חלליות לונה לירח (א)

הסקירה ההסטורית של חיים מזר מחזירה אותנו לשנות השישים אל חלליות לונה הבלתי מאוישות שהרוסים הפגיזו בהם את הירח (בחלק מהמקרים – תרתי משמע)

לונה 1
החללית הרוסית הראשונה אשר שוגרה לירח הייתה לונה 1 (שמה המקורי של החללית היה מכתה). החללית שוגרה ב־2 בינואר 1959 ומטרותיה היו לפגוע בקו המשווה שלו 60 שעות לאחר השיגור, ולשדר מידע על החלל במשך הטיסה. משקל החללית היה 1,833 ק”ג. 361 ק”ג ממשקל החללית שקל תא המכשירים. החללית נעה במהירות של 40,000 קמ”ש. בשל סטייה זעירה ממסלול הטיסה, החללית החטיאה את הירח ב־5,955 ק”מ והמשיכה במסעה אל נבכי החלל עד שנלכדה בידי כוח המשיכה של השמש. לונה 1 נכנסה למסלול אליפטי סביב השמש כשמרחקיה ממנה הם 197-145.5 ק”מ כל הקפה של השמש נמשכה 477 ימים. החללית שִדרה את ממצאיה עד שהגיעה למרחק של 600,000 ק”מ מכדור הארץ. שיגורה של לונה 1 נעשה לציון הקונגרס ה־25 של המפלגה הקומוניסטית ב־27 בינואר.

לונה 2
ב־12 בספטמבר 1959 שוגרה החללית ויעדה היה לפגוע בירח. משקל החללית היה 1,360 ק”ג. 390 ק”ג ממשקל החללית שקל תא המכשירים. בחללית היו משדר חזק, מכשירים רגישים למדידת הקרינה בחלל, סוללות חשמל עשויות אבץ וכספית, מנגנון חימום אוטומטי אשר שמר על טמפרטורה קבועה של 20 מעלות בתוך החללית ומתקן מיוחד לפליטת ענן סודיום זוהר שאִפשר מעקב אחר סטיות מהמסלול ותיקונן. 35 שעות לאחר השיגור ב־14 בספטמבר התרסקה החללית בים הגשמים, בין מכתש ארכימדס לבין מכתש אוטוליקוס באיחור של 83 שניות. האותות שנקלטו ממנה בטרם פגיעה לא הצביעו על שדה מגנטי ירחי. החללית נשאה את סמל הפטיש והמגל.

לונה 3
ב־4 באוקטובר 1959 שוגרה החללית כדי לצלם את צִדו הנסתר של הירח. בשל מטרת הטיסה ואופייה כונתה החללית בידי משגריה בשם “התחנה הבין־כוכבית האוטומטית”. משקל החללית היה 1,500 ק”ג. 280 ק”ג ממשקל החללית שקל תא המכשירים. בחללית היו שתי מצלמות קולנוע 33 מ”מ ומעבדת פיתוח אוטומטית שהייתה במרכז החללית. ב־7 באוקטובר הייתה החללית במרחק 6,200 ק”מ מהירח וצילמה את צִדו הנסתר במשך 40 דקות. לאחר מכן היא חזרה לכדור הארץ ובמרחק 20,000 ק”מ ממנו היא שִדרה את התמונות באמצעות מתקני רדיו מיוחדים לשידור תמונות. התברר שמרבית פני השטח בצד הנסתר של הירח הם מישוריים וישנם מעט הרים גבוהים ומכתשים עמוקים. ברית־המועצות פרסמה שלושה תצלומים. שני מקומות קיבלו את השמות “ים מוסקווה” ו”ים החלומות”. בסיום משימת הצילומים לא חזרה החללית לכדור הארץ. במקום זאת היא נכנסה למסלול לולאתי סביב כדור הארץ והירח. מסלול החללית היה אליפטי. נקודת האפיגיאה מכדור הארץ הייתה 480,000 ק”מ, כך שהכניסה לתחום כוח המשיכה של הירח נעשתה ללא תיקוני גבול. ב־19 במאי 1960 נכנסה החללית לאטמוספירה ונשרפה.

