mercoledì 6 maggio 2015

Lunochod 1: il primo rover lunare


Il Lunochod fotografato sulla Terra insieme ai cosmonauti.
A partire dagli anni sessanta il programma spaziale sovietico aveva già incominciato a progettare una serie di quattro macchine lunari come possibile sviluppo di un veicolo monoposto per le missioni lunari umane.


Il progetto iniziale prevedeva la realizzazione di un robot chiamato Lunochod per il supporto delle future missioni di cosmonauti sulla Luna e per lo studio dell'ambiente selenico per continuare a indagare le possibili aree di allunaggio e la costruzione di basi abitate sul satellite.

Se il programma spaziale sovietico fosse riuscito a far sbarcare un uomo sulla Luna molto probabilmente il primo cosmonauta russo a mettere piede sul satellite, Aleksej Leonov, avrebbe avuto a disposizione un veicolo di trasporto molto simile al Lunochod.

Tuttavia, dopo lo sbarco degli astronauti americani, il programma Lunochod aveva dovuto riadattarsi alle esigenze del programma spaziale e della propaganda politica della corsa allo spazio. Questi mezzi di esplorazione furono in seguito modificati come robot scientifici radiocomandati e successivamente mandati sulla Luna privi di equipaggio.

La prima missione si era rivelata un autentico fallimento in quanto il razzo vettore che avrebbe dovuto condurre il primo Lunochod sulla Luna era esploso qualche secondo dopo il lancio, esattamente il 19 febbraio 1969. I sovietici non avevano fatto menzione dell'accaduto e il veicolo lunare che aveva preso il nome di Lunochod 1 era in realtà il secondo, lanciato con la missione Luna 17.

Con grande sorpresa degli scienziati occidentali il successo delle missioni Lunochod aveva avuto due significati: uno tecnico e uno chiaramente politico. La realizzazione di una sonda automatica in grado di depositare veicoli radiocomandati per l'esplorazione lunare aveva aperto interessanti prospettive per le future conquiste. L'evidente significato politico dimostrava invece che i sovietici avevano chiaramente dato la prova di voler continuare a partecipare alla conquista della Luna.

Dei quattro Lunochod realizzati soltanto tre erano stati lanciati e solamente due erano riusciti ad allunare e compiere le attività previste per sondare l'ambiente lunare.

Il primo Lunochod (No. 203) era sbarcato con successo il 17 novembre 1970, il secondo (No. 204) il 9 gennaio 1973, mentre il terzo (No. 205), programmato per il volo di Luna 25 del 1977, non fu mai spedito in orbita a seguito della chiusura del Programma Luna e della cancellazione della missione.



Lunochod No. 201


Il primo tentativo di inviare un Lunochod sulla superficie lunare era stato compiuto con la missione L1969A il 19 febbraio 1969, prima della realizzazione delle missioni Luna 15 e Luna 16.
Il veicolo in questione, primo di quattro della stessa famiglia, era il modello No. 201 e pesava 5.590 kg.

In questo occasione la sonda che trasportava il nuovo strumento lunare era andata inavvertitamente perduta 51 secondi dopo la partenza a causa dell'esplosione del primo stadio del razzo vettore e la conseguente ricaduta al suolo del missile.

Per ripetere la missione il programma spaziale sovietico dovrà attendere prima la realizzazione delle missioni Luna 15 e 16 per poi mettere a punto un nuovo lancio nel novembre del 1970.



Lunochod 1


Foto del Lunochod 1Il 10 novembre 1970 dal cosmodromo di Bajkonur un razzo Proton aveva lanciato in orbita l'ennesima sonda Luna diretta verso il satellite naturale.

Si trattava questa volta di una missione volta a posare con successo sulla superficie selenica il primo veicolo lunare telecomandato, una sorta di robot semovente con il compito di esplorare l'ambiente della Luna per mezzo di telecamere e apparecchiature scientifiche molto sofisticate.

Il Lunochod (letteralmente “camminatore lunare”) era stato rilasciato con buon esito sulla superficie della Luna il 17 novembre dello stesso anno nella regione del Mare Imbrium (Mare delle Piogge) tra il promontorio di Ercole e il cratere Caroline Herschel.

Svolgendo operazioni abbastanza ampie la “jeep lunare” aveva ritrasmesso via radio le sue osservazioni coprendo complessivamente una distanza totale di 10.542 metri tra il 17 novembre 1970 e il 4 ottobre 1971 regalando ai sovietici un nuovo primato nell'esplorazione lunare.



I dettagli della missione


Dopo alcune orbite attorno alla Terra per il controllo dei sistemi di navigazione il motore dell'ultimo stadio del razzo vettore era stato riacceso per condurre la sonda Luna 17 in prossimità del satellite.

