1964 - Il 21 Marzo alle 08:15:35, decollò la sonda "E-6" n. 4 sospinta da un razzo "Molniya 8K78M". Dopo 290" di volo, alle 08:20:25, si presentò un'anomalia nello stadio 3. Alle 08:23:24 (7’ e 49" dopo il decollo) detto stadio si spense prima del previsto; così gli stadi superiori del razzo rientrarono nell'atmosfera. I sovietici non assegnarono nemmeno un nome a questo oggetto lanciato. Mentre l'U.S.N.C.S. lo classificò come Luna-1964A. Alle 08:08:28 del 20 Aprile fu lanciata la "E-6" n. 5 con l'ausilio di un "Molniya 8K78M". Dopo 340" di volo, alle 08:14:08, il sistema di controllo si guasto e i motori dello stadio 3 si spensero prima del previsto. La causa possibile fu attribuita ad un guasto nel sistema elettrico (fra la batteria ed un trasformatore DC). Gli stadi superiori rientrarono nell'atmosfera. Anche questa volta, i sovietici non assegnarono un nome al loro oggetto lanciato. Invece l'U.S.N.C.S. lo classificò come Luna-1964B.

L'OKB-1 (Opitnoye Konstruktsioniye Byuro, Ufficio di Progettazione Sperimentale) di Korolev iniziava ad essere troppo oberato dl lavoro. Così a partire dal 2 Marzo 1965, le gestione e realizzazione delle missioni lunari e interplanetarie senza equipaggio iniziarono ad essere trasferite all'NPO (Nauchno Proizvodstvennoye Obyedinyeniye, Organizzazione di Produzione Scientifica). Questo ente era stato creata alla fine degli anni 30 da Semyon A. Lavochkin (1900/60). Inoltre l'"NPO Lavochkin" da quel 2 Marzo 1965 fu guidato da Georgi N. Babakin (1914/71). Probabilmente Korolev era anche amareggiato dall'incredibile serie di fallimenti registrati dalle missioni "E-6".

