Az Apolló missziók elhomályosították

Volt egy szovjet program, amiben a hatvanas évek technikájával távirányítással vezéreltek egy járművet a Földtől 384 000 kilométer távolságban. Ez volt a Lunohod program, ami két sikeres küldetésig jutott. A Szovjetunió történelmének egyik legnagyobb technológiai eredménye volt ez a holdjármű. A szerkezet megelőzte korát, és rengeteg technikai újítást született a fejlesztések során. Természetesen az egész projekt szigorúan titkos volt, a benne résztvevő mérnökök családtagjai is csak akkor tudták meg a jármű létezését, amikor már a Holdon gurult.

1961 május 25 én Kennedy elnök azt ígérte, hogy egy amerikai űrhajós még abban az évtizedben a hold felszínére lép. Hruscsov pedig felvette a kesztyűt, és megindult a küzdelem a Holdért.

A Szputnyik program szülőatyja, Szergej Koroljov titkos álma volt egy Holdbázis építése. A terv első lépéseként földi vezérlésű automata járműveket akartak küldeni égi kísérőnkre. Koroljov összegyűjtött egy olyan csapatot akikről úgy gondolta képesek lesznek egy ilyen szerkezetek megtervezésére és megépítésére. Érintkezésbe lépett a Vörös Hadsereg leningrádi szállítási részlegével, ahol rohamkocsikat gyártottak. A mérnököknek parancsba adták, hogy rakják össze a jövőbeli holdjármű vázát, amely képes lesz az égitest még szinte teljesen ismeretlen felszínén egy a Földön lévő ember távirányításával haladni. A mérnökök egyike, Alexander Kemurdzsian lett az egész program szíve, lelke. Ő először nehézfegyverzetű páncélautó tervezőmérnök volt, később kinevezték a légvédelmi erők kutatási és tervezési vezetőjévé. Mindenki tisztelte, mert elterjedt a híre, hogy a leghihetetlenebb szerkezeteket is meg tudja tervezni és össze is tudja rakni. Kollégáival együtt a fejlesztés alatt egy sor nem várt problémával szembesültek. Hogyan lehet irányítani egy járművet ilyen hatalmas távolságból, és hogy lehet megjósolni miként fog működni a Földitől eltérő gravitációs környezetben. Az 1963-as fejletlen számítástechnikával ez megoldhatatlan feladatnak látszott. 

A robot építés tudománya nem igazán létezett akkoriban, ezért a tudóscsoportnak mindent magának kellett kitalálni, összerakni és kipróbálni. A legvadabb ötlet is beválhatott, hiszen semmiféle tapasztalat nem volt. Építettek is egy halom járművet, olyat persze lehetetlen lett volna, ami homokon és sziklán egyaránt elboldogul. Koroljov a legkiválóbb szovjet tudósokkal konzultált, és úgy gondolta, hogy a Hold felszíne kemény - ez az első kőzetminták vizsgálata során be is bizonyosodott. A következő sarkalatos kérdés az volt, hogy vajon kerekekkel vagy hernyótalppal szereljék fel a járművet. Mivel az utóbbi nagyobb energiát igényel, ezért ez gyorsan eldőlt. Két évvel az első vázlatok papírra vetése után 1964-ben elkészült a prototípus (fenti kép). A négykerék hajtású robotteknős egy japán gyártmányú kamerával a tetején elindult próbaútjára. Ezután elkezdtek dolgozni a távirányító rendszeren és a tervezőknek tesztelni kellett a jármű reakcióit az irányító parancsokra. Alexander Kemurdzsian ezután a sokadik mechanikus problémával találta szembe magát. Vákuumban a fogaskerekes hajtások másképp viselkednek, mint a Földi légkörben, ezért kritikus részeket kis túlnyomásos kamrákban helyezték el.

1965-ben Szergej Koroljov a Lunohod teljes projektjét áthelyezte a moszkvai székhelyű Lavocskin intézetbe, amely űrkutatási kísérletekre szakosodott. Georgíj Babakin vezérigazgató személyesen ellenőrizte a fejlesztést. A guruló teknőst felszerelték elektronikus és tudományos kiegészítőkkel, és egyre jobban hasonlított a végleges verzióra. 1966 januárjában Szergej Koroljov életét veszti egy rutin műtét során és vele együtt a sírban szállnak azok a remények, hogy még Amerika előtt meghódítják a Holdat. Babakin azonban újjáéleszti a bizakodást és napi 24 órában folytatódik a Lunohod tesztelése. Ekkor már a hőmérséklet szabályzó rendszereket építik be a szerkezetbe. A holdjáró 1966 végére készen állt a küldetésre, de nem voltak emberek akik a járművet irányítsák.

