście. Napisana w przystępny sposób powinna zainteresować nie tylko osoby zainteresowane techniką.
Link do Amazona

Księżyc w zbliżeniu. Jedno ze zdjęć wykonanych przez sondę Łuna 3. Źródło: Roskosmos

Być pierwszymi obok Księżyca

Rok 1959 to początek wyścigu kosmicznego. NASA działa dopiero od roku. Zmuszona sukcesem wystrzelonego w 1957 roku Sputnika przyspiesza pracę nad własnym satelitą. Pierwsza próba i jednocześnie test trójstopniową rakietą Vanguard kończy się porażką i dopiero 1 lutego 1958 roku umieszcza na orbicie Explorera 1.

Mimo dziesiątek nieudanych prób umieszczania niewielkich ładunków na orbicie wokół Ziemi obie potęgi celują już wtedy w Księżyc. 17 sierpnia USA debiutują z rakietą Thor-Able, która miała wysłać w stronę Księżyca orbiter Pioneer, rakieta wybucha niestety na wysokości 16 km.

23 września w stronę Księżyca lecą też Rosjanie. Statek Łuna miał uderzyć w Księżyc. Rakieta Łuna 8K72 także zawodzi jednak na Ziemi. Tego samego dnia 11 października zarówno ZSRR jak i USA podejmuje kolejne próby. Kolejna Łuna zostaje zniszczona przez rakietę podczas lotu, a Pioneer 1 osiągnął 113 000 km i spadł z powrotem na Ziemię.

Amerykanie nie poddają się i już w listopadzie wysyłają Pioneera 2. Trzeci stopień rakiety Thor-Able nie odpala jednak i próba jest nieudana. W grudniu Pioneer 3 został umieszczony na nowej rakiecie Juno II. Tym razem także nie udaje się osiągnąć orbity.

Dopiero 1959 rok przyniósł sukcesy w opuszczeniu Ziemi. I tylko radzieckie. Jeszcze w styczniu kolejny egzemplarz Łuny został wysłany na rakiecie o tej samej nazwie. Tym razem udaje się opuścić Ziemię, ale sonda mija Księżyc przez błąd rakiety. Rosjanie zdecydowali się jednak numerować tą misję i tak Łuna 1 staje się oficjalnie pierwszą sondą przelatującą blisko Księżyca (6000 km od niego). Amerykanie startują na Juno II ze statkiem Pioneer 4. Efekt: dalekie minięcie Księżyca (60 000 km).

Amerykańska rakieta Juno II. To dzięki niej Amerykanie po raz pierwszy wysłali sondę poza Ziemię. Źródło: domena publiczna.

18 czerwca Rosjanom wybucha rakieta z kolejną Łuną. Ale już 12 września z powodzeniem startuje misja sondy Łuna 2, która trafia w Księżyc i staje się pierwszym stworzonym przez człowieka obiektem, który dociera do innego ciała niebieskiego.

4 października ZSRR wysyła z powodzeniem Łunę 3, która przejdzie do historii jako pierwszy statek okrążający Księżyc i fotografujący jego niewidoczną stronę.

Pierwsze pozaziemska ciemnia fotograficzna

Łuna 3 wystartowała 4 października 1957 roku, podobnie jak poprzednicy na rakiecie Łuna (8K72). Sonda została umieszczona na wysokiej orbicie okołoziemskiej o wymiarach 48 tys. km na 468 tys. km.

Mimo, że sonda należała do tej samej serii statków Łuna to znacząco różniła się od poprzedniczek. Przede wszystkim Łuna 3 musiała być zaprojektowana tak, by działać znacznie dłużej. Zdjęcia z niewidocznej strony Księżyca mogła wysłać dopiero po wykonaniu pełnej orbity i ponownym zbliżeniu się do Ziemi. Dlatego sonda posiadała komórki fotowoltaiczne, które ładowały chemiczne baterie na sondzie.

Tak wyglądała sonda Łuna 3. Miała masę 278 kg. Źródło: domena publiczna.

Inną istotną różnicą było posiadanie przez sondę systemu fotograficznego. System ten składał się z podwójnej kamery AFA-E1, zautomatyzowanego systemu przetwarzającego zarejestrowane na fotograficznym filmie zdjęcia oraz kineskopu CRT (lampy obrazowej znanej ze starych telewizorów), który projektował obraz przechodzący poprzez nagrany film fotograficzny na fotopowielacz. Wyliczone elektrony z fotopowielacza zostawały konwertowane na sygnał radiowy uzyskanego obrazu i wysyłane od razu na Ziemię.

Niesamowitym w tych latach osiągnięciem była automatyzacja procesu rejestracji zdjęć. Sonda Łuna 3 była pierwszą stabilizowaną trójosiowo za pomocą żyroskopów. Większość lotu odbyła w stabilizacji obrotowej. Jednak w kluczowej fazie sama zwróciła się w kierunku Księżyca. Jedna oś została ustawiona w kierunku Słońca, a fotokomórka z drugiej strony jak tylko odkryła światło odbite przez Księżyc znajdujący się wtedy w pełni (od niewidocznej strony) uruchomiła proces rejestracji obrazu i nagrania go na 35mm film fotograficzny.

Później po udanym oblocie załoga naziemna wysyłała polecenie wysłania filmu do skanera kineskopowego, który wysłał transmisję radiową z pierwszymi zdjęciami na Ziemię. Sonda wykonała łącznie 29 zdjęć w czasie 40 minut bliskiego przelotu (około 65 tys. km nad Księżycem). Na Ziemi udało się odebrać prawdopodobnie 15 z nich w tym dwa kalibracyjne obrazy (różne źródła podają różne liczby). Do publicznej wiadomości podano na początku tylko 6 fotografii. Nie jest też jasne kiedy dokładnie odebrano najlepszej jakości zdjęcia. Sonda była zdolna wysyłać je w dwóch trybach. Jest pewne, że pierwszą transmisję wykonała tuż po wykonaniu zdjęć, daleko od Ziemi. Ale prawdopodobnie zdjęcia nie pozwoliła wyróżnić żadnych miejsc na Księżycu. Dopiero kolejna transmisja w pobliżu Ziemi dała zdjęcia, które znamy dziś.

Pierwsze zdjęcie Księżyca wykonane przez sondę Łuna 3. Źródło: domena publiczna.

Co ciekawe film użyty przez Rosjan do sfotografowania Księżyca - specjalnie przygotowany, by wytrzymywał promieniowanie kosmiczne i wysokie temperatury był wzięty z amerykańskich balonów szpiegowskich przechwyconych nad terytorium Związku Radzieckiego!

Inną szpiegowską ciekawostką jest działanie CIA. Amerykańscy agenci wkradli się na wystawę objazdową ZSRR, by przekonać się czy pokazywana sonda to makieta, czy prawdziwy egzemplarz. Kiedy okazało się, że to prawdziwy statek z prawie wszystkimi elementami, agenci opracowali plan wkradnięcia się do ciężarówki, gdy ta będzie znajdować się między dwoma miastami. Agenci rozmontowali w nocy statek, starannie go udokumentowali i następnie złożyli tak, by nikt się nie zorientował. Tym samym Stany Zjednoczone poznały stopień zaawansowania wroga i pośrednio nośność wykorzystywanej do jego wyniesienia rakiety.

Historia wczesnego programu kosmicznego jest niezwykle ciekawa i na pewno jeszcze kiedyś napiszę coś o tych pierwszych latach kosmicznych badań.