1965 - Il 12 Marzo alle 09:36, decollò un'altra sonda "E-6" (la numero 9) a bordo del vettore "Molniya 8K78M". L'inserimento nell'orbita terrestre di stazionamento (195 x 248 km ; 88,93’; 64,72°) avvenne con successo, Ma poi il motore dello stadio finale non si accese per un guasto ad un trasformatore nel sistema di controllo. Così la navicella, staccatosi poi dallo stadio 4 (tanto che questi "rientrò" il 16 Marzo), rimase in un'orbita terrestre molto bassa: 195 x 248 km ; 88,93’; 64,72°. Secondo la prassi, alla sonda venne assegnato il nome Cosmos con 60 come numero. Il 17 Marzo, dopo 5 giorni in orbita, Cosmos 60 rientrò nell'atmosfera disintegrandosi. Visto che quattro (delle sei) sonde "E-6" lanciate erano fallite a causa di guasti all'impianto elettrico, furono attuati dei correttivi. In effetti in queste sei missioni il sistema di controllo dell'assetto era stato tolto dagli stadi del vettore "Molniya" e posto unicamente nella sonda. Considerando che il sistema di controllo dell'assetto e il sistema elettrico elettrico erano collegati, venne pensato di separarli nuovamente. Inoltre vennero sostituiti vari componenti per le successive sonde "E-6", come ad esempio il convertitore da corrente continua ad alternata sospettato di aver provocato almeno 3 fallimenti. Il 10 Aprile, la sonda "E-6" n. 8 decollò sospinta da un vettore "Molniya 8K78M". Purtroppo il motore dello stadio 3 non si accese a causa della depressurizzazione nel serbatoio dell'ossigeno. Gli stadi superiori del vettore ricaddero poco dopo nell'atmosfera disintegrandosi. Nell'U.S.N.C.S.S.S. questo oggetto venne classificato come Luna-1965A. Alle 07:50 del 9 Maggio, decollò la sonda "E-6" n. 10 utilizzando il medesimo vettore "Molniya 8K78M". L'inserimento in orbita di stazionamento terrestre (151 x 217 km ; 88,25’; 64,78°) andò alla perfezione. Alle 08:56 lo stadio finale del vettore inserì la navicella (poi "ribattezzata" Luna 5) in una traiettoria verso la Luna. Alle 23:00 del 10 Maggio, il propulsore di bordo venne acceso per correggere la traiettoria quando la Terra era distante 260.000 km. Il 15 Marzo, a 40 km dalla superficie lunare, la navicella perse il giusto orientamento. I retrorazzi così non si accesero e alle 19:10 (5’ prima del previsto) Luna 5 si disintegrò al suolo alle coordinate 31° sud, 8° est (2° sud e 25° ovest secondo un'altra fonte). Un nuvola di polvere (220 x 80 km) sollevatesi con l'impatto dice che fu osservata per 20’ dall'osservatorio tedesco di Rodeswich, ma la notizia è probabilmente falsa. Alle 07:40 dell'8 Giugno un vettore "Molniya 8K78M" decollò con la sonda "E-6" n. 7 (poi chiamata Luna 6). L'inserimento nell'orbita terrestre di stazionamento (167 x 246 km ; 88,65’; 64,65°) e l'accensione dello stadio finale (alle 08:47) per imboccare la traiettoria verso la Luna andarono alla perfezione. Ma il 9 Giugno, un comando errato fece consumare tutto il carburante durante la consueta manovra di correzione di traiettoria. Naturalmente la Luna venne mancata, precisamente di ben 159.612,8 km alle 17:00 dell'11 Giugno. In seguito Luna 6 si dovrebbe essere inserita in un'orbita solare. Comunque i tecnici sovietici effettuarono a titolo d'esercitazione la complessa manovra di distacco del lander finché il contatto rimase attivo (fino a 600.000 km dalla Terra). Il 6 Settembre il previsto lancio della sonda "E-6" n. 11 fu posticipato di un mese a causa di problemi ai primi due stadi del vettore scoperti nella fase di pre-lancio. Alle 07:57 del 4 Ottobre decollò la navicella "E-6" n. 11 (poi denominata Luna 7) a bordo di un "Molniya 8K78". L'inserimenti nell'orbita terrestre di stazionamento (129 x 286 km ; 88,62’; 64,75°) e in un traiettoria verso la Luna, andarono come previsto. Anche la manovra di correzione della traiettoria, eseguita il 5 Ottobre, andò alla perfezione. Quando la navicella arrivò in prossimità della Luna, doveva orientarsi in maniera parallela alla verticale locale. Infatti le navicelle "E-6" potevano allunare con successo solo se arrivavano perpendicolarmente alla superficie. Una zona della Luna che permetteva di soddisfare questa condizione di meccanica celeste era il "Mare delle Tempeste" (Oceanus Procellarum). Con l'uso di tre sensori (rivolti verso la Terra, il Sole e la Luna) era possibile determinare il giusto assetto. Ma purtroppo il sensore terrestre di Luna 7 "perse" il nostro pianeta, la mancanza d'assetto comportò lo spegnimento del retrorazzo secondo quanto previsto dal programma di bordo. La sonda guadagnò velocità e si sfracellò alle 22:08:24 del 7 Ottobre alle coordinate 9° nord e 40° ovest (vicino al cratere Keplero). Il Cremlino vista la serie lunghissima di fallimenti, di cui gli ultimi due avvenuti ad un passo dall'allunaggio, minacciò la cancellazione dell'intera famiglia "E-6". Solo l'intervento decisivo di Korolev salvò il programma. Intanto Babakin decise di apportare dei miglioramenti alle successive "E-6": diversi scudi anti-urto, un sistema di guida indipendente basato sull'orientamento stellare e nuovi metodi di controllo radio dalla Terra. Il 3 Dicembre alle 10:46, decollò un "Molniya 8K78" con a bordo "E-6" numero 12 (Luna 8). L'inserimento in un'orbita terrestre di parcheggio (169 x 209 km ; 88,20’; 51,82°) fu attuata senza problemi. Alle 11:53 lo stadio di fuga inserì la navicella in una traiettoria verso la Luna. Alle 19:00 del 4 Dicembre, la manovra di correzione della traiettoria venne eseguita correttamente. Avvicinandosi il momento dell'accensione del retrorazzo, partì l'ordine di gonfiare l'airbag dove era alloggiato il lander. Però una sporgenza di questi forò un emisfero che cominciò a perdere. Questo getto imprevisto come un piccolo razzo cambiò in maniera irreversibile l'assetto alla navicella. Il retrorazzo si accese puntualmente, ma la lenta rotazione della navicella (impressa dal getto) fece spegnere il KTDU dopo soli 9". Così Luna 8 si schiantò alle 21:51:32 del 6 Dicembre ad Est del "Mare delle Tempeste" (9,13° nord e 63,30° ovest) con una velocità di 10-20 m/s (36-72 km/h).

DESCRIZIONE DELLA SONDA

La sonda modello "E-6M" (evoluzione della "E-6") era divisa in: modulo di viaggio e modulo strumentale.

