חלליות לונה לירח (ד)

פרק אחרון בסדרה המתארת את תולדות תוכנית לונה משנות השבעים

לונה 18

ב־2 בספטמבר 1971 שוגרה לונה 18. חללית זו המשיכה במחקר של קודמותיה והוא חקר הירח וסביבתו. מטרת הטיסה הייתה נחיתה בים הפוריות, בשטח הררי בעל חשיבות מדעית גדולה. חוקרי הירח קיוו למצוא כאן את סלע התשתית המקורי של הירח בהיערכותו המקורית. ב־7 בספטמבר נכנסה החללית למסלול ירחי בגובה 100 ק”מ מהקרקע וזווית הנטייה 35 מעלות. לונה 18 הקיפה את הירח 54 פעם.

בתום ההקפה האחרונה, ב־11 בספטמבר החלה החללית בתמרונים לקראת נחיתתה. ניסיון הנחיתה לא הצליח והחללית התרסקה על הירח. היא נעלמה בהרי אפולוניוס. הקשר עִמה נותק מיד לאחר הפעלת מנוע הבלימה. מדעני החלל הרוסיים שיערו כי הנחיתה נכשלה בשל קשיים טופוגרפיים. הדעה שרווחה לגבי סיבת הכישלון אמרה שלונה 18 התרסקה על קצהו של צוק שנון או הידרדרה במדרון.

לונה 19

ב־28 בספטמבר 1971 שוגרה לונה 19 לירח. מטרת הטיסה הייתה לחקור את הירח וסביבתו ובפרט את השפעת המסקונים שלו, כוח המשיכה של הירח ושדות מגנטיים שבין הכוכבים. ב־3 באוקטובר נכנסה החללית למסלול ירחי שמרחקו מהקרקע 140 ק”מ, זווית הנטייה 40 מעלות ומשך הקפה 122 דקות. ב־6 באוקטובר הונמך המסלול ל־127 ק”מ ומשך הקפה 121 דקות. תמרונים שנעשו ב־26 בנובמבר הביאו לשינוי צורת המסלול לאליפטי. המרחק מהקרקע היה 77– 385 ק”מ ומשך ההקפה 121 דקות. זווית הנטייה נשארה אותה זווית.

בין מכשירי המדידה היו מצלמות טלוויזיה פנורמיות. החללית הבחינה בעשר להבות סולריות רבות עוצמה. קרינת הירח הושוותה עם מדידות דומות שנעשו עם חלליות המאדים מרס 2, מרס 3, חלליות הנוגה ונרה 8, ונרה 7 והלוויינים פרוגנוז 1 ופרוגנוז 2. לקראת סוף אוקטובר 1972 לונה 19 סיימה את תפקידה. היא ביצעה צילומי טלוויזיה רבים של אתרים נבחרים ובדקה אפשרויות שימוש בפנורמות מסלוליות לצורכי ניווט. פלסמה שנצפתה על־ידי לונה 19 בקרבת הירח הוסברה כאינטראקציה בין אור הבא מהחלל לבין פני הירח.

לונה 20
ב־14 בפברואר 1972 שוגרה לונה 20. על החללית היה לחקור את פני הירח וסביבתו, לנחות עליו ולחזור ארצה עם מדגמי קרקע. החללית שוגרה למסלול ארצי נייח ומשם כוונה לעבר הירח. במסלולה הארצי מרחקיה מהקרקע היו 190.5- 237 ק”מ, זווית הנטייה 51.51 מעלות ומשך הקפה 88.73 דקות. ב־18 בפברואר החללית נכנסה למסלול ירחי. המסלול היה מעגלי ומרחקו מהקרקע 100 ק”מ, זווית הנטייה 65 מעלות ומשך הקפה 118 דקות. ב־ 19 בפברואר שונה המסלול לאליפטי. המרחק מהקרקע היה 21 – 100 ק”מ.