לונה 4
ב־2 באפריל 1963 שוגרה החללית. היא שקלה 1,422 ק”ג. היא שוגרה מלוויין שהוכנס קודם לכן למסלול חנייה סביב כדור הארץ. ב־6 באפריל חלפה החללית במרחק 8,500 ק”מ מפני הירח. הניסויים שערכה החללית נעשו לאחר שנמצא פתרון לשורה של בעיות טכניות הקשורות לכיבוש הירח (זה היה הנוסח המקורי של הרוסים באותה תקופה) – נחיתה על פניו. כאשר החללית הייתה במרחק של 8500 ק”מ מפניו נותק הקשר אִתה. בתום מילוי משימתה נכנסה החללית למסלול סביב כדור הארץ כשנקודת הפריגיאה היא 90,000 ק”מ. במשך הזמן גבר כוח המשיכה של השמש והחללית נכנסה למסלול סביבה.

לונה 5
ב־9 במאי 1965 שוגרה החללית מלוויין שהוכנס למסלול חנייה סביב כדור הארץ. היציאה לירח הייתה ביום השיגור. משקל החללית היה 1,476 ק”ג והיה בה ציוד אוטומטי לקליטת אינפורמציה ורישומה, מצלמת טלוויזיה ומכשירים למחקר כימי של הירח. על החללית היה לנחות על פניו ב־12 במאי לאחר 83 שעות טיסה. 11 דקות לפני הנחיתה נפסקו אותות החללית. מנועי החללית ניצתו מאוחר מדי במרחק 64 ק”מ מהקרקע והחללית התרסקה על פני הירח בים העננים, חמש דקות מוקדם מדי.

לונה 6
החללית שוגרה ב־8 ביוני 1965 במטרה לנחות על הירח. משקל החללית היה 1,442 ק”ג. היו בה מצלמת טלוויזיה ומכשירים למחקר כימי של קרקע הירח. החללית סטתה ממסלולה ונעשו כמה ניסיונות כדי להחזיר אותה לנתיב הטיסה. לשם כך הופעל מנגנון מיוחד. המנוע אמנם ניצת, אך הוא פעל זמן ארוך מהמתוכנן. מהירות טיסתה של החללית הייתה גדולה מדי ובשל כך היא החטיאה את הירח. החללית חלפה במרחק 160,000 ק”מ ממנו ונכנסה למסלול סביב השמש.

לונה 7
ב־3 באוקטובר 1965 שוגרה החללית כדי לנחות על הירח. משקל החללית היה 1,500 ק”ג. היו בה מצלמת טלוויזיה ומכשירים למחקר כימי של הירח. 86 שעות לאחר השיגור ב־7 באוקטובר הופעלו מנועי הבלימה. ההצתה שלהם הייתה זמן קצר לפני המתוכנן ובשל כך מלאי הדלק אזל בעת שהחללית הייתה בגובה רב מעל הקרקע. היא אמנם נחתה אבל בכבדות. המערכות האלקטרוניות התרסקו והחללית הפסיקה לפעול. כמה שניות לפני ההתרסקות באוקיינוס הסערות שודרו כמה תצלומים מפני השטח.

לונה 8
ב־3 בדצמבר 1965 החללית שוגרה. משקל החללית היה 1,551 ק”ג והיו בה מצלמת טלוויזיה ומכשירים למחקר כימי של קרקע הירח. היא אמורה הייתה לבצע נחיתה רכה. ב־6 בדצמבר, לאחר 83 שעות טיסה אמורה הייתה החללית לנחות על הקרקע. הנחיתה לא הייתה מספיק רכה ובשל היא הפסיקה לפעול. ההתרסקות הייתה באוקיינוס הסערות.

לונה 9
לאחר ארבעה כישלונות הצליחה ברית־המועצות (כיום רוסיה) להנחית חללית בלתי־ מאוישת על הירח. הייתה זו החללית לונה 9 ששוגרה ב־31 בינואר 1966. לאחר השיגור נכנסה החללית למסלול חנייה ארצי כשנקודת הפריגאה שלו היא 157.5 ק”מ ונקודת האפיגאה 185 ק”מ. במסלול זה נבדקו מערכות החללית ולאחר שנמצאו תקינות הוצת מנוע השלב האחרון של רכב השיגור שהכניס את החללית לנתיב טיסה שיביאה לירח.

