חלליות זונד לחקר הירח באמצע שנות השישים

עוד פרק בהסטוריה הארוכה של 55 שנות אדם בחלל.

זונד 3
ב־18 ביולי 1965 שוגרה זונד 3, חללית בין־כוכבית (לפי הגדרת הרוסים ביום השיגור). בדרכה ליעדה חלפה בקרבת הירח, צילמה ומדדה אותו. משקל החללית 950 ק”ג. היא ביצעה 25 צילומים של הירח. לביצוע משימה זו צוידה החללית במערכת צילום וטלוויזיה מיוחדת. ייחודן של מערכות אלה בכך שהן הגנו על סרטי הצילום מפני פגיעותיה ההרסניות של הקרינה הקוסמית. סרט הצילום (25 מ”מ) היה סרט מיוחד שפותח למשימה זו. התצלומים שודרו תשעה ימים לאחר הצילום כשהחללית הייתה במרחק 2.2 מיליון ק”מ. שידור חוזר של התצלומים נעשה במרחק 31.5 מיליון ק”מ.

המעבר הירחי בוצע מעל דרום המישור המשווני שלו. נתיב טיסה זה אִפשר לחללית לכסות חלק נכבד מדרום הירח הבלתי נראה מכדור הארץ. זונד 3 החלה לצלם את הירח כשהייתה במרחק 11,568 ק”מ ממנו, היא חלפה מעל הצד הנסתר שלו, הנמיכה את מרחקה מהקרקע שלו ל־9,219 ק”מ והגביהה אותו שוב. בתצלומיה כיסתה את כל האזורים שלא צילמה לונה 3.

בתצלומיה גילתה החללית פרטים חדשים מפני הירח ובמיוחד כאלה הנוגעים לחומר ממנו מורכבים פני הירח. התצלומים אִשרו את ההנחה שמספר ה”ימים” בצד הנסתר שלו קטן יותר. חצי הכדור הצפוני הנראה מכוסה במספר רב יותר של “ימים”, חצי הכדור הנסתר הוא יבשת רחבה ובו מספר רב של מכתשים. אזור זה הוא רחב וגדול יותר מזה של חצי הכדור הדרומי הנראה.

צורות חדשות התגלו בצד הנסתר. שרשרות של מכתשים הנמשכות לאורך מאות קילומטרים וצורות הדומות ל”ים” – טאלאסואידים – בקוטר 487 ק”מ ומעלה. מספר שרשרות מכתשים ,אשר קוויהם נראים בבירור בשל בהירותם, משתרעים מדרום ל”ים המזרחי” ואורכם למעלה מ־585 ק”מ. מורדות ההרים חסרי צבע וקטנים יותר מאלה הנראים בצד הנראה. הנוף השולט הוא מכתשים. בחצי הכדור הנסתר יותר מ־1,000 מכתשים המתחלקים לשני סוגים. מכתשים שיוצאים מהם קרניים ומכתשים שבמרכזם הרים. המכתשים הם בסדר גודל בינוני בין 2.5 ל־29 ק”מ.

בצד הימני של התצלומים ניתן להבחין באזור כהה שנראה גם מכדור הארץ וידוע בשם “הים המזרחי”. גודלו של האזור התברר רק מתצלומים אלה. סמוך ל”ים המזרחי” נמצאים “ים אטומני” ו”ים וריס”. שני אזורים כהים נוספים התגלו באזור זה. חוקרי הירח הניחו על־פי התצפיות כי צריך להיות ים נוסף שקיבל את השם “הים השטוח” מדרום ל”ים המזרחי”. את ההנחה הזו אישרו תצלומיה של זונד 3. תצלומיהן של לונה 3 וזונד 3 הראו ש־40% מהצד הנראה מכוסים ב”ימים” ו־10% מהצד הנסתר מכוסים גם הם ב”ימים”, אלא שהם גבוהים ובהירים יותר.

זונד 5
החללית הרוסית הראשונה אשר הוחזרה ארצה ממסלול ירחי הייתה זונד 5. ב־14 בספטמבר 1978 שוגרה זונד 5 והיא חזרה ב־21 בספטמבר. טיסה זו נעשתה בשני שלבים: בשלב בראשון הוכנסה החללית למסלול ארצי נייח ונבדקו כל מערכותיה. כאשר התברר שכל המערכות תקינות הוחל בשלב השני והוא הטיסה לירח. החללית דומה לחללית סויוז ולה שני חלקים: חלק אחד הוא תא ציוד ובו מערכות לוויסות הטמפרטורה, מקורות לאספקת חשמל, מערכת ייצוב ומארז מנוע רקטי. החלק השני הוא זה המוחזר ארצה. לתא זה צינה תרמית, מצלמה, רדיו, טלמטריה, תא מכשור עם מנועי ניווט, מדפי שמש, מארז מדעי ומצנחים לנחיתה.
זונד 5 התקרבה למרחק 1,950 ק”מ מהירח, צילמה אותו וביצעה מדידות מדעיות. החללית שידרה תצלומי טלוויזיה ולאחר מכן גם שידורי אלחוט, דיבור, משפטים ומספרים. הניסוי האחרון נעשה בדרך ארצה. משפטים אלה היו מוקלטים מראש ונועדו לבחון קשר עם אסטרונאוטים ליד הירח או על פניו. נערכו גם ניסויים ביולוגיים בצבים, זבובי פירות, תולעים וזרעים. כדור הארץ צולם ממרחק 90,000 ק”מ.

