Luna 9 - Tàu vũ trụ đầu tiên đổ bộ mềm lên Mặt Trăng

redflag

Moderator
Luna 9 - Tàu vũ trụ đầu tiên đổ bộ mềm lên Mặt Trăng



Trong chương trình thám hiểm Mặt Trăng (chương trình Luna), sau các thành công của Luna 2 - vật thể đầu tiên va chạm lên bề mặt MT và Luna 3 – lần đầu tiên con người chụp được ảnh phần khuất của MT, Liên Xô muốn có những hình ảnh cận cảnh địa hình bề mặt MT để phục vụ cho những chuyến đổ bộ của tàu có người lái sắp tới, nên đã tiếp tục phóng các tàu Luna tới MT. Để bảo vệ các thiết bị bên trong khoang đổ bộ, tàu vũ trụ phải thực hiện một cuộc đổ bộ “mềm”.

Sau thành công của Luna 3 (04/10/1959), LX đã liên tiếp phóng các tàu Luna 4, Luna 5, Luna 6, Luna 7, Luna 8 với nỗ lực thực hiện một cuộc đổ bộ mềm, nhưng đều thất bại.

Như ta đã biết, thành công của cuộc đổ bộ mềm phụ thuộc chính vào vai trò của tên lửa hãm (retro-rocket). Khi con tàu đang bay trên quỹ đạo mà muốn quay lại bầu khí quyển Trái Đất hoặc đi vào bề mặt MT, thì trước tiên các tên lửa điều chỉnh hướng sẽ hoạt động để xoay con tàu theo hướng ngược lại với chiều chuyển động, 1 tên lửa hãm sẽ kích hoạt làm giảm vận tốc của con tàu, khi đó con tàu mất lực ly tâm và lực hấp dẫn sẽ hút con tàu vào Trái Đất (hay Mặt Trăng), thời điểm kích hoạt tên lửa hãm phải chính xác đến từng giây, chỉ cần sai lệch một vài giây là khoang đổ bộ sẽ cách vị trí dự tính hàng ngàn km (như trường hợp của tàu Voskhod-2).

Command module của tàu Soyuz (và tàu Apollo) khi đi vào bầu khí quyển TĐ, để giảm tốc độ rơi thì không dùng tên lửa hãm mà dùng dù, tuy nhiên điều này là không thể với việc đổ bộ lên MT vì không có khí quyển, chỉ có thể sử dụng tên lửa hãm, và cũng tương tự như khi quay lại bầu khí quyển, thời điểm kích hoạt tên lửa hãm để giảm tốc độ rơi cũng rất quan trọng, nếu chậm quá hoặc sớm quá thì sẽ không thể đổ bộ “mềm” mà lại thành một vụ va chạm “cứng”, khi đó khoang đổ bộ sẽ bị phá hủy.

Nguyên nhân chính dẫn đến thất bại của các Luna 4 cho đến Luna 8 là do các tên lửa hãm ở thế hệ tàu Luna này được thiết kế để hoạt động theo tín hiệu điều khiển kích hoạt từ Trái Đất. Thời điểm kích hoạt sẽ được tính theo khoảng cách từ bề mặt MT tới khoang đổ bộ và khoảng cách này xác định nhờ thiết bị định vị độ cao gắn trên tàu Luna. Việc chọn thời điểm kích hoạt vô cùng khó khăn vì quá trình truyền tín hiệu từ Luna trên MT về TĐ rồi lại từ trạm điều khiển ở TĐ lên MT sẽ có sai số. Do đó, thiết kế Luna 9 được thay đổi là tàu sẽ tự động kích hoạt tên lửa hãm khi tới độ cao thích hợp - đây là một thành công xuất sắc trong chương trình Luna, thiết kế này được áp dụng cho các tàu thăm dò sau này của LX và cả NASA.

Ngày phóng: 31-01-1966 (sân bay vũ trụ Baikonur)
Tên lửa đẩy: Molniya 8K78M (Phiên bản R-7 với 4 tầng)
Khối lượng: 1580 kg (84 kg thiết bị đổ bộ)
Chiều dài: 2.5m
Đường kính max: 1.0 m

Luna 9 là thành công đầu tiên trong chuỗi các phi vụ thám hiểm MT thuộc chương trình Luna cho nhiệm vụ cả trên quỹ đạo MT lẫn đổ bộ.

Cấu tạo



Phần thân tàu của Luna 9 có cấu tạo gồm thiết bị thu phát sóng radio, đo thời gian chương trình, hệ thống dẫn đường, thiết bị kiểm soát nhiệt độ.

Sau khi đi vào quỹ đạo thấp của TĐ (LEO: 167 x 219 km), tầng cuối của tên lửa R7 đã kích hoạt và đưa Luna 9 bay tới MT, sau chuyến du hành 2 ngày tới quỹ đạo MT, bộ thiết bị thu phát sóng radio từ Luna 9 đo khoảng cách tới bề mặt MT và chọn thời điểm kích hoạt tên lửa hãm một cách chính xác nhất. Các thiết bị phụ trợ đồng thời được tách bỏ ngay sau khi tên lửa hãm kích hoạt nhằm giảm khối lượng module đổ bộ.

Module đổ bộ có dạng hình cầu được trang bị máy truyền hình và pin hóa học, được bao bọc bởi một túi bơm đầy khí, mục đích nhằm giảm rung động cho cú va chạm. Phần cuối của tên lửa hãm có 2 cần kim loại thò dài xuống, khi tiếp đất, 2 cần này va chạm đầu tiên làm module đổ bộ nảy lên, giảm tốc độ rơi thêm một lần nữa và vào 18h 44’ ngày 03/02/1966, Luna 9 đã đổ bộ thành công trên vùng biển Procellarum của MT.

Cơ cấu lệch tâm khiến module đổ bộ xoay tròn và 4 cánh của module bật mở, các cánh này giữ cố định module. Các cần ăng ten truyền ảnh về TĐ sử dụng chính bề mặt trong của các cánh làm gương phản xạ. Luna 9 có một vài tấm pin Mặt Trời nhưng nguồn năng lượng chính là pin, được sạc lại chậm từ pin Mặt Trời.

Truyền ảnh

Seri ảnh đầu tiên được Luna 9 truyền về TĐ vào 1h 50’ ngày 04/02/1966 trong khoảng thời gian 107’, sau khi ghép nối được ảnh toàn cảnh về vị trí đổ bộ.

Trong thời gian 3 ngày trên MT, Luna 9 đã truyền về TĐ tổng cộng 3 seri ảnh bề mặt MT. Nó đã liên lạc radio về với TĐ trong tổng thời gian 8h 5’ và truyền về 27 hình ảnh, đây là những hình ảnh cận cảnh đầu tiên về bề mặt MT mà con người có được, nguồn pin cạn kiệt và Luna 9 thực hiện liên lạc cuối cùng về TĐ vào 22h 55’ ngày 05/02/1966.

Video mô phỏng chuyến bay của Luna 9
VietAstro YouTube Player
ERROR: If you can see this, then YouTube is down or you don't have Flash installed.

Tham khảo thêm:
Luna 1:http://www.thienvanhoc.org/forum/showthread.php?t=7602
Luna 2: http://www.thienvanhoc.org/forum/showthread.php?t=7620
Luna 3: http://www.thienvanhoc.org/forum/showthread.php?t=7641
Luna4-8:http://www.thienvanhoc.org/forum/showthread.php?t=8056
 

Top