El 4 de octubre de 1959, desde el cosmódromo soviético Baikonur en Kazajstán, la sonda Lunik 3 fue lanzada al espacio en dirección hacia la Luna con una película fotográfica. Tenía una misión, fotografiar el misterioso lado oculto de la Luna. No iba a ser fácil, pero si algo no le faltaba a los ingenieros soviéticos era ingenio y deseos de ganar la carrera espacial.
La carrera espacial estaba en pleno auge. Estados Unidos por un lado y la URSS por el otro con la Guerra Fría de fondo. Dejando un poco de lado en esta ocasión los esfuerzos que se estaban produciendo en el continente americano, la URSS había lanzado dos años atrás Sputnik 1, el primer satélite de la historia puesto en órbita. Pero el objetivo era más grande, era la Luna, por eso el mismo 1959 una sonda llamada Lunik 2 se había estrellado a propósito contra la Luna esparciendo banderines y otros ítems soviéticos sobre su superficie. Una vez más los primeros, en esta ocasión en "tocar" la luna, pero eso da para otra historia.
Algunos fonogramas que envió Lunik 3 de la primera imagen del lado oculto de la Luna. Vía Don P. Mitchell.
Pero había algo que seguía intrigando a los astrónomos, la cara oculta de la Luna. Debido a su rotación que dura lo mismo que su traslación con respecto a la Tierra nunca acabamos de ver la otra parte desde la Tierra, sólo el 59%. Ese 41% que siempre queda oculto hace que que se le conozca como "el lado oculto de la Luna" o a veces "el lado oscuro de la Luna" (este último incorrecto ya que sí que está iluminado por el Sol). Los soviéticos se propusieron ser también los primeros en verlo.
Dirección a la Luna y cruzando los dedos para la asistencia gravitatoria sea real
El cohete que se lanzó el 6 de octubre de 1959 transportaba en su interior la sonda Lunik 3 para que una vez estuviese sobre el polo norte de la Tierra fuese lanzada hacia la Luna. Por la trayectoria que iba a seguir calcularon que llegaría a la Luna en dos días. La sonda no era gran cosa, un cilindro de algo más de un metro repleto de paneles solares, antenas y, claro, una cámara analógica. Pero no contaba por ejemplo con cohetes para acelerar su trayectoria o modificarla drásticamente, tan sólo disponía de unos pequeños propulsores de gas para girarla y variar mínimamente su trayectoria.
Maqueta a escala real de Lunik 3. Vía Wikipedia.
En otras palabras, desde el momento que la sonda abandonó el cohete la suerte estaba echada. Las esperanzas de los ingenieros estaban puestas en los matemáticos que habían hecho los cálculos de la asistencia gravitacional. En principio la gravedad de la Luna en cuanto se acercase la sonda curvaría su trayectoria y luego la lanzaría de vuelta hacia la Tierra. En principio, porque nunca se había puesto en práctica una maniobra de asistencia gravitacional hasta entonces. Para suerte de los matemáticos, estaban en lo cierto y funcionó.
La escasa telemetría que la sonda devolvió a la Tierra indicaba que iba por buen camino hacia la Luna. El 6 de octubre se ocultó por debajo del polo sur de la Luna y se perdieron las comunicaciones entre la sonda y la Tierra (la Luna estaba de por medio bloqueando las transferencias). Fue en ese momento cuando los sistemas automáticos de Lunik 3 se encendieron y se inició la fase crítica. Lunik 3 tenía que fotografiar el lado oculto de la Luna automáticamente y a medida que la gravedad de la Luna hacía que rodease el astro. Cuando una fotocélula a bordo del Lunik 3 detectó que la superficie iluminada de la luna estaba en la línea de visión abrió dos "compuertas" de la cámara. Acababa de tomarse la primera fotografía del lado oculto de la Luna.
Un sello postal de Rumanía conmemorando la hazaña de Lunik 3 y mostrando un diagrama de la asistencia gravitacional que siguió la sonda.
Los propulsores de gas mantuvieron a la sonda mirando hacia la cara de la Luna a medida que se iba desplazando hacia el polo norte. Lunik 3 comenzó a tomar una secuencia de fotos con su cámara mientras trataba al mismo tiempo de encuadrar bien lo que estaba viendo y antes de que se acabase su paso por la Luna. Finalmente emergió por detrás del polo norte de la Luna y se dirigió de vuelta hacia la Tierra debido a la asistencia gravitacional.