MODULO DI VIAGGIO (KA:Kosmicheskiy Apparat, Sezione Cosmica - bus in gergo astronautico)

La metà inferiore era occupata dal modulo propulsivo denominato KTDU modello "5A" (Korrektiruiushaia Tormoznaia Dvigatelnaia Ustanovka, Motore di Correzione della Traiettoria e di Frenatura). Questo propulsore era capace di fornire, per due volte in assenza di peso, una spinta di 45,5 kN (4,64 tonnellate forza). Il KTDU era alimentato da un carburante a base aminica (contenuto in un serbatoio toroidale) e da un ossidante (acido nitrico contenuto in un serbatoio sferico dal diametro di 89 cm). Entrambi i serbatoi pesavano 90,2 kg; comunque la loro forma era tale che i loro momenti di inerzia sarebbero stati minimi rispetto all'intero veicolo spaziale. La quantità dei propellenti a disposizione (circa 816,46 kg) era tale da permettere sia la manovra di correzione della traiettoria sia il rallentamento nella discesa finale. Infatti il retrorazzo KTDU doveva fornire prima una spinta costante (per la manovra di correzione) e poi un ampio frenaggio (per la discesa). In particolare il KTDU doveva portare la velocità rispetto la superficie lunare da 2,6 km/s (9360 km/h) a 10-30 m/s (36-108 km/h). Il propulsore principale (diametro massimo: 170 cm ; altezza: 190 cm ; peso: 48 kg) aveva quattro camere di combustione laterali da 245 N di spinta. Queste venivano usate per il controllo dell'assetto durante l'accensioni.

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Il modulo di viaggio conteneva le batterie, il sistema di telecomunicazioni (trasmissione sui 183,538 MHz) ed il sistema di controllo dell'assetto (ugelli, giroscopi e sensori verso Terra, Sole e Luna). All'esterno c'erano: il sistema di orientamento stellare Jupiter (unità ottiche, sensori di velocità angolari e unità logiche di calcolo), i tre serbatoi sferici d'azoto compresso (da usarsi sia per gonfiare l'airbag, che per alimentare gli ugelli). Inoltre era presente anche un sistema goniometrico "Iaye-6" che trasmetteva sui  9,4 GHz: praticamente un altimetro radar. Alcuni sistemi ausiliari e di controllo, l'altimetro, i serbatoi e gli ugelli dell'azoto (per una massa totale di circa 299,37 kg) venivano sganciati prima dell'accensione del KTDU per risparmiare peso nella discesa.

Sempre per risparmiare peso, le sezioni distaccabili potevano ridurre la pressione al loro interno. Infatti dopo la partenza del razzo, le valvole dei moduli distaccabili si aprivano. Quando la pressione esterna calava fino ai 100 mbar, allora le valvole si chiudevano. Così i moduli distaccabili venivano sigillati ermeticamente per tutto il viaggio. Comunque la pressione nel sistema di controllo si attestava sempre sulle 1,2 atmosfere. Il controllo di tutti i processi di bordo era automatico, da Terra venivano inviati solo i dati iniziali. Nella telemetria erano presenti anche i valori di pressione/temperatura registrati in tutti i compartimenti sigillati. La navicella era alta, dall'estremità del retrorazzo alla sommità dell'airbag, 271,27 cm. Inoltre aveva un diametro massimo di un metro ed un peso di circa 1540,85 kg (comprensivo dei propellenti, dell'azoto e del lander).

MODULO STRUMENTALE (ALS: Avtomaticheskaya Lunnaya Stantsiya, Stazione Automatica Lunare)

Dentro l'airbag, costituito da due emisferi gonfiati con azoto alla pressione di 1013 mbar, c'era il lander (soprannominato "uovo"). La speciale protezione permetteva all'"uovo" di sopravvivere ad un impatto al suolo con una velocità compresa fra i 4 e 24 m/s (14,4-86,4 km/h). Il modulo strumentale era una sfera metallica avente un diametro di 58,42 cm. Dalla cima delle 4 antenne a stilo al fondo della capsula c'erano 112 cm. Mentre da "petalo" a "petalo" la distanza era 160 cm. La distribuzione del peso nel lander era tale che il centro di gravità era vicino alla base.