Francobollo da 10 copechi che celebra la missione Luna 17 e il Lunochod.
Un francobollo da 10 copechi celebra
la missione Luna 17 e il Lunochod.
Quando la stazione automatica si era trovata a circa 139.000 km dalla Terra l'agenzia di stampa TASS aveva rilasciato un primo comunicato dichiarando che  Luna 17 aveva il compito di “esplorare nuovamente la Luna e lo spazio circumlunare”, facendo credere che si trattasse di una missione identica a Luna 16 e senza svelare anticipatamente la presenza di un veicolo lunare a bordo.

Due lievi correzioni di rotta erano state impartite al veicolo in modo da condurlo in maniera precisa sul bersaglio lunare il 15 novembre. Entrato in orbita attorno alla Luna ad un'altezza di 85 km, il giorno successivo la distanza era stata ridotta a 19 km per prepararsi all'allunaggio.

Lo sbarco era stato compiuto alla perfezione senza alcun tipo di problema; dopo l’attivazione dei contatti radio con il centro di controllo a terra furono inviate le prime immagini, la sonda adagiata sulla superficie lunare aveva liberato il veicolo lunare in quattro ore facendolo scivolare su due rampe verso il suolo.

Una volta attivato, il robot esploratore si era mosso lentamente verso sud ad una velocità tra gli 0,8 km/h e i 2 km/h analizzando lungo la strada una cinquantina di crateri, superando discese e salite nelle desolate lande lunari.



Le caratteristiche di Lunochod 1


Il rover Lunochod e il suo modulo di allunaggio.Descritto dalla stampa internazionale come il “perfetto gioiello della scienza sovietica” il Lunochod era stato progettato dall’ingegnere di origini armene Aleksandr Kemurdžan per l'ufficio di progettazione OKB-301 , rinominato NPO Lavočkin nel 1960.

Il veicolo aveva un aspetto curioso rispetto agli strumenti sovietici che avevano indagato la superficie lunare negli anni precedenti. La struttura del veicolo lo faceva vagamente assomigliare ad un grosso pentolone dal diametro di 2,15 metri e dal peso di 756 kg. Si muoveva lentamente con l'ausilio di otto ruote motrici indipendenti, quattro per parte, azionate da altrettanti motori elettrici.

Sul battistrada delle ruote alcune lame di titanio aumentavano la presa nella polverosa superficie lunare fornendo al veicolo una maggiore mobilità.

Il robot riceveva l'energia utile a compiere gli spostamenti grazie ad un gruppo di pannelli solari fissati all'interno di un “coperchio” che veniva aperto e ribaltato durante il giorno lunare per ricevere la luce del sole e ricaricare le batterie. Durante la lunga notte lunare (due settimane di buio) il pannello si doveva necessariamente richiudere come un “tetto” sopra il veicolo fermando le attività del Lunochod che avrebbero ripreso non appena sarebbe ricomparsa la luce.

Il pannello aveva inoltre la funzione di proteggere la delicata strumentazione dalle rigide temperature della notte, che raggiungevano i 150 gradi centigradi sotto lo zero, sigillando ermeticamente il contenitore in magnesio pressurizzato in un'atmosfera climatizzata che manteneva una condizione termica intorno ai 15-20 gradi.

Sistemato nella parte posteriore del veicolo, il Lunochod era dotato di un piccolo generatore atomico con isotopi radioattivi del Polonio 210 che durante la notte forniva il calore necessario a impedire il congelamento degli strumenti.

Il carico della strumentazione scientifica comprendeva un apparato televisivo ed una serie di strumenti di analisi per poter svolgere importanti esperimenti da trasmettere direttamente a terra.

Durante le soste del Lunochod le apparecchiature installate sul veicolo esaminavano le caratteristiche del suolo lunare e la sua composizione chimica. Un telescopio a raggi X analizzava il cielo mentre i segnali laser trasmessi dalla terra venivano riflessi dal veicolo per misurare la distanza Terra-Luna e la librazione del satellite (ovvero il moto di oscillazione apparente del satellite naturale).

Il robot non era stato progettato per ritornare sulla Terra. Questo aspetto aveva ulteriormente semplificato la missione perché nel caso in cui il veicolo si fosse inavvertitamente guastato avrebbe potuto essere semplicemente abbandonato sulla superficie lunare senza mettere a rischio vite umane.

Il veicolo lunare possedeva dunque il vantaggio di poter essere inviato anche in luoghi che per l'essere umano sarebbero potuti risultare pericolosi.

Il Lunochod 1 era stato utilizzato per circa un anno di tempo ed aveva percorso quasi 11 km durante i quali aveva trasmesso dal Mare Imbrium oltre 20.000 immagini televisive e 206 fotografie panoramiche dettagliate. Condusse più di 500 esperimenti meccanici sulla consistenza del suolo e 25 di tipo chimico con lo spettrometro a raggi X installato su di un braccio meccanico.