Una cámara oscura a gravedad cero
La película fotográfica ya contenía las imágenes, pero traerla de vuelta a la Tierra no era posible sin que se quemase en su entrada en la atmósfera. ¿Solución? Revelar las imágenes ahí mismo en el espacio y enviar los datos por una señal analógica. Dicho y hecho, Lunik 3 contaba en su interior con un cuarto oscuro especialmente diseñado para poder revelar imágenes en gravedad cero y de forma automática sin ayuda de un humano. Como decía, ingenio y deseos de ganar la carrera espacial.
El "cuarto oscuro" automático y diseñado para funcionar en gravedad cero que tenía Lunik 3 en su interior. Vía Space Tracking Notes.
Cuando Lunik 3 consiguió establecer de nuevo comunicación con la Tierra el 8 de octubre empezó a enviar la primera imagen. Un sistema interno en la sonda proyectaba el cada fotograma sobre un fotomultiplicador gracias a una bombilla muy brillante en el lado opuesto. De este modo y modulando la información obtenida según si eran luz u oscuridad (blanco o negro) enviaba los datos por una señal de radio analógica.
Uno de los fotogramas enviados por Lunik 3. Mi nuevo fondo de pantalla en el móvil.
En la Tierra los ingenieros soviéticos recuperaron la señal y la transcodificaron de vuelta para que, lentamente y con mucha paciencia, se fuese obteniendo la imagen completa. Es un proceso muy similar al que se ha utilizado para la comunicación por faz durante años, pero con todo mucho más complicado por ser desde el espacio. Varios días más tarde (la sonda siguió haciendo su trayectioria de la Tierra a la Luna y luego de vuelta) finalmente se obtuvo una composición lo suficientemente decente.
En todo su esplendor, la cara oculta de la Luna fotografiada por Lunik 3.
El 26 de octubre de 1959 la URSS compartió con el mundo su hazaña, la primera foto del lado oculto de la luna. Un punto más para ellos en la carrera espacial.
60 años entre una imagen y la otra. Ni tan mal.
El lado oculto de la Luna, 70 años después
Setenta años después las cosas han cambiado, mucho. Diferentes misiones en los años siguientes nos devolvieron más imágenes del lado oculto de la Luna y de mejor calidad. Pero fue el año pasado en 2019, justo 70 años después, cuando volvimos a hacer historia con la sonda china Chang'e 4 alunizando por primera vez en el lado oculto de la Luna.
La misión de Chang'e 4 nos ha ofrecido numerosos detalles sobre la composición de esta parte de la Luna y sobre su posible origen. Y por supuesto, espectaculares fotografías. Entre estas fotografías y la primera hecha 70 años atrás tenemos un claro ejemplo de lo que se puede conseguir gracias a los avances de la tecnología.
Más información | NASA, Jodrell Bank Centre of Astrophysics, Wikipedia, NSSDC, Don P. Mitchell y Space Tracking Notes 1 y 2
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Escorpio
Puedo ser cualquier cosa menos un adulador procomunista (doctrina totalmente lesiva para cualquier pais, y sus habitantes, que ha osado llevarla a cabo, como así lo demuestra la Historia en todos ellos), pero tengo que reconocer que en la carrera espacial, los norteamericanos siempre han ido a rebufo de los soviéticos hasta bien entrada la de cada de los 80 (incluido el poner un pie en la Luna, función más bien propagandistica norteamerica, que efectiva a nivel científico). Así los soviéticos han sido los primeros en:
-primer satélite lanzado al espacio (el célebre Spuknik I)
-primer ser vivo lanzado al espacio (perrita Laika)
-Primer ser humano lanzado al espacio (Gagarin)
-Primera mujer en ser lanzada al espacio (Thereskova)
-Primer viaje al espacio de una tripulación compuesta por más de una persona.
-Primer paseo espacial.
-Primeros experimentos científicos en gravedad cero.
-Primeras fotos de la Tierra desde el espacio.
-Primer vehículo en alcanzar la orbita de La Luna.
