Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

Az űrhajókat útjuk során a Földről megfigyelő állomás a Krími-félszigeten már elkészült az 1958-60-as évek holdszondás küldetéseire. Déli fekvése miatt ez volt a legideálisabb hely a horizont fölé emelkedő Hold megfigyelésére. A Krími-félszigeten található Jevpatoria fekvése számos előnnyel rendelkezett - már ami egy megfigyelő hálózatot illet. Eredetileg a cárok építették ide nyaralóikat, ekkorra már üdülőövezet lett belőle, ami egyben azt is jelentette, hogy repülőterekben sem volt hiány. A térségben honvédelmi létesítmények voltak, ahol katonaság állomásozott, akik segíthettek az építkezés során.

A megfigyelőhálózat 1960-ban jelentősen kibővült. Ez a közeljövőben esedékes bolygóközi felfedezőutak miatt történt, de ezeket az új létesítményeket a holdi küldetések alkalmával is hasznosítani lehetett. A Jevpatoria-térség új építkezését TsDUC-nak hívták, vagyis nagy hatótávolságú űrkommunikációs központnak. A TsDUC valójában két állomásból állt, ezek mindegyike két vevőegységgel (downlink) és egy adóval rendelkezett, aminek jeleit egy mikrohullámú állomás erősítette fel. Utóbbi a vételi állomásokról érkező adatokat egy másik, a közeli Szimferopol mellett található mikrohullámú rendszernek sugározta tovább, ami így eljutott a Szovjetunió több más pontjára is. Nincsenek pontos adatok arról, hogy akkoriban mit építettek és hova, ezekről ugyanis nyilvánosan nagyon keveset lehetett tudni – feltehetően azért, mert el akarták titkolni a kémkedő amerikaiak elől azt a tényt, hogy a szovjetek képesek az űrhajók pályájának megfigyelésére. Ismert tény, hogy 1962 óta az amerikaiak pontos titkosszolgálati térképekkel rendelkeztek a Jevpatoriai hálózatról, emiatt aztán meglepő lenne, ha kicsivel korábban nem lettek volna elég pontos részletek birtokában.

Ekkoriban kétszer nyolc különálló, 15,8 méteres duralumíniumból készült vevőtányér épült mozgatható szerkezetre, és úgy tervezték, hogy egyszerre lehessen billenteni és forgatni valamennyit. A két rendszer 600 méter távolságra épült egymástól az amerikaiak által „Északi Állomásnak” hívott helyen, és egy sor Plútó nevű feleakkora, 8 méteres adótányér volt az amerikaiak által „Déli Állomásnak” hívott helyen. Az Északi Állomás volt a kettő közül a nagyobb: 27 kiszolgáló épület vette körül Jevpatoriától 15 kilométerre nyugatra. A vevőállomások építésekor Koroljov kénytelen volt improvizálni. Régi haditengerészeti alkatrészek felhasználásával építette fel az állomást: egy kiszolgált csatahajóról származó forgatható lövegtoronyból, egy vasúti hídból, ami az egészet tartotta, illetve egy leselejtezett tengeralattjáró törzséből. A jelek az alábbi frekvenciákon érkeztek: 183,6, 922,763, 928,429 MHz-en és 3,7 GHz-en.

A Déli Állomás jóval közelebb volt Jevpatoriához: 9 kilométerre délkeletre. Egy, majd később nyolc darab 8 méteres, az Északi Állomással azonos elrendezésű, de feleakkora tányérból állt. Az adatátvitel teljesítménye 120 kW volt, hatósugarát 300 millió kilométerre becsülték. Az adást 768 MHz-en sugározták.
Bár a főmérnök, Jevgenyij Gubenszko az építkezés felénél meghalt, a jevpatoriai állomás 1960. szeptember 26-án üzembe állt – épp időben az első, de sikertelen Mars-szondákra. A létesítmények eredetileg meglehetősen egyszerűek voltak, a földi irányítók osztályterem elrendezésű asztaloknál ültek, amit számítógépekkel borított falak vettek körül. A modern fali kijelzők csak az 1970-es évek közepén jelentek meg. Ennek ellenére ez volt a világ legnagyobb teljesítményű, mélyűrbe kommunikáló rendszere, egészen 1966-ig, amikor a NASA üzembe helyezte Goldstone-i antennáját. Az újdonsült Je-6-program küldetéseihez pont időben, 1963-ban a holdprogram egy külön bejáratú TNA-400-nak hívott állomást kapott, ez egy 32 méteres tányér volt Szimferopolban.