זונד 5 טסה לירח בנתיב “השיבה החופשית”. פירוש הדבר שהיא כוונה קרוב לירח במידה כזו שכוח המשיכה שלו פעל עליה בלי ללכוד אותה. המשיכה הייתה חזקה דיה כדי להטות את נתיב הטיסה חזרה לכדור הארץ. החללית נחתה ב־21 בספטמבר ללא מנועי בלימה. כניסתה לאטמוספירה הייתה בליסטית ללא הסתייעות בעילוי. תחילה היא הואטה על־ידי התנגדות האוויר ואחר כך על־ידי מצנחים. המצנח הראשון נפתח בגובה 7 ק”מ מעל הקרקע כשהמהירות היא 12 ק”מ בדקה. 14 דקות מתחילת השיבה נחתה החללית באוקיינוס ההודי ב־22 בספטמבר. החללית הועלתה על ספינת המחקר האוקיינוגרפי “וסילי גולוניוס”, ומשם הובאה לבומביי שבהודו. כאן הועלתה על מטוס ונשלחה לברית־המועצות.

זונד 6
ב־10 בנובמבר 1968 שוגרה זונד 6. כמו קודמתה היא הגיעה לירח ב”נתיב השיבה החופשית”. היא חלפה על פני הירח ב־14 בנובמבר, וב־17 בנובמבר נחתה בשטח ברית־המועצות. מטרת הטיסה הייתה לשפר את הפונקציות האוטומטיות של טיסה מאוישת לירח. משקל החללית 2,720 ק”ג. כדי להיכנס לנתיב זה נעשו שני תיקוני מסלול, אחד במרחק של 120,000 ק”מ מכדור הארץ והשני במרחק 235,000 ק”מ. ב־14 בנובמבר היא חלפה מאחורי הירח כשמרחקה מהקרקע 2,420 ק”מ תוך כדי צילום פניו, כולל הצד הנסתר בסרטי צילום ולא באמצעות שידור טלוויזיה. כמו בזונד 5 גם בה היה מטען חי, אם כי מפותח יותר.

החללית בדקה גם את התכונות הפיזיות של האזור שבקרבת הירח. נבדקה שיטה מסובכת וטובה יותר לנחיתה המפחיתה את המתח הנגרם על־ידי כוח המשיכה בזמן השיבה ארצה. במקום להשתמש במנועי בלימה המכבידים על החללית הן במשקלם הן במשקל הדלק הדרוש להפעלתם, נעשית ההאטה של תנועת החללית לקראת הנחיתה הרכה, על־ידי חיכוך באטמוספירה. גם אפולו 8 ניצלה את החיכוך האטמוספרי להאטה ראשונית של מהירותה לפני פתיחת המצנחים. אפולו 8 נכנסה לאטמוספירה בבת אחת וזונד 6 עשתה זאת פעמיים והשיגה בכך האטה ניכרת.

צורתה של זונד 6 לאחר שהופרדו ממנה החלקים המיותרים והתקרבותה לכדור הארץ הייתה של קונוס קטום. את תנוחתה ביחס לנתיב טיסתה ניתן היה לשנות בעזרת מנועי ניווט קטנים. בגלל התחממות החללית בכניסתה לאטמוספירה לא הייתה שום אפשרות של תקשורת בינה לבין מרכז הבקרה. לכן צריך היה לכוון את החללית באמצעות מתקנים המצויים בתוכה. החללית נכנסה לאטמוספירה בזווית הנכונה, עברה מרחק מה בתוך האטמוספירה, כשהיא מאטה מהירותה מ־36,000 קמ”ש ל־25,000 קמ”ש וזינקה שוב החוצה במסלול טיסה חופשי. בשלב זה הופעלו מנועי הניווט שהפנו אותה לאטמוספירה בזווית תלולה יותר. כשהחללית הגיעה לגובה של 10 ק”מ מהקרקע מהירותה הייתה 450 קמ”ש. ברגע זה נפתחו המצנחים והחללית נחתה באזור שנקבע לכך מראש בקזחסטן.