-Primer vehículo en orbita circunpolar de La Luna, fotografiando su cara oculta.
-Primer vehíulo en posarse sobre la superficie lunar, recorrerla y recoger muestras y traerlas a la Tierra (Lunajod).
-Primer satélite en alcanzar y fotografiar Venus.
-Primer satélite en alcanzar el suelo y fotografiar la superficie de Venus.
-Primera estación espacial (la Salyut I)
-Mayor estancia de un ser humano fuera de la Tierra (Guennadi Padalka)
-Actualmente se siguen utilizando los vehículos de fabricación rusa para seguir manteniendo en funcionamiento la ISS, aún con más de 60 años desde que se diseñaron originalmente (las Soyuz Progress), y después de que los transbordadores norteamericanos demostraran no ser lo suficientemente aptos para esta función, además de enormemmete costosos ...
Seguro que hay más cosas que me he dejado en el tintero, pero creo que con eso es suficiente para demsotrar la superioridad rusa sobre la norteamericana en este terreno durante casi los 30 primeros años de la carrera espacial.
Dicho esto, que luego cada palo aguante su vela.
marceloquirico
Excelente el artículo, a lo que puedo añadir que el sistema encargado en la Lunik 3 de capturar las imágenes ya reveladas de la cara oculta de la Luna para su posterior retransmisión a la Tierra se llama explorador por punto volante o FSS (Flying Spot Scanner). El sistema consiste en un tubo de rayos catódicos o TRC que genera una trama o barrido de campo blanco (sin modulación de video), el negativo o diapositiva a escanear, un lente de enfoque y un tubo fotomulplicador. El sistema funciona al revés de un sistema de captación tradicional de imagen con cámara vidicón o CCD, en el Flying Spot Scanner es el tubo de imagen el que escanea la misma y no una cámara. Cómo es esto: la trama o barrido en el TRC que nosotros vemos como una imagen completa debido a nuestra persistencia retiniana es en realidad un punto luminoso que se desplaza en sentido horizontal 15625 veces por segundo y en sentido vertical 50 veces por segundo. Este punto "volante" (de ahí el nombre del sistema) barre el frente del negativo y por medio del lente se enfoca en el tubo fotomultiplicador; como el punto volador barre la pantalla del TRC, hará lo propio en el negativo, y al salir del mismo, su luminosidad variará según atraviese zonas claras u oscuras de la imagen. El fotomultiplicador, entonces, lo que verá, es un punto luminoso que cambia su luminosidad con el tiempo y el resultado a su salida será una señal de video (recordar que la misma, es una señal temporal, en una cámara de TV normal se forma por el barrido de una imagen en el mosaico del iconoscopio por un rayo catódico explorador, o en un CCD moderno, por la lectura y transferencia secuencial de las cargas almacenadas en cada píxel o celda del CCD). El resultado es el mismo que si la imagen fuera barrida por una cámara convencional, pero en lugar de hacerlo ésta, lo hace un tubo de imagen TRC. EL TRC usado para estos fines debe ser de baja persistencia, con fósforos que se apaguen rápido una vez que se desexcitan, de lo contrario la imagen formado será borrosa y con estelas.
El sistema FSS fue el primer método práctico de transmitir imágenes de TV antes de la aparición de los tubos captadores de imagen, y posteriormente se ha utilizado para transmitir por Tv imágenes fijas como diapositivas. Las famosas "cartas de ajuste" o señales de ajuste (en Latinoamérica) tienen su origen en este sistema, y para generarlas se usaba un explorador por punto volante. El FSS se ha utilizado también para proyectar películas en celuloide por TV y el equipo para hacer esto se conoce como telecine.
La aplicación del Flying Spot Scanner en la Lunik 3 era la única opción técnica en ese momento ante la imposibilidad cierta de no poder conservar almacenadas las imágenes capturadas por la cámara fotográfica de la sonda. En esta aplicación en particular el TRC parece que se reeemplazó por un foco de luz, pero el funcionamiento es el mismo, la condición es que por algún medio debe generarse un punto luminoso volador y que ese punto barra o escanee la imagen, es decir, debe ser un punto móvil.
Hoy nos parece algo trivial esto, pero en ese momento fue todo un desafío.