A moszkvai küldetésirányítás 1974-es átadásáig Jevpatoria volt az összes orosz űrrepülés fő irányítóközpontja, és ez alatt nem csak a bolygóközi küldetéseket kell érteni. A tervezők számára megszokott volt, hogy a Bajkonur Űrközpontból egyenesen Jevpatoriába repüljenek, ahol felügyelhették a küldetéseket. Az összehasonlítás kedvéért megjegyezzük, hogy az amerikaiak világméretű megfigyelőállomás-hálózatot építettek ki; nagy tányérok kémlelték az eget Kaliforniában, Dél-Afrikában és Ausztráliában.

Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

A [Je-6 főhajtóművét] úgy tervezték, hogy 250 méterrel a felszín felett kapcsoljon ki. Ekkor négy segédhajtómű fékezte tovább az űrhajót, amíg az négy méterre nem kerül a felszíntől. Az űrhajóra szerelt rúd ezután érzékeli a felszínt. Amikor ez megtörténik, a gázhajtóművek két légzsákot fújnak fel, a leszállóegységet pedig kilövik, hogy az biztonságosan érjen le a felszínre. Négy perccel a landolás után egy időzítő leereszti a zsákokat, és a leszállóegység kinyílik. A túlnyomás alatt álló, fémszerű leszállóegység tojásdad alakú volt, és alumíniumból készült.

A belsejében a hőszabályzó rendszer, kémiai akkumulátorok kaptak helyet, amik négy napig biztosították a szonda energiaellátását, rajtuk kívül transzmitterek és tudományos berendezések voltak a fedélzetén. Amikor végül stabilan megérkezett a felszínre, a tetején lévő négy védő sziromszerű szerkezet kinyílik, és kiengedi a négy, 75 cm-es antennát. Legfontosabb része természetesen a fényképezőgép volt. Habár gyakran televíziós kamerának hívják, pontosabb megfogalmazás tűhegynyi fénymérőnek nevezni: hengeralakú volt, ebben helyezték el a szkenner tükrét, ami az egyik oldalra nézett ki. Ezek az optikai, mechanikus fényképezőgépek a szó hagyományos értelmében nem filmet használtak, hanem a fény erősségét szkennelték be, majd az eltérő fényértékeket – analóg avagy digitális – videójel formájában továbbították a Földre.

A rendszert I. A. Rosszelevics tervezte, és a leningrádi NII-380 Tudományos Kutatóintézet készítette el a nagy magasságokon használatos rakéták hasonló berendezései nyomán. A kamera kicsi volt, mindössze 3,6 kg-t nyomott, tükrökből állt, amikkel több mint egy óra alatt térképezte fel a holdfelszínt függőleges és horizontális irányban, és mindeközben csak 15 Watt áramot fogyasztott.
A leszállóegység az elkövetkező négy nap során összesen öt órányi anyagot továbbított a földre előre beprogramozott parancsok, illetve a földi irányításból rádión küldött instrukciók nyomán.

A biztonságos landoláshoz a lehető legfüggőlegesebb ereszkedésre volt szükség. Az oroszok a fényképezés szempontjából azt akarták, ha az űrhajó a holdi hajnal elején érkezik. A Holdon az árnyékok ilyenkor a lehető leghosszabbak, és a lehető legtöbb kontrasztot adják, amiből az arányokat ki lehet számítani. Újfent Keldis Matematikatudományi Intézete végezte a pályaszámítást. A Föld-Hold mechanikája és a fényviszonyok miatt korahajnalban csak a Hold egyetlen egy pontja jöhetett számításba landolásra, a Viharok óceánja. Ez a Hold legnagyobb tengere, ami a nyugati félteke nagy részét kiteszi.

Az amerikaiak egy hasonló űrhajót készítettek, ez volt a Ranger. Ők kettős célt tűztek ki maguk elé: a holdi felszín fényképezését és a puha landolást. A Ranger esetében az űrhajó központi része egy hatszögletű keret volt, ebben kaptak helyet a berendezések, a hajtómű és a fényképezőgépek. A Ranger egészen a becsapódás pillanatáig készített fényképeket.