לאחר בחירת האתר נחתה החללית. מכשיר צילום פנורמי פוטו טלמטרי שידר ארצה תצלומים שמהם נבחרה סטרוקטורה דמוית ענן אפור לדגימה. הנחיתה התבצעה ב־21 בפברואר לאחר 40 הקפות, ונעשתה בשלושה שלבים: ראשית מנוע החללית הופעל ל־ ארבע דקות ו־27 שניות מה שהנמיך את גובה החללית למרחק 760 מטר מהקרקע. בשלב השני, בגובה זה הופעל מנוע ניווט שהנחה את החללית לקראת הנחיתה. בשלב השלישי נחתה לונה 20 ב־N ‘ 53 0 3 – E ‘ 55 0 56 במקום שבו הייתה צריכה לנחות לונה 18. סך הכול הנחיתה נמשכה שש דקות. מקום הנחיתה הוא מיצר בעל מכתשים גדולים.

החללית שהתה על־פני הירח 27.5 שעות. בזמן זה היא צילמה ובדקה אותו. נטילת מדגמי הקרקע נעשתה בעזרת זרוע מכנית. בשל קשיות בלתי צפויה של הסלע, הזרוע עבדה בשלבים ובהפסקות. המקדח האט את קצב עבודתו בעומק 10 ס”מ. כדי לקררו הוחלט להפסיק זמנית את פעולתו. אחר כך הוא קדח עוד חמישה ס”מ. המקדח הוא מטיפוס מכה סובב עטוף במבדד נגד חום (המקדח של לונה 16 התחמם יתר על המידה) ומסוגל לאסוף מדגמים רכים וקשים. הדגימות הוכנסו למיכל וב־23 בפברואר הוא שוגר ארצה. ב־25 בפברואר נחת המכל באסיה המרכזית, באי שבנהר קרקגוניר, דרום־מערב לדאזקזגאן שבקזחסטן. סופת שלגים שהשתוללה באתר הנחיתה לא הקלה באיתורו של המכל.

בבדיקות הראשונות התאמתה ההשערה של חוקרי הירח שדגימות אלה עתיקות במיליון שנה מימות הירח. הם דומים לאפר. צבעם אפור בהיר וכמה מהן בקוטר 4 – 6 מ”מ. כמו בדגימות קודמות גם בהן נמצאו כדורים זגוגיים.

לונה 21 ורכב הירח לונחוד 2
ב־8 בינואר 1973 שוגרה לונה 21 כשהיא נושאת בקרבה את רכב הירח לונחוד 2. ב־9 בינואר נערך תיקון קל בנתיב הטיסה. ב־12בינואר נכנסה החללית למסלול ירחי שמרחקיו מהקרקע 90 – 100 ק”מ. מִשכה של כל הקפה 118 דקות וזווית הנטייה היא 60 מעלות. הפרסלניון הוקטן מאוחר יותר ל־16 ק”מ. בהקפה ה־41 ב־16 בינואר נחתה החללית במכתש לה מונייר, בים השלווה, 170 ק”מ ממקום הנחיתה של אפולו 17. לונחוד 2 נשא עליו את הדגל הסובייטי ועליו תמונה של לנין והכתובת “50 שנה ברית־המועצות”. במהלך הטיסה לירח, אותות טלמטריים כוזבים כמעט הכשילו את הטיסה.

מבנה הלונחוד

משקל הרכב 850 ק”ג. התוספת במשקל לעומת זו של לונחוד 1 נובעת משיפורים במכשירים והתקנת מכשירי מחקר חדשים. הבקרה והתקשורת שופרו. אחת ממצלמות הטלוויזיה הפנורמיות הורכבה במרכז הרכב. התוצאה – איכות הצילומים השתפרה וזמן השידור ארצה קוצר. קיצור זמן השידור אִפשר פיקוח טוב יותר על הרכב. רפלקטור לייזר פינתי מתוצרת צרפת המשיך במחקרים שבוצעו במכשיר זהה שהיה בלונחוד 1. המטרות הנוספות שבוצעו במכשיר זה הם מדידת קווי הגובה של הירח ביתר דיוק ובדיקת תיאוריה האומרת כי קיימת נדידת יבשות על הירח בדומה לזו הקיימת על כדור הארץ. מכשיר אחר הוא פוטומטר חלל לאור הנראה ולאולטרה סגול. מכשיר זה מיועד למדוד את קרינת האור באזורים שונים של השמים, לצפות בשביל החלב ובשולי הגלקסיה שבה נמצאת מערכת השמש ולמצוא את מקור האור של גלגל המזלות והקשר שלו עם עטרת השמש. כן קיוו לקבוע באמצעות הפוטומטר אם יש עקבות אבק קוסמי ב”אטמוספירת” הירח. חשיבותן של מדידות אלה היא כדי לבדוק את כדאיותה של תכנית להקמת מצפה כוכבים על הירח.

