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Martes, 4 febrero 2014
Astronáutica

Gran Enciclopedia de la Astronáutica (253): Zond (Object 3MV)

Zond (Object 3MV)

Sonda; País: URSS; Nombre nativo: Зонд

El nuevo modelo de sondas interplanetarias ideado por la URSS, después de las 2MV, sería el 3MV, un vehículo que volvería ser definido como explorador tanto de Venus como de Marte, variando para cada misión el instrumental instalado a bordo, y ajustando su configuración a las necesidades que cada uno de los planetas imponía. El OKB-1 de Koroliov inició el desarrollo de las 3MV en 1962, si bien antes de terminar el programa éste sería transferido al centro de Lavochkin, cuando la gente del ingeniero jefe se encontró demasiado ocupada con el programa tripulado y con otros igualmente importantes.

Las 3MV serían un nuevo paso adelante, y buscaban ser más fiables en aspectos tales como las comunicaciones o la orientación, evitando pasados problemas que habían provocado la terminación prematura de algunas misiones. Como anteriormente, las 3MV fueron diseñadas en cuatro configuraciones concretas: las 3MV-1 estarían pensadas para el aterrizaje en Venus, las 3MV-2 para sobrevolar este planeta, las 3MV-3 para aterrizar en Marte, y por último, las 3MV-4 para sobrevolar el Planeta Rojo. En función de su destino, la carga útil variaría, así como se incluiría o no la cápsula necesaria para hollar la superficie de su objetivo.

Otro de los principales problemas de las misiones interplanetarias radicaba en la fiabilidad de sus lanzadores. La compleja secuencia de despegue, que precisaba del encendido de una etapa superior una vez alcanzada una órbita de aparcamiento inicial, había concluido a menudo con el abandono de la sondas en el espacio próximo a la Tierra, cuando los motores no funcionaban o se producían otro tipo de fallos. En una época tan temprana de la exploración espacial, los fracasos eran una pésima propaganda para la URSS, de modo que la dirección del programa decidió tomar un giro drástico en la publicidad de sus misiones hacia Venus y Marte. En vez de bautizar a estos vehículos como Venera o Mars, respectivamente, nombre que delataba su destino, se pensó en llamarlas a todas Zond (Sonda), lo cual evitaba anunciar oficialmente el objetivo de la misión, y por tanto, aceptar el fracaso si éste no se lograba.

Las primeras 3MV que volarían lo harían hacia Venus, y con intención de posarse en este último. Esto se consideraba una primicia mayor que sobrevolar únicamente el planeta, por muy difícil que resultara.

Por tanto, la primera 3MV-1 fue preparada para el despegue, y enviada al espacio el 11 de noviembre de 1963. Se empleó un cohete 8K78, que funcionó inicialmente de forma correcta situando a su carga de 890 Kg en una órbita de 216 por 182 Km, inclinada 64,8 grados, junto a su etapa superior. Pero esta última no actuó bien, al parecer debido a una orientación errónea, que habría llevado al vehículo a quedarse en la órbita terrestre. Bautizado por la URSS como Kosmos-21, acabó reentrando en la atmósfera, y destruyéndose, el 16 de noviembre. Su misión de aterrizar en Venus, y depositar en su superficie un escudo de armas de la URSS, resultó pues ser un fracaso.

Occidente comprobó que el lanzamiento se había realizado dentro de la ventana de oportunidad a Venus, lo que hizo sospechar de su objetivo. Su denominación neutra no sirvió para apaciguar estas suposiciones.

La segunda 3MV-1 fue lanzada el 19 de febrero de 1964, pero en esta ocasión su cohete 8K78M ni siquiera permitió su colocación en una órbita baja, ya que un fallo en su tercera fase provocó su destrucción.

[Img #18058]
El lanzamiento el 27 de marzo de la tercera 3MV-1 no fue mucho más exitoso. Una vez más, la etapa superior de escape del cohete, otro 8K78M, se negó a actuar conforme a lo previsto, y la sonda se quedó varada en órbita baja terrestre (198 por 167 Km, inclinada 64,8 grados). Esta altitud sólo la permitió permanecer en el espacio durante 1 día, reentrando entonces para ser incinerada en la atmósfera.

Para esta ventana de lanzamiento, ya estaba listo un segundo vehículo 3MV-1, de modo que éste pudo ser lanzado con prontitud, el 2 de abril de 1964. En esta ocasión, después de pasar por la acostumbrada órbita preliminar de aparcamiento, la etapa superior de su cohete 8K78M sí efectuó con corrección su encendido, y la aceleró para lograr la velocidad de escape.

