Luna 3 , o E-2A No.1 (en ruso: Луна 3 ), fue una nave espacial soviética lanzada en 1959 como parte del programa Luna . Fue la primera misión en fotografiar el lado oculto de la Luna y la tercera sonda espacial soviética enviada a las cercanías de la Luna . [5] Las vistas históricas y nunca antes vistas del lado oculto de la Luna causaron emoción e interés cuando se publicaron en todo el mundo, y se creó un Atlas provisional del lado oculto de la Luna a partir de las imágenes.
Estas vistas mostraban un terreno montañoso, muy diferente del lado visible, y sólo dos regiones oscuras y bajas, que recibieron el nombre de Mare Moscoviense (Mar de Moscú) y Mare Desiderii (Mar del Deseo). Más tarde se descubrió que Mare Desiderii estaba compuesto por un mar más pequeño, Mare Ingenii (Mar de la Inteligencia), y varios cráteres oscuros más. La razón de esta diferencia entre los dos lados de la Luna aún no se entiende del todo, pero parece que la mayoría de las lavas oscuras que fluyeron para producir los mares se formaron debajo de la mitad que mira hacia la Tierra. [6]
La sonda espacial era un recipiente cilíndrico con extremos hemisféricos y una brida ancha cerca de la parte superior. La sonda tenía 130 centímetros (51 pulgadas) de largo y 12 centímetros (4,7 pulgadas) en su diámetro máximo en la brida. La mayor parte de la sección cilíndrica tenía aproximadamente 95 centímetros (37 pulgadas) de diámetro. El recipiente estaba herméticamente sellado y presurizado a aproximadamente 0,22 atmósferas estándar (22 kPa). Varias células solares estaban montadas en el exterior del cilindro, y estas proporcionaban energía eléctrica a las baterías de almacenamiento dentro de la sonda espacial. [ cita requerida ]
A lo largo del cilindro se colocaron obturadores para el control térmico que se abrían para exponer una superficie radiante cuando la temperatura interna superaba los 25 °C (298 K). El hemisferio superior de la sonda albergaba la abertura cubierta para las cámaras. Cuatro antenas sobresalían de la parte superior de la sonda y dos de la inferior. En el exterior se montó otro equipo científico, incluidos detectores de micrometeoroides y rayos cósmicos , y el sistema de imágenes Yenisey-2. Los chorros de gas para su sistema de control de actitud se montaron en el extremo inferior de la nave espacial. Varias células fotoeléctricas ayudaron a mantener la orientación con respecto al Sol y la Luna. [ cita requerida ]
No había motores de cohetes para corregir el rumbo. [ cita requerida ]
En su interior se encontraban las cámaras y el sistema de procesamiento de películas fotográficas , el transmisor de radio , las baterías de almacenamiento , las unidades giroscópicas y los ventiladores de circulación para el control de la temperatura. Estuvo estabilizado por rotación durante la mayor parte de su vuelo, pero su sistema de control de actitud de tres ejes se activaba mientras se tomaban fotografías. El Luna 3 se controlaba por radio desde estaciones terrestres en la Unión Soviética. [ cita requerida ]
Los medios soviéticos denominaron a la nave espacial Estación Interplanetaria Automática. [7] La sonda pasó a llamarse Luna 3 en 1963. [8]
Después de ser lanzado en un cohete Luna 8K72 (número I1-8) sobre el Polo Norte , la etapa de escape Blok-E fue apagada por control de radio para poner a Luna 3 en su curso hacia la Luna. El contacto de radio inicial mostró que la señal de la sonda espacial era solo la mitad de fuerte de lo esperado, y la temperatura interna estaba aumentando. El eje de giro de la nave espacial fue reorientado y algunos equipos fueron apagados, lo que resultó en una caída de temperatura de 40 °C a aproximadamente 30 °C. [9] A una distancia de 60.000 a 70.000 km de la Luna, el sistema de orientación se encendió y la rotación de la nave espacial se detuvo. El extremo inferior de la nave fue apuntado al Sol, que brillaba en el lado lejano de la Luna.
La sonda espacial pasó a 6.200 km de la Luna cerca de su polo sur en el punto de aproximación lunar más cercano a las 14:16 UT del 6 de octubre de 1959, y continuó sobre el lado oculto. El 7 de octubre, la fotocélula en el extremo superior de la sonda espacial detectó el lado oculto de la Luna iluminado por el Sol, y se inició la secuencia de fotografías. [10] La primera fotografía se tomó a las 03:30 UT a una distancia de 63.500 km de la Luna, y la última fotografía se tomó 40 minutos después desde una distancia de 66.700 km.
En total se tomaron 29 fotografías, [11] que cubrían el 70% de la cara oculta. Una vez finalizadas las fotografías, la nave espacial reanudó su giro, pasó sobre el polo norte de la Luna y regresó hacia la Tierra. Los intentos de transmitir las imágenes a la Unión Soviética comenzaron el 8 de octubre, pero los primeros intentos no tuvieron éxito debido a la baja intensidad de la señal. A medida que la Luna 3 se acercaba a la Tierra, el 18 de octubre se habían transmitido un total de 17 fotografías. Todo contacto con la sonda se perdió el 22 de octubre de 1959. Se cree que la sonda espacial se quemó en la atmósfera de la Tierra en marzo o abril de 1960. Otra posibilidad era que sobreviviera en órbita hasta 1962 o más tarde.