A program vezetői a Vörös Hadsereghez fordultak segítségért. 1966 végén a legnagyobb titokban a teszteredmények alapján végül 15 embert választottak a feladatra. Övék lett a megtiszteltetés, hogy irányíthatták a holdjárót. Szimferopol mellett felépítették a teszt pályát, a kezelők csak a monitoron keresztül látták mi történik és a vezérlő jeleket is késleltették (ez okozta a legnagyobb problémát), minden olyan volt, mintha a jármű a Holdon lett volna.

1968 novemberére a kezelők készen álltak, de az Atlanti-óceán túlpartján is nagy események történtek, december 21 én elindult az Apolló 8, és három emberrel a fedélzetén Hold körüli pályára állt. A szovjetek két szondája a Luna-9 és a Luna-13 is sikeresen visszatértek és elárasztották a világot a Hold felszínéről készült fotókkal, de az N1-es rakéta ismétlődő bukásai után a Szovjetuniónak nem volt esélye arra, hogy Amerika előtt lépjen a Holdra. A becsületet már csak Georgíj Babakin és Alexander Kemurdzsian titokzatos találmánya, a Lunohod menthette meg.

1969 elején a holdjárót és landoló szerkezetét berakták egy Proton rakéta felső részébe, és egy évtizednyi fejlesztés után készen állt a Holdért folytatott verseny újabb fordulójára. Közel volt a szovjet siker, de a bajkonuri kilövőállomásról fellőtt rakéta nem sokkal a start után felrobbant. A füstben egy évtizednyi remény és kemény munka szállt el, de ezzel a megpróbáltatások nem értek véget, a kegyelemdöfés még hátra volt, végig kellett nézniük az amerikai sikert.

1970 november 10 én Szimferopol irányító termét elárasztották a technikusok és a kezelők, 03:44 kor a Proton rakéta felemelkedett és a Lunohod-1 útra kelt, majd négy és fél nap múlva sikeresen landolt a Holdon. A teljes program persze hadititoknak minősült, kivéve a landolás tervezett időpontját, mert ezt a csillagvizsgálókból nyomon tudták követni. A leszállás után viszont ismét fátyol borult a projektre. 16 hónappal Neil Armstrong történelmi lépése után eljött a szovjet mérnökök pillanata, a Lunohod legurult a rámpán és az alumínium-titánium kerekek megérintették a felszínt, bár egyetlen szovjet űrhajós sem állt a Holdon, de ott volt az a kis jármű, amely szovjet parancsnoknak engedelmeskedett. A moszkvai rádió leadta a Himnuszt, az egész birodalom ünnepelt és a vezetők újra reménykedni kezdtek a Szovjetunió felemelkedésében. A nemzetközi lapok is írtak a sikerről, de szerintük az elismerés a szovjet tudósokat és mérnököket illette meg.

Kiadták az utasítást a spirális antenna kibocsátására és a napelemeket tartalmazó fedél felnyitására. Az irányító teremben azonban nagy nyomás nehezedett a kezelőkre, hiszen ki voltak szolgáltatva a Hold felszín minden apró kiszögellésének, ráadásul két méter megtétele után fény derült az első problémára. Az elől lévő pásztázó kamerák túl mélyen helyezkedtek el és ez olyan látómezőt eredményezett, mintha az aktuális sofőr négykézláb haladna a felszínen. Lehetetlen volt idejében észrevenni a köveket, vagy a gödröket. Kitört a pánik amikor a jármű belecsúszott egy mélyedésbe, ráadásul belső hőmérséklete is kritikusan megemelkedett, emiatt azonnal kikapcsolták az energiaellátást, ami ugyan nem a szabályok szerint történt, de cselekedni kellett, mert nem akarták megkockáztatni a holdjáró elvesztését.

Ezután a jármű 10 hónapig tökéletesen működött, 11 kilométert tett meg, számtalan talajelemzést végzett és több mint 20 000 képet, valamint 200 panorámaképet küldött a földi irányítóközpontba. Végül 1971. szeptember 14-én 301 nap, 6 óra és 37 perc működés után végleg kimerültek energiaegységei, fedele nyitva maradt. Sokáig azt sem tudták, hogy pontosan hol is található, míg 2010. április 22-én fel nem fedezte az amerikai Lunar Reconnaissance Orbiter.

1973. január 15-én a Luna-21 is leszállt, rajta az elődjénél valamivel modernebb Lunohod-2-vel. Akárcsak korábbi társát, ezt a holdautót is a két hétig tartó holdi nappal során bolygónk felszínéről irányították, míg a hosszú és hideg éjszakák alatt mozdulatlanul várakozott, és radioaktív energiaforrás akadályozta meg a túlzott lehűlését. Öt Hold-nappalon át (körülbelül 4 hónapon keresztül) üzemelt. Munkáját túlhevülés miatt szüntette be: holdpor jutott néhány berendezésére, amitől a belseje nem tudott lehűlni.