Ante la evidencia de que todo parecía ir bien, las autoridades soviéticas anunciaron la misión, y la llamaron Zond. En el texto que se distribuyó a todos los periódicos del mundo, sin embargo, no se hablaba para nada de su lugar de destino. Aunque resultaba evidente que la sonda se dirigía hacia Venus, el informe sólo mencionaba que su objetivo era probar de forma exhaustiva los sistemas que llevaba a bordo, y que se emplearían para futuros vuelos interplanetarios automáticos. En otras palabras, la URSS no deseaba dar demasiada publicidad al evento hasta que llegase el momento oportuno. Si todo iba bien, la Zond llegaría a Venus y, con suerte, depositaría su cápsula sobre la superficie del infernal planeta, llevándose otra primicial mundial. Si algo fallaba, la misión no debería ser considerada un fracaso.

Equipada con un pequeño motor de maniobra KDU-414 (S5.19), la Zond realizó la primera de ellas hacia el 3 de abril, intentando ajustar la trayectoria según los planes trazados de antemano. La segunda corrección se efectuó el 14 de mayo de 1964. Los técnicos realizaban periódicamente repetidas sesiones de comunicación con la nave, en cada ocasión que la rotación de la Tierra lo permitiese. Lo más probable es que la última de estas comunicaciones se efectuara precisamente el mismo día de la segunda maniobra. Después, el contacto se interrumpió definitivamente y así lo anunciaron alrededor del día 19. Algo había fallado, de nuevo en el sistema de comunicaciones, pero la prudencia informativa evitó que el suceso tuviera una resonancia muy negativa en la prensa.

La Zond debió sobrevolar Venus hacia el 19 de julio de 1964, a una distancia de unos 100.000 Km de la superficie. No pudo enviar la información que sí obtuvo la Mariner-2 estadounidense, la misma que delató las difíciles condiciones en la superficie de Venus, que a su vez obligarían a los soviéticos a aumentar el blindaje de sus futuras cápsulas de aterrizaje.

[Img #18057]El próximo destino de las 3MV debía ser Marte. Los ingenieros prepararon la versión 3MV-4, ideada para sobrevuelos del Planeta Rojo, y de nuevo sus misiones serían bautizadas con la etiqueta Zond hasta que los vehículos demostrasen que eran capaces de operar correctamente a las distancias implicadas en tales viajes.

Durante el vuelo de la Mars-1, las comunicaciones con la Tierra desde la sonda se desvanecieron a consecuencia de algún problema de orientación respecto a nuestro planeta o a un fallo en el sistema de transmisión de datos. Así pues, los ingenieros situaron una innovación tecnológica a bordo de la que sería bautizada como Zond-2: seis pequeños motores iónicos que ayudarían en el delicado posicionamiento y orientación de la cosmonave, incrementando la fiabilidad del sistema.

La primera 3MV-4 partió desde Baikonur el 30 de noviembre de 1964. Alcanzó la velocidad de escape de forma correcta, pero pronto resultó evidente la falta de suministro eléctrico hacia los instrumentos de la nave: la potencia proporcionada por los paneles solares resultaba ser sólo la mitad de la esperada. Dichos paneles tuvieron un problema durante la apertura, lo que significó un déficit energético notable. Con el alejamiento de la sonda y el aumento de la distancia con respecto al Sol, la cantidad de energía eléctrica suministrada por los colectores solares empezó a ser insuficiente para gobernar la nave, y los experimentos que debían haberse llevado a cabo durante el viaje tuvieron que ser en consecuencia eliminados para ahorrar energía. En cambio, las pruebas del nuevo sistema de motores de plasma se habrían realizado entre el 8 y el 18 de diciembre de 1964.

La Zond-2 continuó su viaje, efectuando en algún momento una breve corrección de trayectoria para preparar un sobrevuelo a no más de 1.500 Km de distancia respecto a Marte. Pero, el 5 de mayo de 1965, las estaciones de seguimiento soviéticas perdían el contacto con ella, cuando se encontraba a 150 millones de kilómetros de la Tierra. Cualquier esfuerzo por restituirlo resultó inútil, quizá por la falta de suficiente fluido eléctrico para alimentar al transmisor de a bordo.

La sonda debió efectuar el sobrevuelo de Marte en el momento previsto, pero la pérdida de contacto imposibilitó confirmar las circunstancias del encuentro y la recepción de ningún tipo de fotografías. Durante algún tiempo, algunos observadores especularon con que la Zond-2 podría haber incluso chocado contra Marte. En caso de no haber sido esterilizada, la nave podría haber contaminado la superficie marciana con microorganismos terrestres.

Si la Zond-2 no chocó con Marte, después de llegar a él el 6 de agosto de 1965, pasó a girar alrededor del Sol en una órbita heliosincrónica de 508 días.