Nel complesso la missione Luna 17 aveva rappresentato un salto qualitativo nell'esplorazione automatica della Luna tanto che il veicolo Lunochod grazie ai suoi principi costruttivi sarebbe in seguito divenuto il precursore dell'esplorazione di Marte.



Il controllo da terra 


Il modulo di allunaggio della missione Luna 17.
Il modulo di allunaggio di Luna 17, con la rampa dalla quale
il rover Lunochod discese sulla superficie lunare.
Il Lunochod era pilotato direttamente da terra, dall'Unione Sovietica, attraverso un collegamento radio/tv con la stazione di Evpatorija, situata in Crimea.

Il lavoro di teleguida durava sei ore giornaliere terrestri, ossia il tempo a disposizione in cui la grande antenna del centro di controllo riusciva a collegarsi con la Luna. Nelle restanti ore di attesa i controllori bloccavano il veicolo e studiavano le successive mosse del percorso da attuare non appena il satellite naturale sarebbe sorto nuovamente all'orizzonte della Terra.

Le operazioni del veicolo lunare erano dirette da due squadre di 5 uomini, alternate nel pilotare il veicolo e accuratamente addestrate come se fossero composte da veri cosmonauti e le cui identità furono tenute nascoste per anni.

Questo clima di segretezza aveva fatto nascere un'assurda leggenda secondo la quale all'interno del veicolo ci sarebbe stato un nano che il KGB aveva mandato in missione suicida in nome della scienza e per il prestigio dell'Unione Sovietica.

Nonostante la destrezza dei controllori il Lunochod in diverse occasioni si era insabbiato nella polvere lunare. Le operazioni di controllo del veicolo erano infatti particolarmente complicate. Per fare curvare il Lunochod i controllori dovevano comandare velocità diverse alle ruote su entrambi i lati. Inoltre, al centro di controllo, le immagini della Luna erano ricevute con 5 secondi di ritardo impedendo una guida agevole del mezzo.

Le immagini che riceveva la console di guida erano fornite da 4 telecamere a scansione lenta collocate nella parte anteriore del Lunochod e sui lati. Consentivano al centro di controllo di avere una visione stereoscopica dell'ambiente indagato.

Si trattava di una missione del tutto diversa dalle 16 precedenti del programma Luna. In questo caso l'indagine della Luna era più rischiosa e difficile e il veicolo doveva tentare un'esplorazione molto ampia del suolo lunare.

Scientificamente le operazioni del Lunochod erano state di grande rilievo anche se la stampa non aveva dedicato particolare attenzione all'evento a causa della scarsa attenzione che ormai l'opinione pubblica dedicava alle missioni automatiche sulla Luna. Dal punto di vista tecnologico, invece, la missione aveva rappresentato una grande sfida a causa della lunga durata delle operazioni, prevista in almeno tre giorni lunari, ossia 84 giorni terrestri.

In assenza di particolari difficoltà la durata del viaggio fu estesa oltre le previsioni e per 322 giorni terrestri il Lunochod aveva continuato a trasmettere le immagini fino a che il 4 ottobre 1971, nella ricorrenza del lancio dello Sputnik 1, gli scienziati sovietici avevano annunciato la conclusione della missione.

Le operazioni di esplorazione lunare erano in realtà già terminate il 20 gennaio 1971 quando il veicolo era ritornato al punto di partenza dopo essersi allontanato verso sud per circa 1.300 metri. L'ultima sessione di comunicazione con il centro di controllo era stata completata il 14 settembre 1971.

Nel complesso in un periodo durato ben dieci mesi e mezzo, il Lunochod aveva percorso 10.542 metri tra andata e ritorno attraverso un percorso tortuoso e studiando una superficie di 500.000 metri quadrati.

Nel suo viaggio il veicolo aveva inviato immagini televisive ed aveva testato le caratteristiche del suolo lunare.

Durante le operazioni del Lunochod il viaggio sul suolo lunare era intervallato da periodiche soste del veicolo per indagare il terreno, ricorrendo ad un penetrometro che per 500 volte aveva misurato la consistenza della superficie. Il terreno veniva successivamente irradiato da un laser mentre uno spettrometro analizzava le caratteristiche dei componenti permettendo la realizzazione di 25 analisi chimiche effettuate con successo individuando materiali come ferro, titanio ed alluminio.

Il veicolo aveva anche misurato i raggi cosmici e il vento solare tramite dei rilevatori appositamente progettati.

Infine, un riflettore laser di fabbricazione francese, collocato nella parte anteriore del Lunochod, aveva permesso di calcolare la distanza dalla Luna alla Terra riflettendo fasci di radiazione trasmessi dalla stazione in Crimea e dall'Osservatorio astronomico del Pic-du-Midi in Francia. La stampa aveva considerato questo esperimento un primato di collaborazione tra i due Paesi.

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Fonti


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“L’Unità”, 20 novembre 1970, p. 1, 3

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