לונחוד 2 הוא בעל כושר תמרון גדול מזה של לונחוד 1. טווח נסיעתו הגדול יותר אִפשר את בדיקתם של שינויים מגנטיים של סלעי הירח והירח בכללותו לאורכו של מסלול נסיעה גדול. מהירות הרכב גדולה פי שניים מזו של לונחוד 1.הטמפרטורה הפנימית של הרכב נעה בין 12 מעלות ל־32 מעלות והלחץ בין 1.01 – 1.09 אטמוספירות. הרכב מונחה בסיוריו על־ידי לייזר. מכשיר זה משמש גם למדידת ההארה של הירח באור הנראה ובאולטרה סגול.

מקום הנחיתה
מכתש לה־מונייר נבחר כאתר נחיתה משום שהוא נמצא באזור מעבר בין “היבשת” לבין “הים” ובאותו אזור מצוי שבר טקטוני באורך 16 ק”מ. תפקיד אחר שהוטל על הרכב הוא לחקור את פני הירח באזור שבין הרמות העתיקות לרמות הצעירות והמלאות לבה דמוית בזלת. חוקרים מהאקדמיה הרוסית למדעים ומסוכנות החלל האמריקנית קיוו שמִמצאיה של טיסה זו וטיסת אפולו 17 ישלימו אלה את אלה. תיאור מדויק של אתר הנחיתה נמסר לסוכנות החלל האמריקנית כדי שיוכלו להפיק תועלת ממכשיר הלייזר. צוות צרפתי שהיה במצפה שעל הר לק (מצפה השייך לאוניברסיטת טקסס- מקדונאלד, ארה”ב) הצליח ב־26 בינואר להתקשר עם הרפלקטור בעזרת קרן לייזר רבת עוצמה. את האותות המוחזרים אפשר היה להשוות עם הרפלקטורים שהציבו אפולו 11, אפולו 14 ואפולו 15.

הנחיתה
הנחיתה בשלביה הסופיים התבצעה במהירות של שני מטרים בשנייה. הנחיתה הייתה כה מושלמת עד כי רגל אחת בלבד נזקקה לבלמי זעזועים. בדיקה מדוקדקת של הקרקע לאחר הנחיתה הראתה שהיא נשארה יציבה ולא הרגישה בשום זעזועים במהלך הנחיתה. זאת יש לזקוף לזכותו של מנוע החללית אשר גילה מהימנות גבוהה ביותר. ספינת מעקב באוקיינוס האטלנטי התריעה על תקלה סמוך לנחיתה – אחת הרגליים לא נפתחה כלל. התברר שזו הייתה אזעקת שווא. התעורר גם חשש שאספקת הכוח לנחתת תיפגם מכיוון שהצלחת, שעליה נמצאים קולטי השמש, הייתה פתוחה במהלך הטיסה לירח.
היום הירחי הראשון, מ־16 עד 26 בינואר
16 בינואר – השעתיים וחצי הראשונות הוקדשו לבדיקה מקיפה של רכב הירח, הנחתת ובדיקות ראשונות של אתר הנחיתה. לאחר נסיעה קצרה הוחנה הרכב ל־48 שעות להטענת המצברים. התצלומים הראשונים הראו שהרכב נמצא במישור חלק בין שני מכתשים קטנים וממולו במרחק שישה ק”מ נמצאים השיאים הנמוכים של הרי הטאורוס.
17 בינואר – פעילות הרכב הופסקה לשעתיים כדי לטעון את המצברים ולבצע בדיקה נוספת ואחרונה של הרכב. לשם כך הוסע הרכב לעבר הנחתת בנסיעה זו כמעט התרחש אסון. זווית הפגיעה של קרני השמש הכבידה על קביעת מרחקים. הרכב התקרב למרחק של ארבעה מטרים מהנחתת והתעורר חשש להתנגשות בין שני הגופים. תושייתם של נהגי הרכב היא שמנעה את ההתנגשות. הם הצליחו להפנות את הרכב לכיוון אחר.
18 בינואר – פעילותו של הרכב חודשה. לונחוד 2 נסע מרחק קצר ולא נמצאה פגיעה בקרקע בעקבות הנחיתה. בדיקות כימיות ראשונות של הרגוליט במכשיר הריפמה (RIFMA) הראו שהרכב הקרקע דומה לתוצאות של לונחוד 1. מרקם הקרקע גס יותר מזה שמצא לונחוד 1, וצפיפות המכתשים וגושי הסלעים גדולה יותר. לאחר הפסקה של שש שעות הרכב הוסע לכיוון דרום־מזרח, לאתר הנחיתה. סך הכול הוא עבר 1,148 מטר. מרחקו בקו אווירי מהנחתת 1,050 מטר.
20 בינואר – הרכב עבר ק”מ אחד וגילה קרקע פריכה מעורבת באדמה.
בלילה הירחי הטמפרטורה הגיעה ל־183 מעלות מתחת לאפס. ביום, בוהקים שמי הירח פי 13 – 15 יותר מאלה של כדור הארץ. הסעת הרכב במעלה הרי הטאורוס כ”רבת תנועה”. הנהגים עברו בדיקות רפואיות ובדיקות שמיעה וראייה לפני כל נסיעה. הם חוברו לחיישנים כאילו הם בעצמם היו על הירח.