Tras este pequeño "desastre", la URSS esperaría bastantes años antes de proceder con nuevos intentos en dirección a Marte. Uno de los motivos, sin duda, fueron los resultados atmosféricos obtenidos por la Mariner-4. Los vehículos de aterrizaje desarrollados para las sondas soviéticas habían sido construidos siguiendo informaciones incorrectas respecto a la densidad de la atmósfera del planeta. Esta era 13 veces menor de lo que se creía y, por tanto, el diseño de estas cápsulas no hubiera funcionado. Era preciso un cambio total en la arquitectura de estos ingenios y esto debió llevar tiempo. Mientras, su principal interés se centró en la exploración de Venus.

Aún volaría una 3MV-4 más, en el marco del programa Zond. Probablemente se preparó para viajar a Marte, como reserva de la Zond-2, pero dado que esta última inició correctamente su misión, la segunda 3MV-4 se quedó en tierra durante algún tiempo. Quizá hubiera tenido que volar de todas formas, y algunos retrasos la alejaron de la rígida ventana de lanzamiento. En cualquier caso, fue lanzada finalmente el 18 de julio de 1965, fuera de una ventana de oportunidad hacia Marte. Y sus objetivos serían muy concretos: ante la cercanía de la próxima ventana hacia Venus, había que hacer lo posible por comprobar si las futuras sondas lograrían mantener las comunicaciones con la Tierra.

Lanzada el 18 de julio de 1965 con un cohete 8K78, la Zond-3 fue situada en una trayectoria que la llevó a sobrevolar la Luna para después sobrepasar la órbita de Marte. El objetivo era fotografiar primero la cara oculta de nuestro satélite y después enviar las imágenes a la Tierra desde diferentes distancias, ensayando las nuevas técnicas de transmisión, algo que cumplió con total normalidad. La Zond-3 pesó 959 kilogramos. Como sus antecesoras, tenía un aspecto cilíndrico irregular, dos paneles adosados a los lados, diversos apéndices, antenas, sensores y el gigantesco plato para las comunicaciones que dominaba uno de sus laterales. Además del instrumental necesario, fue preparada con un sistema de captación de imágenes que sería accionado en el momento de sobrevolar la Luna. Las cámaras, situadas en el interior de una esfera colocada en la base de la sonda, tomaron 25 fotografías de la cara oculta, desde distancias situadas entre los 9.219 y los 11.568 kilómetros. Finalizada la toma de las imágenes, éstas fueron almacenadas para ser transmitidas a la Tierra posteriormente. Nueve días después del encuentro lunar, cuando la nave se hallaba a más de 2 millones de kilómetros de nuestro planeta, se ordenó a la sonda la transmisión de las fotografías a través de la antena de alta ganancia, siendo éstas recibidas poco después gracias a las estaciones de seguimiento terrestres. Estas tomas, más las que se obtuvieron durante la misión del Luna-3, permitieron componer un mosaico casi completo de la imagen real de la cara lunar que no puede observarse desde la Tierra.

Una vez establecido un nivel básico de calidad de recepción, las fotografías fueron transmitidas de nuevo a 31,5 millones de kilómetros de distancia. Los técnicos pudieron así comparar ambas secuencias y calibrar la pérdida de calidad producida en función de la distancia existente entre el punto de emisión y el de recepción. Durante el mes de marzo de 1966, la Zond-3 había alcanzado ya una distancia respecto a la Tierra superior a 150 millones de kilómetros. Hasta entonces, se habían efectuado más de un centenar de sesiones de comunicación con el equipo de transmisión de la nave, demostrando su buen funcionamiento. Se cumplieron pues varios objetivos: verificar el equipo de captación fotográfica, la utilización del sistema de transmisión en ruta, la recolección de valiosas imágenes lunares y la retransmisión de fotografías desde zonas alejadas (como si se hubiesen tomado durante un encuentro planetario). El éxito logrado proporcionó la suficiente confianza a los ingenieros, que reiniciaron no sólo el envío de sondas a Venus y más adelante a Marte, sino que éstas volverían a ser bautizadas como Venera o Mars. El calificativo Zond quedaría guardado durante unos años, para resurgir en el marco de un programa totalmente distinto: la circunvalación lunar (L-1).

Kosmos-21 (3MV-1-1)

11 de noviembre de 1963

06:23:35

8K78 (G103-18)

NIIP-5 LC1

1963-44A

3MV-1-2

19 de febrero de 1964

05:47:40

8K78M (T15000-19)

NIIP-5 LC1

-

Kosmos-27 (3MV-1-3)

27 de marzo de 1964

03:24:42

8K78M (T15000-22)

NIIP-5 LC1

1964-14A

Zond (3MV-1-4)

2 de abril de 1964

02:42?

8K78M (T15000-23)

NIIP-5 LC1

1964-16D

Zond-2 (3MV-4A-2)

30 de noviembre de 1964

13:12?

8K78

NIIP-5 LC1

1964-78C

Zond-3 (3MV-4-3)

18 de julio de 1965

14:38?

8K78

NIIP-5 LC1

1964-56A








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