La sonda fue lanzada inicialmente en una órbita con el perigeo fuera del límite superior de la atmósfera terrestre. Una vez cumplida la misión y tras varias órbitas alrededor de la Tierra, el aumento secular de la excentricidad dio lugar a una disminución del perigeo, ya que se conserva el semieje mayor. Después de once revoluciones orbitales, la Luna-3 entró en la atmósfera terrestre. Es el primer caso de un " efecto Lidov-Kozai provocado por el hombre ". [12]
La maniobra de asistencia gravitacional se utilizó por primera vez en 1959, cuando la Luna 3 fotografió el lado oculto de la Luna. Después del lanzamiento desde el cosmódromo de Baikonur , la Luna 3 pasó detrás de la Luna de sur a norte y se dirigió de regreso a la Tierra. La gravedad de la Luna cambió la órbita de la nave espacial; además, debido al propio movimiento orbital de la Luna, también se modificó el plano orbital de la nave espacial. La órbita de regreso se calculó de modo que la nave espacial pasara nuevamente sobre el hemisferio norte, donde se encontraban las estaciones terrestres soviéticas. La maniobra se basó en una investigación realizada bajo la dirección de Mstislav Keldysh en el Instituto Steklov de Matemáticas . [13] [14] [15]
El propósito de este experimento era obtener fotografías de la superficie lunar mientras la nave espacial volaba cerca de la Luna. El sistema de imágenes se denominó Yenisey-2 y consistía en una cámara de doble lente AFA-E1, una unidad de procesamiento automático de películas y un escáner. [7] Las lentes de la cámara eran un objetivo de 200 mm de longitud focal y apertura f /5,6 y un objetivo de 500 mm y f /9,5 . La cámara llevaba 40 fotogramas de película isocroma de 35 mm resistente a la temperatura y la radiación . El objetivo de 200 mm podía obtener imágenes del disco completo de la Luna y el de 500 mm podía tomar una imagen de una región de la superficie. La cámara estaba fija en la nave espacial y se lograba apuntar girando la propia nave.
Luna 3 fue la primera nave espacial exitosa con estabilización de tres ejes. Durante la mayor parte de la misión, la nave espacial estuvo estabilizada por rotación, pero para fotografiar la Luna, la nave espacial orientó un eje hacia el Sol y luego se utilizó una fotocélula para detectar la Luna y orientar las cámaras hacia ella. La detección de la Luna indicó que la tapa de la cámara se abriera y la secuencia de fotografía comenzara automáticamente. Las imágenes se alternaban entre ambas cámaras durante la secuencia. Una vez completada la fotografía, la película se trasladó a un procesador a bordo donde se reveló, se fijó y se secó. Luego se dieron órdenes desde la Tierra para mover la película a un escáner de punto flotante donde un punto producido por un tubo de rayos catódicos se proyectó a través de la película sobre un fotomultiplicador . El punto se escaneó a través de la película y el fotomultiplicador convirtió la intensidad de la luz que pasaba a través de la película en una señal eléctrica que se transmitió a la Tierra (a través de video analógico modulado en frecuencia, similar a un facsímil). Se podría escanear un cuadro con una resolución de 1000 líneas (horizontales) y la transmisión podría realizarse a una velocidad de televisión de escaneo lento a grandes distancias de la Tierra y a una velocidad más rápida a distancias más cercanas.
La cámara tomó 29 fotografías durante 40 minutos el 7 de octubre de 1959, desde las 03:30 UT hasta las 04:10 UT a distancias que oscilaban entre 63.500 km y 66.700 km sobre la superficie, cubriendo el 70% del lado oculto de la Luna. Diecisiete (algunos dicen que doce) de estos fotogramas se transmitieron con éxito a la Tierra (estaciones de seguimiento en Crimea y Kamchatka), y seis se publicaron (fotogramas numerados 26, 28, 29, 31, 32 y 35). Fueron las primeras fotografías del hemisferio oculto de la Luna. [16]
El sistema de captura de imágenes fue desarrollado por PF Bratslavets e IA Rosselevich en el Instituto de Investigación Científica para la Televisión de Leningrado y las imágenes obtenidas fueron procesadas y analizadas por Iu.N. Lipskii y su equipo en el Instituto Astronómico Sternberg. La cámara AFA-E1 fue desarrollada y fabricada por la fábrica KMZ ( Krasnogorskiy Mekhanicheskiy Zavod ).
La película, resistente a la temperatura y endurecida por la radiación, procedía de globos estadounidenses Genetrix que habían sido recuperados por los soviéticos. [17]
Las imágenes fueron analizadas y el 6 de noviembre de 1960 la Academia de Ciencias de la URSS publicó el primer atlas del lado oculto de la Luna. [18] Incluía un catálogo de 500 características distintivas del paisaje. [19] En 1961 se publicó el primer globo (1:13 600 000 escala ) [20] que contiene características lunares invisibles desde la Tierra fue lanzado en la URSS , basado en imágenes de Luna 3. [21] Las características que fueron nombradas incluyen Mare Moscoviense y cráteres llamados en honor a Konstantin Tsiolkovsky , Jules Verne , Marie Curie y Thomas Edison . [22]