שיטה זו שבה השתמשו נקראת טכניקת הניתור והיא קשורה לעילוי אווירודינמי הבא להבטיח שיבה בטוחה ומבוקרת של חללית הנעה לעבר כדור הארץ במהירות ההימלטות. החללית מואטת חלקית על־ידי ההתנגדות האווירודינמית. לאחר מכן נוצר עילוי אווירודינמי המאפשר להעלות את הנתיב מעל האטמוספירה. בנקודה זו החללית יכולה לשוב סופית לקראת נחיתה או לנתר פעם נוספת. מטרת התמרון היא להאט את החללית ובניתור שבא בעקבות זאת, ניתנה אפשרות לפזר את מטעני החום על־ידי הקרנה. העילוי האווירודינמי מאפשר גם חופש תמרון רב בבחירת אתר הנחיתה. נתיב הטיסה של זונד 6 אִפשר הקטנה של המהירות מ־40,000 קמ”ש ל־27,000 קמ”ש בשיא הניתור. לאחר מכן החללית גולשת עד לפתיחת המצנחים. ממצאיה של זונד 6 הראו כי הקרינה הקוסמית על הירח אינה מסוכנת לבני אדם.

זונד 7
ב־8 באוגוסט 1969 שוגרה זונד 7. היא הייתה שונה מקודמותיה בכך שהיא נשאה ציוד משוכלל יותר. משקל החללית היה 2,720 ק”ג. היו בה גם צבים. מסלול טיסתה היה זהה לזה של קודמותיה. ב־11 באוגוסט היא הקיפה את הירח וחקרה אותו ואת סביבתו, צילמה אותו למטרות מיפוי ותוך כדי כך בחרה אתרי נחיתה לחלליות מאוישות. צילומו של הצד הנסתר נעשה ממרחק 2,000 ק”מ. נעשו גם צילומים צבעוניים של כדור הארץ ושל הירח. בטיסה זו נבחנו גם מכשירים המתאימים לנחיתות מאוישות ובכך יש לראות טיסה זו כהכנה לקראת נחיתות מאוישות על פניו. ב־14 באוגוסט נחתה זונד 7 בקזחסטן שבברית־המועצות. החללית חזרה ארצה בעזרת כוח המשיכה של הירח ולא בעזרת מנועיה. שיטת הנחיתה זהה לזו של זונד 6.

זונד 8
זונד 8 שוגרה ב־21 באוקטובר 1970. מטרת הטיסה הייתה לבצע ניסויים שונים:
1. טיסה לירח והקפתו במסלול הזהה לזה של החלליות הקודמות וצילומו. הירח צולם ממרחק של 1,120 ק”מ.
2. לצלם את כדור הארץ. תצלומים אלה צבעוניים והם ישודרו ארצה.
3. לבדוק את מערכות החללית.
כאשר זונד 8 סיימה את משימתה היא חזרה ארצה וב־27 באוקטובר נחתה באוקיינוס ההודי. הפעם הכניסה לאטמוספירה נעשתה מהחצי הכדור הצפוני ולא הדרומי. כניסה מדרום מאפשרת נחיתה בברית־המועצות.
שיגורים לא רשמיים לירח אשר נכשלו
1. 4 בינואר 1963 – שוגרה חללית ירחית במסלול חנייה ארצי. הצתה חוזרת נכשלה והחללית נשארה במסלול סביב כדור הארץ.
2. 5 בפברואר 1963 – המאיץ של החללית כשל. החללית נפלה לאוקיינוס השקט ליד הוואי.
3. 1968 – נעשה ניסיון לשגר לירח חללית, לאסוף דגימות קרקע ולחזור ארצה. הניסיון נכשל.
4. מאי 1969 – המשגר התפוצץ לאחר השיגור.
5. יוני 1969 – המשגר התפוצץ לאחר השיגור.
6. 23 בספטמבר 1969 – ביום זה שוגרה החללית קוסמוס 300. היה עליה להגיע לירח והיא לא הצליחה להגיע. היא נכנסה למסלול סביב כדור הארץ שמרחקיו מהקרקע 208-190 ק”מ, זווית הנטייה 51.5 מעלות ומשך הקפה 88.2 דקות.
7.22 באוקטובר 1969- ביום זה שוגרה קוסמוס 305. היה עליה להגיע לירח וגם היא לא הגיעה. היא נכנסה למסלול סביב כדור הארץ שמרחקיו מהקרקע 205-193 ק”מ, זווית הנטייה 51.5 מעלות.
8. אפריל 1973 – חללית ירחית כנראה עם לונחוד התרסקה באוקיינוס השקט.