היום הירחי השני, מ־9 עד 22 בפברואר

ב־11 בפברואר עבר הרכב דרך של 1,636 מטר. ב־17 בפברואר הוא עבר שלושה ק”מ דרומה מאתר הנחיתה והגיע למכתש בקוטר שני ק”מ הנמצא במורדות הטאורוס. ב־22 הופסקה פעילותם של קולטי השמש לקראת הלילה הירחי והרכב הוחנה.
ביום זה הרכב עבר דרך של 11,067 מטר והוא החליק על פני מדרונות שהזווית שלהם 25 מעלות. באחד המקרים גלגלי הרכב נפחסו (נעשו פחוסים) זמנית כשהוא נע על סלע בלתי יציב. במהלך נסיעתו לכיוון הרי הטאורוס ביצע הרכב מדידות מגנטיות. הוא נע בעקלתון במדרון ההר. ב־80% מתנועת הרכב נמדדה התחלקות של הגלגלים. מגובה 400 מטר צולמו הגדה השנייה של מכתש לה־מונייר והשיאים העיקריים של ההר המצויים במרחק 5 – 6 ק”מ. הרכב ביצע גם צילום בלתי רציף של כדור הארץ כשהוא נראה כ”מגל דק” ברקיע.

היום הירחי השלישי, מ־9 עד 22 במארס

ב־9 במארס הרכב “התעורר” מילא את המצברים של קולטי השמש וב־11 יצא לדרכו כשהוא מחפש נופים מעניינים לצילום סטריאוסקופי פנורמי. הרכב שיגר חמישה נופים סטריאוסקופיים של פני השטח ובחן את המגנטיות של סלעי הירח. ההרכב הכימי של הקרקע, תנאי הקרינה ועוצמת האור בשמי הירח. ב־17 הרכב עבר דרך של 2,230 מטר ולמחרת 3,130 מטר. עד ל – 19.3 לונחוד 2 עשה דרך של 17.68 ק”מ.

היום הירחי הרביעי, מ־7 עד 20 באפריל

ב־10 באפריל עבר הרכב מרחק של שני ק”מ ובדק את ההרכב הכימי של הקרקע בשבר טקטוני גדול שעבר באותו יום. אורך השבר 16 ק”מ, רוחבו 300 – 400 מטר, עומקו 30-50 והוא נמצא במקביל להרי הטאורוס. הרכב נע בזהירות בשפה המערבית של השבר ואחר כך נע במדרון המזרחי. התברר כי זהו סלע בזלתי מוצק שנסדק על־ידי כוחות טקטוניים.
בלילה הקודם הוחנה הרכב שני ק”מ מהשבר ולאחר מכן הוסע במהירות עד למרחק של 200 מטר ממנו. הנסיעה הייתה לקראת הזריחה, אך הרכב לא החל מיד בתצפיותיו. השמש הייתה בזווית נמוכה מדי ומסוכנת לפעולה בקרבת השבר. היה צורך לחכות עד שהזווית תגדל.