A Lunohod–3 volt a szovjet Luna-program keretében a harmadik ember alkotta automata, amit a Hold felszínére kívántak juttatni. Televíziós rendszere már háromdimenziós képeket tudott készíteni. A földi tesztek befejezésével az űrjármű készen állt feladatának végrehajtására. Egyéb okok (pénzügyi, stratégiai) miatt nem történt meg az indítása. Az elmaradt felbocsátás helyett az űrkutatási múzeum, ismeretterjesztést segítő bemutató példánya lett, amint azt a lenti képen láthatjuk.

Nagyjából ennyi a sztori, ami ezzel nem ért véget, de most nézzük meg a holdjáró felépítését, valamint működését.

Első körben beszélnünk kell a követőállomásokról. Ezekből hat nagyobb mérettű antennával rendelkező helyet jelöltek ki a küldetés figyelésére. Közülük - ideális fekvése miatt - a Krím félszigeten elhelyezkedő Szimferopol állomás lett a központ, innen sugározták a parancsokat és az irányító személyzet is itt teljesített szolgálatot.

Az állomást még 1960-ban kezdték építeni Evpratoria falu közelében. A hozzá tartozó Plutón kódnevű rendszer három egységből állt, egyik az ADU-1000, amely 8 darab 16 méter átmérőjű parabolát tartalmazott. Néhány kilométerrel távolabb egy adót építettek, ami egy 32 méteres TNA-400 parabola antennával üzemelt. A Plutón adó rendkívül nagy teljesítményű volt, impulzus üzemmódban 250 megawattot tudott, ami azt jelenti, hogy 65 millió kilométer távolságból 15 watt visszajött a Vénusz felszínéről .1973 és 1978 között még egy 70 méteres antennával egészült ki az állomás. Egészen 1966-ig ez volt a legnagyobb mélyűr kommunikációs rendszer a világon. A Szovjetunió széthullása után sajnos a vasgyűjtők kedvenc helyévé vált, mivel Ukrajna nem tartotta üzemben tovább a rendszert, de miután a Krím visszakerült Oroszországhoz a Roszkoszmosz azt ígérte, hogy rendbe hozza és modernizálja az állomást.

A Lunohod-1 fedélzetén lévő számítógépekről semmilyen információ nem található, de nagy valószínűséggel a vezérlés egyszerű logikai áramkörökre épült, amik reléken keresztül kapcsoltak be különböző egységeket. Pár relé meg is hibásodott a tesztek során. Ezeket a rádió csatornán keresztül irányították, és a visszajövő adatok alapján a Földön végeztek számításokat. Természetesen különböző védelmek, időzítők és szabályzó áramkörök be voltak építve a szerkezetbe.

A jármű mini tudományos laboratóriumként is funkcionált. Hordozott magával különféle mechanikus szondákat, kémiai elemző rendszert, röntgen- és kozmikus sugárdetektorokat, valamint egy rakás hőmérséklet és nyomásmérőt. A Lunokhod-1 súlya 756 kg, hossza 2,2 méter, szélessége pedig 1,6 méter volt. A jármű teljes energiafogyasztása annyi volt, mint egy háztartási vasalónak. A Lunohod-2 80 kilóval nehezebb volt és energiából is több kellett neki.

A nyolc kerék egyedi meghajtással és független torziós felfüggesztéssel rendelkezett, mindegyik kerékagy tartalmazott egy elektromos motort, egy reduktort, féket, valamint fordulatszámlálót és a hőmérsékletmérőt. A fordulás a megfelelő kerekek sebességének és forgásirányának megváltoztatásával történt. Ha mindkét oldalon csak egy kerék maradt üzemképes, a jármű akkor is tudott mozogni. Hátul középen volt még egy kilencedik kerék, ami mellé egy penetrométert építettek, ezzel a talaj keménységét vizsgálták.

A holdjáróra háromféle antennát szereltek. Volt egy nagy nyereségű, motorral állítható, spirális (helix) antenna, ez 186 MHz-en működött és a képanyag közlekedett rajta analóg FM modulációval. Nem világos, hogy ezt mivel vették, hiszen a követő állomáson lévő parabolák nem igazán ezen a frekvencián szoktak működni. A közepes nyereségű kúpos antennát az összes szovjet szondán az adatkapcsolat fenntartására használták. Ezen keresztül történt a távvezérlés és a telemetriai adatok áramlása a 770 MHz-es frekvencián. Két külön vivőt tartottak fent az oda és a vissza iránynak. A jármű valamilyen adattal visszaigazolta a parancsok végrehajtását. Volt még négy darab egyszerű ostor antenna, amik a jármű testén körben helyezkedtek el. Ezekről annyit tudunk, hogy kettő adó, kettő pedig vevő antenna volt és valamilyen távolságmérő, vagy akadály érzékelő funkciót töltöttek be.