החללית שמשקלה 1,600 ק”ג הכילה “תחנה אוטומטית” – נחתת, בראש קטע ההנעה והבלימה. משקל הנחתת 100 ק”ג, ובראש קטע ההנעה והבלימה קוטרה 0.6 מטר. במהלך הטיסה סטתה החללית במידת מה מנתיב הטיסה והיה חשש שסטייה זו תגדל עד למרחק של 15,000 ק”מ מפני הירח. בעקבות זאת שודרו לחללית הנחיות לביצוע תיקון מסלול נדרש. ב־3 בפברואר, לאחר 79 שעות טיסה נחתה החללית ב”אוקיינוס הסערות” ממערב למכתשי מריוס וריינה. במרחק של 75 ק”מ מקרקע הירח, מד הגובה האלקטרוני הפעיל את מנוע הבלימה רב העוצמה. 48 שניות של דחף בלימה היו דרושות כדי להאט את מהירות החללית מ־9,000 קמ”ש למהירות נחיתה של 15 קמ”ש. זמן קצר לפני הנחיתה נותקה ה”תחנה האוטומטית” ממנגנון הבלימה ונפלה בקרבת מקום כשהיא מוגנת בבלמי זעזועים. הנחתת התגלגלה מטרים ספורים ואחר כך נעצרה בתוך מכתש רדוד. המעטה נפתח והציב את הנחתת, כך שציר הסיבוב של המצלמה היה מאונך לקרקע. בעת ובעונה אחת נשלפו מתוכה ארבע אנטנות, כל אחת באורך 1.25 מטר ושִדרו ארצה את דבר הנחיתה המוצלחת. למעטה ארבעה חלקים, (בצורה של עלים) והוא ממלא תפקיד של רגלי נחיתה.

השידורים החלו 4 דקות ו־10 שניות לאחר הנחיתה. התמונות נראו בבהירות רבה. בתמונות נראים מכתשי הירח, אבנים קטנות שהטילו צללים ארוכים וחדים ועצמים בגודל של סנטימטרים אחדים. בין הצילומים ששודרו נראים אבן או גוף דומה במרחק 15 מטר מהנחתת וכן חלקים ממנה. סך הכול שִדרה החללית 30 תצלומים פנורמיים משלוש זוויות הארה שונות של השמש בשלושה ימים. הצילומים התרכזו בקצה המזרחי של “אוקיינוס הסערות”. כושר ההפרדה של המצלמה 1– 2 מ”מ.

מדעני החלל למדו מתמונות אלה שפני הירח הם משטח קשה ונקבובי שעל פניו מפוזרים סלעים חדים ואבנים קטנטנות. עומקה של קרקע זו מגיע ל־6 – 10 מטר. היא דומה במבנה שלה לחומר קצף מלאכותי. חומר ירחי זה הקרוי “לוניט” אינו נמצא על כדור הארץ. הוא מורכב מאפר וולקני ומחומר מטאוריטי שצפיפותו דומה לצפיפות המים. בעומק מטר אחד הטמפרטורה שלו היא 35 מעלות מתחת לאפס. בעומק של מטרים אחדים הטמפרטורה גבוהה ב־20 מעלות. הקרקע באתר הנחיתה היא די מוצקה לשאת את משקלם הרב של חלליות מחקר וחלליות מאוישות. מכשירי החללית גילו מינרלים לא ידועים וזהב. הסוללות הפסיקו את פעולתן לפני סיומו של היום הירחי.