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Sul retro di ogni sportello ricurvo ("petalo") c'era un'antenna "a lobo" che inviava le immagini. Le trasmissioni erano modulate in frequenza sui 183,538 MHz. Forse c'erano anche altri trasmettitori (sui 922 MHz), ma è non sicuro. Attaccato ad ognuna delle quattro antenne "a stilo" (che ricevevano da Terra sui soliti 768 MHz) pendeva un bersaglio di calibratura. Con ognuno di questi dispositivi (Ø 2 cm) era possibile stimare l'inclinazione del lander.  Nell'unico alloggiamento interno, ermeticamente sigillato, c'erano: le batterie chimiche, l'equipaggiamento radio, i dispositivi elettronici programmati a tempo, gli strumenti di automazione ed infine i sistemi per il mantenimento della temperatura interna fra 18,8 e 30 °C. La regolazione termica veniva attuata grazie piccoli serbatoi d'acqua, una ventola ed un elettrovalvola. La ventola faceva in modo che il trasferimento di calore andasse dai dispositivi interni al vapore acqueo e da questi ai radiatori. Un sistema d'automazione abilitava il comando per aprire/chiudere l'elettrovalvola a seconda della temperatura del vapore acqueo. Quando la valvola era aperta, dall'unità dei serbatoi sotto pressione l'acqua procedeva verso il vaporizzatore. Più acqua passava, più alta era la temperatura nella valvola. Quando questa veniva chiusa, l'evaporazione dell'acqua e l'eliminazione del calore cessava. La capsula pesava almeno 99,79 kg (105-112 kg compreso l'airbag di protezione).

STRUMENTAZIONE SCIENTIFICA DEL MODULO STRUMENTALE

1) fotopolarimetro ;

2) tubo di "scarica" a gas / contatore Geiger-Müller ;

3) spettrometro per i raggi gamma (?).

1)	e     ra una telecamera panoramica molto sofisticata: poteva riprendere "panorami" di 6000 colonne per 250 righe e l'errore nella scansione meccanica non superava i 0,3 elementi televisivi. Inoltre il fotopolarimetro pesava solo 1,3 kg e consumava appena 2,5 W. Dietro comando da terra, la telecamera poteva scansionare: avanti, dietro oppure ad una velocità x4 (questo opzione veniva usata per una "vista veloce"). Si generava così un segnale video analogico di: frequenza pari a 250 Hz e modulato (sempre in frequenza) su una sub-portante di 1500 Hz. Tutto veniva poi modulato in fase sulla portante telemetrica di 183,538 MHz. Praticamente la velocità di invio delle immagini era di circa 250 pixel al secondo. Un "panorama" poteva trasmesso inviato a Terra in circa 100 minuti (1 h e 40’). Il dispositivo dietro comando seguiva tre possibili regimi operativi: 1) una linea a secondo in senso orario ; 2) una linea al secondo in senso antiorario ; 3) "vista veloce" in una delle due direzioni.
		(7)		(8)
						(9) Lo schema del fotopolarimetro.
		La telecamera dall'esterno.		La telecamera all'interno
	La struttura della telecamera era simile ad un periscopio: uno specchio (1), un meccanismo (2) e l'obiettivo (3), che poteva muoversi in due modi: oscillare rispetto alla verticale (la linea di scansione) e ruotare sul piano orizzontale. La rotazione della lente si completava in circa 20'. Gli spostamenti dello specchio e quelli della lente avvenivano grazie ad un motore (4). Infine il flusso passava attraverso un diaframma (5), posto sul piano focale dell'obiettivo, per essere registrato da un ricevitore luminoso (6). Questo dispositivo, una valvola termoionica a cinque elementi, non faceva altro che convertire la luminosità ricevuta in segnali elettrici. L'angolo relativo al piano orizzontale (quindi perpendicolare all'asse di rotazione) era ampio 29°: diciotto sotto ed undici sopra. In questo modo era sicura la ripresa del suolo lunare; dopotutto il panorama circostante era immobile. Solo l'ombre dell'irregolarità al suolo variavano la loro lunghezza a seconda dell'altezza del Sole, ma il suo procedere era/è molto lento. Infatti la durata di un giorno lunare corrisponde a 15 giorni terrestri, perciò l'altezza del Sole varia di soli 0,5° l'ora. La risoluzione variava a seconda della distanza: da un minimo di 1,5 metri fino a 1,52-2 mm per pixel. Invece all'orizzonte (a circa 1,4 km di distanza), la risoluzione si riduceva fino a 1418-1866 mm per pixel. Per evitare fenomeni di rifrazione e per proteggere lo specchio dalla polvere, i dispositivi più sensibili erano alloggiati dentro una finestra cilindrica alta 7,62 cm ed larga 10 cm. Per assicurare un buon regime termico, la superficie di ciò che sporgeva era placcata in oro.
	(10)
	L'apertura del fotopolarimetro era protetta da una sottilissima pellicola trasparente in Dacron®. Il tubo fotomoltiplicatore aveva un controllo automatico del guadagno che gli permetteva di funzionare in un ampio intervallo di luminosità: da 80 a 150.000 lux. La sensibilità dello strumento poteva essere regolata al massimo/minimo dietro comando da terra. Per questo un fotoresistore era fissato sulla parte superiore del dispositivo ottico-meccanico di scansione. Il sensore per la regolazione automatica della luminosità aveva un campo visivo di 10 x 10 gradi, quasi coincidente con l'angolo in basso a sinistra del panorama. Questa limitazione del campo visivo avrebbe distorsioni della luminosità dovute all'accecante fulgore del Sole e al buio cielo lunare. L'altezza fra l'asse longitudinale della "torretta" ed il suolo lunare era previsto in circa 65 cm. Avendo due gradi di libertà, la telecamera poteva riprendere: 360° in orizzontale, 82° sopra ed 11° sotto il piano focale. A circa 30 cm dalla torretta c'erano tre specchietti a forma di diedro che permettevano riprese stereoscopiche. Praticamente veniva ripreso un "soggetto" sulla superficie da due o più punti diversi. Il centro di ricezione a terra separava l'immagine dal segnale e la registrava su nastro magnetico e pellicola.

