Czarodziejka z niewidocznego Księżyca. Łuna 3

Mając dobrze opanowane wysyłanie sond księżycowych kończących swoją egzystencję poprzez uderzenie w powierzchnię Srebrnego Globu, Związek Radziecki przeszedł do następnego etapu jego eksploracji. Etapu bardziej skomplikowanego, i jednocześnie mogącego przynieść jeszcze więcej nowych danych, niż badania wykonywane w czasie lotu translunarnego „w jedną stronę”. Etapu prawdziwie w nieznane.

Baterie słoneczne i „sun sensory”

Prędko skonstruowano nowy typ statku kosmicznego – typ E-2A. Tym razem nie była to aluminiowa kula – statek stworzono jako cylindryczny, o wysokości 1300 mm, maksymalnej średnicy 1200 mm i końcowej masie wynoszącej 278,5 kilograma, pokryty zasilającymi pokładowe akumulatory ogniwami fotowoltaicznymi. W przestrzeń kosmiczną wyprawiono go 4 października 1959 roku z kosmodromu Bajkonur, niezmiennie przy pomocy rakiety Łuna 8K72 (indeks COSPAR: 1959-008A) – start odbył się (wyjątkowo?) bez jakichkolwiek problemów – i oto na Księżyc leciała Łuna 3. Zadanie, jakie postawiono przed nowiutką sondą, było wyjątkowe – ów latający cylinder z pękiem anten miał za cel misji bezpieczne wejście na orbitę Księżyca, odpowiednie ustawienie się przy pomocy pierwszych kosmicznych czujników Słońca i… Po raz pierwszy w historii sfotografowanie niewidocznej z Ziemi strony jej naturalnego satelity.

Sonda Łuna 3. Źródło: Wikimedia Commons

Łuna 3 weszła na ósemkokształtną trajektorię translunarną – niestety nie bez problemów; na Ziemi kontrola lotu stwierdziła, że sygnały radiowe emitowane przez statek są o połowę słabsze, niż zakładano, zaś temperatura wewnątrz niego rośnie. Problem rozwiązało wyłączenie części urządzeń sondy, dzięki czemu nie doszło do „ugotowania się” jej od wewnątrz; na wpół czynna maszyna doleciała na księżycową orbitę, i dopiero tam została w pełni uruchomiona. Gdy jej czujniki Słońca wykryły światło, obróciła się ona swoją dolną stroną ku powierzchni Srebrnego Globu, po czym, 7 października, rozpoczęła wykonywanie swego właściwego zadania.

Pierwszy kosmiczny fotograf

Łunę 3 wyposażono w prawdziwe mini-laboratorium fotograficzne, nazwane Jenisej-2 – stworzyli je P. F. Bracławiec i I. A. Rosselewicz w Naukowym Instytucie Badań nad Telewizją w Leningradzie. Spoglądające na Księżyc dwa obiektywy (o ogniskowych 500 i 200 mm) aparatu przesyłały doń widziany obraz, który zaraz potem był wywoływany, utrwalany i suszony; następnie gotowy film przesuwany był do skanera – ten, na odpowiednią komendę przesłaną z Ziemi, pieczołowicie skanował każdą kliszę; obraz przy pomocy wiązki światła (wędrującej plamki świetlnej) padającej przez film na fotopowielacz był przekształcany na raster składający się z max. 1000 oddzielnych linii, kodowany na radiowej fali nośnej (modulacja częstotliwościowa) i przesyłany do centrum kontroli lotu (sygnał był więc zwyczajnym sygnałem telewizyjnym przesyłającym obraz nieruchomy). Oprócz wykonania fotografii ciemnej strony Księżyca, Łuna 3 miała również mierzyć promieniowanie gamma i wykonać eksperymenty związane z obecnością mikrometeoroidów w przestrzeni kosmicznej; jednak to fotografie „innego świata” przesądziły o znaczeniu tej sondy w historii kosmonautyki.

7 października 1959 roku statek kosmiczny wykonał w ciągu 40 minut łącznie 29 fotografii niewidocznej strony „Księcia Nocy”. Wkrótce zeskanował 17 z nich i, w czasie powrotu na Ziemię po swojej ósmkokształtnej trajektorii, podjął pierwszą próbę przesyłu danych na Ziemię. Niestety, pokładowy nadajnik radiowy posiadał zbyt małą moc – sonda musiała zbliżyć się jeszcze bardziej do Ziemi, by transmisja zdjęciowa mogła być odebrana w centrum kontroli lotów – stało się to z sukcesem 18 października. Cztery dni później kontakt z Łuną 3 został utracony, zaś ona sama spłonęła w ziemskiej atmosferze 29 października 1959 roku, razem ze wszystkimi filmami fotograficznymi, jakie zostały zrobione i wywołane na jej pokładzie. Zdjęcia Łuny 3, które dotarły na Ziemię, nie były najwyższej jakości, jednak po obróbce (zajął się tym zespół J. N. Lipskiego w Instytucie Astronomicznym w Sternbergu) pozwoliły określić podstawowe formacje na powierzchni ciemnej strony Srebrnego Globu (które okazały się tak różne od tych na widocznej stronie Księżyca…) – tak również w księżycowym atlasie pojawiło się Morze Moskiewskie (Mare Moscovrae) i Morze Snów (Mare Desiderii) oraz kratery m. in. Ciołkowskiego, Łomonosowa i Mendelejewa. Wśród przesłanych fotografii znajdowało się również zdjęcie radzieckiej telewizyjnej tablicy testowej nr 0249 oraz sporządzonej specjalnie na potrzeby misji Łuna 3 tablicy w pionowe, poziome i ukośne paski o różnych rozmiarach – oba te zdjęcia były bardzo pomocne w określeniu jakości i rozdzielczości wykonanych fotografii Księżyca.

Jedno ze zdjęć ciemnej strony Księżyca wykonanych przez sondę Łuna 3; na tarczy Srebrnego Globu widoczny podział zdjęcia na pionowe linie, utworzone na fotopowielaczu przez wędrującą plamkę świetlną kamery. Skan zdjęcia zarchiwizowanego na taśmie magnetycznej. Źródło: http://mentallandscape.com/C_CatalogMoon.htm

Do pierwszego razu sztuka

Rozochocony ZSRR jeszcze dwukrotnie próbował wysłać na „Księcia Nocy” statki kosmiczne pokrewne Łunie 3 – typu E-3. Pierwszy opuścił bajkonurską wyrzutnię 15 kwietnia 1960 roku (indeks COSPAR: F600415A), drugi – dzień później (indeks COSPAR: F600419A). Niestety oba zakończyły się niepowodzeniami – w czasie pierwszego startu trzeci człon rakiety albo nie uzyskał pełnego ciągu, albo wyłączył się przedwcześnie, co spowodowało, że, nie uwalniając ładunku użytecznego, osiągnął on wysokość 200 tysięcy kilometrów, po czym z powrotem zanurzył się w atmosferę Ziemi i spłonął w niej; w czasie drugiego startu jeden z bocznych silników rakietowych uzyskał po zapłonie zaledwie 75% planowanego ciągu, a następnie, 0,4 sekundy później, oderwał się od całości rakiety – moment później to samo stało się z pozostałymi bocznymi silnikami, które, wciąż działając, odleciały nad stacje śledzące i tereny zamieszkałe (!). Samotny silnik środkowy leciał zaś dalej po zaplanowanej mu trajektorii…

Tomasz A. Miś