לונה 10
ב־31 במארס 1966 החללית שוגרה. ב־3 באפריל נכנסה החללית למסלול סביב הירח שמרחקיו מהקרקע 349- 1,017 ק”מ, זווית הנטייה 72 מעלות ומשך הקפה שעתיים ו־58 דקות. עם כניסת החללית למסלול סביב הירח שידוריה פסקו, אך חודשו כעבור כמה דקות. משקל החללית היה 1,600 ק”ג. תא המכשירים שקל 245 ק”ג ממשקל זה. לאחר הכניסה למסלול סביב הירח, תא המכשירים ניתק מהחללית. היו בו מכשירים לחקר זרמי פלסמה שמשית, קרינות גמא ואינפרה אדום מפני השטח ובדיקת ההרכב הכימי של הקרקע. מצלמת טלוויזיה לשידור 10 תצלומים של פני השטח, מגנטומר לחקירת השדה המגנטי של הירח שרגישותו גדולה פי 15 מזה שהיה בלונה 2 וחקירת מיקרו מטאורידים. ציוד נוסף שהיה בתא המכשירים כלל ציוד רדיו ומערכת טלמטרית, מערכת חום וכוח ומיקרו מנועים לייצוב התא במסלולו. אחת המטרות העיקריות של הטיסה הייתה לבדוק את השיטה הטובה ביותר להכנסת חלליות למסלול סביב הירח.
מכשירי החללית הראו שלירח שדה מגנטי חלש, אם כי הומוגני וסדיר, חגורת קרינה שעוצמתה 1/100,000 מזו של כדור הארץ. הקרינה שבקרבת הירח אינה מהווה מכשול לטיסות מאוישות אליו. החלקיקים המטאורידיים סביב הירח צפופים יותר מאשר במרחב החללי. במרחב הסמוך לירח קיימים זרמי אלקטרונים שעוצמתם עשרות אלפי אלקטרו וולט. ריכוזם של קרני גמא גבוה יותר בסלעי הירח מאלה שבסלעי כדור הארץ. מקורה של הקרינה היא מאורניום, תוריום ואשלגן רדיואקטיבי ודומה לבזלות ארציות. מבחינה טופוגרפית ה”אגמים” מוארכים בצד הנסתר.
סחרור קל הורגש בחללית בעת שהקיפה את הירח, אולם זה לא הפריע לה במילוי משימתה. החללית השלימה את משימתה לאחר ההקפה ה־460 (ביום ה־52) עם התרוקנות מצבריה.

לונה 11
ב־24 באוגוסט 1966 שוגרה החללית. משקלה 1,640 ק”ג. ב־28 באוגוסט נכנסה לונה 11 למסלול סביב הירח שמרחקו מהקרקע 160- 2,000 ק”מ, זווית הנטייה 27 מעלות ומשך הקפה שעתיים ו־58 דקות. הפעם נבחרה זווית נטייה נמוכה כדי לחקור אתרים הסמוכים לקו המשווה. מטרת הטיסה הייתה להמשיך במחקרן של חלליות קודמות – שיפור בטכניקות להכנסת חלליות למסלול סביב הירח וביצוע מחקר מדעי בסביבתו של הירח.
בשל תוצאות מדידותיה של לונה 10, שונה במקצת מכשורה של לונה 11 והוא כלל:
1. מכשיר לקליטת קרני גמא הנפלטים מפני הירח כדי לבדוק את הרכבם הכימי של הסלעים.
2. מכשיר לבדיקת הפלורסנטיות של קרני X מפני הירח כדי לבדוק את היסודות הכימיים המצויים בסלעיו.
3. מצלמות טלוויזיה שהיו צריכות לשדר מ־30 באוגוסט.
4. מכשיר לבדיקת השדה המגנטי של הירח.
5. מכשיר לבדיקת השתנותם של מסלולי לוויינים.
6. מכשיר לחקירת תופעות פיזיקליות.
6. מכשיר רדיו אסטרונומי לבדיקת גלי רדיו קוסמיים ארוכים.
ב־1 באוקטובר, לאחר 177 הקפות לונה 11 החלה בגלגול בלתי מבוקר והיא הפסיקה לעבוד.

לונה 12
ב־22 באוקטובר 1966 שוגרה החללית. משקל החללית 1,640 ק”ג. היא צוידה במכשירים שנועדו לחקור תנאי קיומם של לוויינים מסביב לירח וחקר החלל שמסביבו. ב־25 באוקטובר נכנסה החללית למסלול סביב הירח שמרחקיו מהקרקע 100- 1,739 ק”מ וכל הקפה נמשכה שלוש שעות ו־25 דקות. כמו לונה 11 גם לונה 12 החלה בגלגול בלתי מבוקר. הפעם הצליחו מדעני החלל לתקן את התקלה. במהלך טיסתה היא נתקלה בקשיי תקשורת. ב־19 בינואר 1967 נותק הקשר עם החללית. לונה 12 צילמה את מכתש אריסטרכוס שבו התעניינו החוקרים באופן מיוחד ואת ים הגשמים. בתצלומים נראים מכתשים בקוטר 15 מטר. לונה 12 בדקה את פליטת קרני גמא מפניו, בדקה את תנאי הקרינה מסביב לירח, את השדה המגנטי שלו ונפיצות מטאורידים סמוך לו. לונה 12 בחנה גם מנוע אלקטרוני לרכב שטח ירחי לעתיד לבוא – הלונחוד.