Alle 11:41:37 del 31 Gennaio 1966 un "Molniya 8K78M" decollò con a bordo la tredicesima navicella "E-6M" (per la precisione la numero 202). Il razzo si pose in un'orbita terrestre di stazionamento (167,3 x 218,9 km ; 88,30’; 51,85°). Con un'orbita così inclinata (51,85° invece che i soliti 65,1°) si poteva spedire circa 50 kg di carico utile in più. Alle 12:48 lo stadio finale si accese per indirizzare la navicella verso la Luna. Alle 12:53:21 Luna-9 si separò dallo stadio di fuga ed iniziò il suo viaggio. Dalle 13:46 alle 13:56 vennero attivati: l'equipaggiamento radio, il sistema di ventilazione e gli ugelli di azoto compresso. Alle 14:57 la sonda iniziò a ruotare una volta ogni minuto e mezzo per evitare il surriscaldamento solare. Alle 15:00 Luna-9 era a 34.130 km d'altitudine rispetto alla Terra. Fra le 15:19 e le 15:43 il modulo di viaggio inviò i primi dati sulla traiettoria e sul suo funzionamento interno. Inoltre fu attivato il sistema di orientamento spaziale. Dopo aver determinato con sufficiente precisione la traiettoria passiva verso la Luna, fra le 18:16 e 20:14 il KTDU venne preparato per la manovra di correzione.

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La missione in forma schematica.

Alle 19:29 del 1° Febbraio, a 190.000 km dalla Luna, gli ugelli di azoto compresso furono attivati per allineare il veicolo spaziale con il Sole e la Luna. Infatti le sonde sovietiche lunari di seconda generazione, diversamente da quelle americane, dovevano attuare la manovra di correzione solo quando erano perpendicolari al cammino di volo. Così il sistema di orientamento stellare fornì alla navicella un preciso assetto. Poi il KTDU attuò un'accensione di 48", subito dopo il sistema d'orientamento spaziale venne distaccato perché ormai inutile. La sonda riprese a ruotare lentamente, così l'arrivo nella regione lunare convenuta (Oceanus Procellarum, Mare delle Tempeste) era assicurato. I siti di allunaggio di queste sonde lunari, per costrizione varie, erano limitati alle regioni vicine all'Equatore lunare.

- 3 Febbraio 1966 -

| La fase di discesa |

Un'ora circa prima dell'allunaggio, alla quota di 8369 km gli ugelli d'azoto furono accesi di nuovo. Così la rotazione fu "azzerata"; in più il sistema di orientamento stellare, fissò l'allineamento del veicolo spaziale lungo la verticale locale. Ai 75,6 km di quota (18:41:54) l'altimetro radar, rilevando la presenza della Luna, ordinò l'inizio della sequenza di discesa. La velocità della navicella rispetto la superficie lunare a quel punto era di 2,6 km/s (9334 km/h). I moduli ausiliari posti ai lati, fra cui il sistema d'orientamento stellare e l'altimetro radar, furono sganciati per risparmiare peso. Subito dopo, il programma di bordo (contenuto nei circuiti logici di calcolo e controllo) comandò l'accensione del retrorazzo e gonfiò l'airbag. Il KTDU in 48" diminuì la velocità di discesa fino a qualche decina di metri al secondo.

| L'allunaggio "morbido" |