עד 19 באפריל עבר הרכב 31 ק”מ. התברר כי הקרקע באזור הסיורים כוללת שטחים גדולים של סלעים משוכבים וחשופים והרגוליט מכסה את שאר האזורים עד עומק של 5 – 30 מטר. הסלעים החשופים מגדילים במידה רבה את מהירותו של הרכב בשעה שבאזורים הנותרים הגלגלים נדבקים לרגוליט.

היום הירחי החמישי, מ־5 עד 18 במאי

ב־9 במאי נע הרכב הרחק מהשבר הטקטוני. הפעם הוא נע בכיוון צפון מזרח. ב־3 ביוני נמסר כי לונחוד 2 סיים את תכנית העבודה שלו. הוא עשה דרך של 37 ק”מ ושידר 80,000 תצלומי טלוויזיה ו־86 תצלומים פנורמיים מפני השטח. רכב הירח גילה שהקרקע מכוסה בשכבה של חלקיקי אבק המפזרת את אור השמש ואור כדור הארץ. הושגו גם נתונים על מבנה אדמת הירח עד לעומק של מאות קילומטרים.
ממדידות שעשה לונחוד 2 במסלול ירחי (לפני הנחיתה), על קרקע הירח ומכדור הארץ התברר שבצד הנראה פני השטח נמוכים בשני ק”מ מהמרכז ובצד הנסתר הם גבוהים ב־9.5 ק”מ (מדידות אלה נעשים ביחס למרכז הירח). תנאי הירח אינם טובים תמיד לתצפית חלל. קרינת השמש לאחר שקיעתה גדולה מהמצופה פי 13- 15 מזו הקיימת על כדור הארץ. הועלתה סברה שכמות גדולה של חלקיקי אבק מפזרת את קרינת השמש. קרינה זו עושה את היום הירחי בלתי נוח לתצפיות אסטרונומיות מהקרקע.
לונה 22

ב־29 במאי 1974 שוגרה לונה 22 לעבר הירח כדי לחקור אותו ואת סביבתו. ב־2 ביוני נכנסה למסלול סביבו. המסלול הוא 220 ק”מ, זווית הנטייה היא 19 מעלות ו־35 דקות. וזמן המחזור 2 שעות ו־10 דקות. ב־9 ביוני המסלול שונה ל־25- 244 ק”מ כדי שתתאפשר רזולוציה במהלך צילומי הטלוויזיה של אתרי הצילום הנבחרים, חקירת התבליט של פני הירח על־ידי מד גובה רדיו ובדיקת ההרכב הכימי של הקרקע על־ידי גלאי קרינת גמא.

ב־13 עם השלמת צילום הירח ומדידתו מקרוב. המסלול שונה ל־299-189 ק”מ. בגובה זה המטרה הייתה למדוד את השדה המגנטי של הירח, שטף המטאורידים, עוצמת האנרגיה של קרינת השמש, ריכוזי פלסמה וקרינה קוסמית ב־11בנובמבר המסלול היה 171- 1437 ק”מ, זווית הנטייה 19 מעלות ו־33 דקות ומשך הקפה שלוש שעות ו-12 דקות. ב־24 באוגוסט 1975 הפרסלניון הונמך ל־30 ק”מ כדי לבצע צילומים טובים יותר של אתר מסוים באמצעות מכשיר אופטי מכני וטלוויזיה. אתר זה נסרק באופן מפורט ושיטתי כמה פעמים. בתום הצילומים הוגבה המסלול והוא היה 100– 1,286 ק”מ, זווית הנטייה 21 מעלות ומשך הקפה שלוש שעות.

לונה 22 עבדה 15 חודשים. היא שידרה נתונים על הרכבם הכימי של סלעי הירח תוך התבססות על מדידת קרינתם והשדה המגנטי שלהם. מדדה את נפיצות האנרגיה של קרינה קוסמית מהשמש וגלי רדיו ארוכים המשודרים מכוכב הלכת צדק וצילמה את פני הירח. תשומת לב רבה הוקדשה לשדה המגנטי של הירח והאנומליות של השדה אשר התגלו במהלכן של טיסות קודמות. תוצאות מדידותיה של לונה 22 תואמו לממצאיה של לונה 19 כדי לוודא בדיוק רב יותר את ההבדלים הגרבימטריים בין חצאי הכדור הצפוני והדרומי של הירח.