לונה 13
ב־21 בדצמבר 1966 שוגרה החללית במטרה להמשיך במחקר של לונה 12 ולנחות על הירח. במהלך הטיסה נעשו כמה תיקוני מסלול לאחר. לאחר טיסה של 80 שעות נחתה ב־25 לונה 13 בים הסערות. במרחק של 70 ק”מ מפני הירח הופעלו מנועי הבלימה. לאחר הנחיתה החללית שידרה תמונות מסביבתה. בתצלומים הראשונים נראים מכתשים קטנים ובליטות מחוספסות על רקע של חלוקי אבנים. גודל האבנים הוא עשרות סנטימטרים. התצלומים הפנורמיים מעידים על היעדר אבק באזור הנחיתה. כל התצלומים היו באיכות טובה. לחללית שתי זרועות, באורך 1.5 מטר כל אחת, שנפרסו לאחר הנחיתה ומטרתן הייתה למדוד את חוזק הקרקע על־ידי תקיעתן בקרקע ואת משקלם הסגולי של סלעי הירח ואת הרדיואקטיביות של פני השטח. באמצעות מתקן מיוחד שהיה צמוד למוטות אלה. שישה ימים לאחר הנחיתה נותק הקשר עם החללית.

לונה 14

ב־7 באפריל 1968 שוגרה החללית וב־10 ביולי היא נכנסה למסלול ירחי שמרחקיו מהקרקע 160- 870 ק”מ, זווית הנטייה 42 מעלות ומשך הקפה של הירח שעתיים ו־40 דקות. החללית שוגרה ממסלול חנייה ארצי. על החללית להמשיך בחקירת הירח וסביבתו, לבדוק את כוח המשיכה שלו והשדה המגנטי שלו, לבדוק קשר בין מסות כדור הארץ והירח, למדוד את יציבותן של אותות רדיו הנשלחים לחללית במקומות שונים ביחס לירח ולערוך בדיקות מתקדמות ביותר למנוע האלקטרוני של גלגלי הלונחוד. החללית ליקטה חומר על תנועת הירח כדי לאפשר לחוקרים לפתח תיאוריה שתסביר תופעה זו והיא מדדה גם חלקיקים מהשמש. התברר כי האדם יכול להיגמל מההשפעות הקטלניות של הקרינה הקוסמית על פני הירח, על־ידי בניית מקלטים בקרקעיתו.
לונה 15
ב־13 ביולי 1969 שוגרה החללית מלוויין שהקיף את כדור הארץ. מטרות הטיסה היו:
1. לנחות על הירח, לאסוף מדגמי קרקע ולחזור לכדור הארץ.
2. לערוך ניסויי המערכות של תחנת החלל האוטומטית.
3. לעשות מחקר מדעי של הירח וסביבתו.
בחללית זו היו מכשירים רבים, מה שהעלה את משקלה ואת משך טיסתה ביחס לקודמותיה. לונה 15 טסה 102 שעות עד שהגיעה לירח, 20 שעות יותר מקודמותיה. במהלך הטיסה נבדקו מכשירי החללית ונעשה רק תיקון מסלול אחד. ב־17 ביולי היא הגיעה לירח ונכנסה למסלול אליפטי מסביב לו שמרחקיו מהקרקע 56 – 204 ק”מ, זווית הנטייה 127 מעלות וכל הקפה שעתיים ו־30 שניות. ב־19 ביולי שונה מסלול החללית פעם שנייה. מסלול הטיסה הוא 16 -106 ק”מ ומשך הקפה 112 דקות.

בניגוד לחלליות הקודמות לונה 15 יכולה הייתה לנחות באזורים שונים על־ידי שינוי המסלול הירחי. ב־21 ביולי השלימה החללית 52 הקפות. בסיום ההקפה האחרונה הופעלו מנועי הבלימה לקראת נחיתה. תקלות שונות הביאו להתרסקותה של החללית. מקום הנחיתה היה ים המשברים. 800 ק”מ מאתר הנחיתה של אפולו 11. לונה 15 פגעה בירח ארבע דקות לאחר הירידה, מהירות הפגיעה הייתה 380 קמ”ש.

יש לציין שאותות הרדיו מהחללית נפסקו ארבע דקות לפני המראתה של אפולו 11. התעורר חשש ששידורי החללית יגרמו להפרעות בתקשורת של אפולו 11 ולבקשת האמריקנים הסכימו הרוסים שלא לגרום להפרעות.