A Lunohod két különálló videó rendszert hordozott. Az egyik az elején emberi szem szerűen elhelyezkedő 2 darab alacsony felbontású kamera. Ezek olyan képeket továbbítottak, amelyek a kezelő személyzet számára kellettek a jármű mozgásának vezérléséhez. A rendszer képátviteli sebessége még az Apolló csökkentett sávszélességű kamerájánál is alacsonyabb volt. Elegendőnek bizonyult 3 - 20 másodperc alatt 1 képkocka, a talajprofil jellegétől és a jármű sebességétől függően. A panoráma kamerák már érdekesebben működtek. Kettő oldalra, kettő pedig felfelé nézett, utóbbiakkal a csillagos eget látták, ami navigációs célokat is szolgált. A képet egy "fotoelektron-sokszorozó cső" szolgáltatta, amivel soronként szkennelték a tájat, majd analóg videojel formájában FM modulációval a Földre küldték a kapott jelet, a spirális antenna segítségével. A 6000 x 500 pixel felbontású panorámaképet a vevőegység egy hőpapíron jelenítette meg.

A holdjáró elején volt még egy tudományos eszköz, amit a szovjet és francia tudósok közösen fejlesztettek. Ez egy lézer reflektor, ami valójában a fényvisszaverő prizma működésén alapul. Arra szolgált, hogy a Földről induló lézersugarat visszaverje és így megmérhető pontosan a Föld-Hold távolság.

A tervezők számoltak a Holdon uralkodó szélsőséges hőmérsékleti viszonyokkal. A nappali hőmérséklet általában +50 fok, ami néhány óra alatt 200 fokot csökkenve, -150 fokos hidegbe válthat. Egy hőpalack megoldást választottak, ezért lett a jármű ezüst színű és dupla falú. A műszerek által termelt hőt is hasznosították. A Lunohod működése alatt nappal haladt, néha megállt, hogy napelemei segítségével feltöltse akkumulátorait. Éjjelente hibernálták a következő napfelkeltéig, ezalatt radioizotópos fűtéssel melegítették, hogy ne fagyjon el. A jármű előkészítése a Hold éjszaka két hétére úgy történt, hogy keleti irányba fordították, ugyanis így a felkelő nap első sugarai a napelemre estek. Nappal viszont a túlmelegedéstől kellett védeni, ezért saját hűtőrendszere volt.

A járművet üzemeltető földi személyzet 5 tagból állt: csoportvezető, sofőr, navigátor, antennakezelő és mérnök. A jármű mozgatását egy speciális konzolon elhelyezkedő joystick segítségével végezték. A vezérlő egységen egy televíziós képernyőn jelentek meg a telemetriai adatok és az alacsony felbontású kamerákról érkező kép. Az antennakezelő folyamatosan a legerősebb jelet kereste. Három csapat váltotta egymást és két tartalék személyzet állt készenlétben, kivétel nélkül mindenki 28 és 34 év közötti férfi.

A történet folytatódik, ugyanis 1986-ban a Csernobili katasztrófa idején a Kreml vezetőségének eszébe jutott a holdjáró, és Moszkvába szólították a tervezőket, akik három hónapot kaptak arra, hogy kifejlesszenek egy távirányítású járművet, amely képes eltakarítani a hármas reaktor tetejére rakódott radioaktív hulladékot. Elkészült az SZTR-1, ami egy teljesen automata titánium buldózer volt. Fogazott kerekei fém ötvözetből készültek, melyek lehetővé tették a nehéz terepen való közlekedést. Egy akadályokkal teli tesztpályán vizsgálták, utána elindult Csernobilba. Sajnos a magas sugárzás miatt nem bírta sokáig, a szabadtéri múzeumban is csak a makettje van kiállítva, hiszen az eredeti példányt meg kellett semmisíteni.

A két holdjárművel sikerült elkerülni a szovjeteknek az Egyesült államoktól elszenvedett megalázó vereséget, de az alkotók mégis hosszú időre feledésbe merültek. A hidegháború alatt minden titkos volt, ami az űrkutatással kapcsolatos. A szovjetunió széthullása után ismerte meg a világ, hogy valójában kik álltak a sikerek mögött. 1990 környékén, ahogy a NASA haladt előre a marsjáró fejlesztésével, egyre inkább elkezdték vizsgálgatni a Lunohod program részleteit. A dolog odáig fajult, hogy a Pasadenai kutatóintézet meghívta Alexander Kemurdzsiant. Azt hiszem azonnal rájövünk mi ihlette a Pathfinder által szállított hatkerekes Sojourner marsjárót, amit a fenti képen láthatunk.

Források: wikipédia, mentallandscape.com, space.com, solarsystem.nasa.gov, iz.ru