לונה 23

ב־29 באוקטובר 1974 שוגרה לונה 23. מטרות הטיסה היו לחקור את הירח וסביבתו, לטול דגימות קרקע מעומק 2.5 מטר, לבדוק את התפקוד הנורמלי של החללית ולהשיג קשר רציף עם מרכז הבקרה. החללית שוגרה ממסלול חנייה ארצי. ב־2 בנובמבר נכנסה החללית למסלול ירחי. המסלול 94 – 104 ק”מ וזווית הנטייה 138 מעלות.
ב־4 בנובמבר בוצע תמרון ראשון ולמחרת תמרון שני והמסלול הועמד על 105-17 ק”מ. לאחר 53 הקפות לונה 13 נחתה בשטח מחוספס בדרום ים המשברים בסמוך ל – W 0 56.5 – N 0 13.5. הנחיתה לא הייתה מושלמת. לונה 23 נפגעה קשות ולא הצליחה להשלים את משימתה. בעקבות הנחיתה הבלתי מוצלחת שונתה תכנית העבודה. החללית עבדה שלושה ימים וב־10 בנובמבר נותק הקשר עִמה.

לונה 24
ב־9 באוגוסט 1976 שוגרה לונה 24 למסלול סביב כדור הארץ ומשם לעבר הירח. המטרה העיקרית של הטיסה הייתה להמשיך במחקר המדעי של הירח ושל החלל בסביבתו. השיגור נעשה באמצעות המשגר -12 SL Proton. ב־8 בנובמבר בוצע תיקון בנתיב הטיסה. ב־14באוגוסט, 104 שעות ו־7 דקות לאחר השיגור, נכנסה החללית למסלול ירחי במרחק של 115 ק”מ מהקרקע, זווית הנטייה 12 מעלות ומשך הקפה שעתיים. ב־16 ו־17 באוגוסט שונה המסלול ל־12 – 120 ק”מ.

ב־18 באוגוסט לונה 24 נחתה בקצה הדרום מזרחי של ים המשברים בנקודה E’ 12 0 62 – ‘ N 45 0 12. לאחר שהופעלו מנועי הבלימה הנחיתה נמשכה שש דקות. מיד לאחר מכן נבדקו מערכות החללית ומצבה של החללית ביחס לקרקע. הקרקע נבדקה ונלקחה דגימה מעומק שני מטרים. הדגימה נלקחה בחפירה אחת והוכנסה לתא שנסגר לאחר מכן הרמטית מכשירי הקידוח נבדקו גם לאחר החפירה. כל הפעולות האלה נמשכו 22 שעות ו־50 דקות עד ה־19 באוגוסט. ביום זה יצאה לונה 24 בחזרה לכדור הארץ. מסלול השיבה ארצה קרוב לזה שתוכנן.

לאחר טיסה של 84 שעות ומחצה ב־22 באוגוסט לונה 24 נחתה 200 ק”מ ממזרח לסורגוט שבמערב סיביר. מצנחיו של המכל הופעלו בגובה 15 ק”מ המבצע הוגדר כ”הצלחה חדשה של המדע הסובייטי והטכנולוגיה הסובייטית בחקר הירח”. ללונה 24 היה מקדח מסתובב המסוגל להרים סלעים קלים וכבדים בו זמנית, כך שהמבנה של הדגימה נשמר בצורתו הטבעית ככל האפשר. התברר שהדגימה מורכבת יותר מאלה שהובאו לפניה. הדגימה נבדקה בשני שלבים. בשלב הראשון שנמשך ארבעה־חמישה ימים היא צולמה, ונחקר התיאור שלה. לאחר מכן באו אנליזות כימיות.

הממצאים הראו שצבע הדגימה הוא אפור כסוף עם פסים חומים. היא דומה לדגימה של לונה 16 אך גרגריה גדולים יותר, הצבע שלה בהיר יותר. גודל הגרגרים חמישה מ”מ והיא אבקתית לדגימה סטרוקטורה למיניצאיטיבית. רואים זאת במשקעים הרציפים שבתחתיתה.