A Ranger puhán landoló kapszulája azonban már egy másik landolási technikát alkalmazott: 8 másodperccel a becsapódás előtt, 21,4 kilométeres magasságban, a fékezőrakétával felszerelt leszállóegység levált a becsapódó anyahajóról. A nagyteljesítményű, szilárd hajtóanyagú üzemanyaggal működő rakétahajtómű csökkentette le a sebességét. A kabin levált, és kevesebb, mint 200 km/h sebességgel csapódott a felszínbe, majd a Hold felszínére pattant. A Ranger leszállóegységének mérete és súlya a Je-6-os nagyjából a felét tette ki. Balsafából készült, a műszereit pedig olajjal védték. A transzmitteren kívül csak egyetlen berendezés, egy szeizmométer volt a fedélzetén (fényképezőgép egy sem).

Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

Az L-blokkal felszerelt új 8K78 rakéta némiképp kapkodva épült. Az L-blokkot 1960 januárjában rendelték meg, a terveket májusban fogadták el. Az első két fokozatot az I-blokkal januártól kezdve szuborbitális küldetéseken próbálták ki – de még az L-blokk nélkül. Az L-blokkot elsőként 1960 nyarán egy súlytalanság szimulálására tervezett Tupoljev-104 repülőgépen tesztelték. Az összes blokkal felszerelt rakéta startjára 1960 októberében került sor, amikor két szondát is indítottak a Marshoz, mindkét kísérlet kudarcba fulladt. 1961 februárjában a Vénuszra is két szondát indítottak, az egyik a földkörüli pályánál nem jutott tovább, a másik viszont igen. De a fejlesztés legnehezebb szakasza még hátra volt. Egymás után három Vénusz-szonda mondott csütörtököt 1962 augusztusában/szeptemberében, mindhárom a startkor mondott csődöt. 1962 októberében és novemberében indított három Mars szonda közül csak egy hagyta el a parkolópályát.

Az A- és a B-blokkok egyszer vallottak kudarcot, az I-blokk háromszor, az L-blokk pedig négyszer. Később az amerikaiak a fenti kudarcokról egy listát hoztak nyilvánosságra (ez egy levél formájában történt, amit az ENSZ főtitkárának címzett Adlai Stevenson nagykövet 1963 június 6-án), de páran úgy hitték, hogy az orruknál fogva vezetik őket, mivel szerintük egyetlen ország sem engedhetne meg magának ennyi kudarcot, hogy után tovább folytassa a próbálkozásokat.

A Je-6 holdraszálló egység

A holdraszálló egységet Je-6-nak hívták. Két változata létezett: a Je-6, amit egészen 1965 végéig használtak, és a Je-6M, amit 1966-ban használtak. A Je-6-os sorozat két modullal rendelkezett. A fő – és egyben legnagyobb – része egy hengeralakú műszaki egység volt, rajta egy manőverezéshez és fékezéshez egyaránt használatos hajtóművel, navigációs berendezésekkel, transzmitterekkel és üzemanyaggal. A leszállóegység a tetejére szerelt gömbben csatlakozott hozzá, és elég kicsi volt: mindössze 100 kg-t nyomott. Labdaalakú volt, és azután, hogy leszállt a Hold felszínére, egy fényképezőgép emelkedett ki belőle, és készített fotókat. Mindez erősen hasonlított arra a közkeletű képre, ami az emberekben élt arról, hogy milyen lehet egy földönkívüliek által a Földre küldött szonda.

Az űrhajó központi részét arra tervezték, hogy egy szondát továbbítson a Holdra, és sértetlenül juttassa el azt a felszínre. Alekszej Iszajev OKB-2-es részlege által épített hajtómű a terv szerint kétszer gyújt be. Először egy pályakorrekció erejéig, 130 m/s maximális gyorsítást eredményezve, másodszor pedig azért, hogy lefékezze az ereszkedést. A hajtóművet KTDU-5-nek hívták, ami a pályakorrekciós és fékező hajtóművet jelenti; üzemanyaga aminvegyület volt, oxidálószernek pedig salétromsavat használtak. Az egység második legfontosabb része az I-100-as irányítórendszer volt, amit Nyikolaj Piljugin NII-885-ös Tudományos Kutatóintézete épített meg. Ennek az űrhajót megfelelő irányba kellett állítani a pályakorrekció és a landolás során. A pályakorrekció célja az volt, hogy a leszállóhelyre 150 kilométeres pontossággal érkezzen meg az űrhajó. A főmodul napenergia helyett akkumulátorokkal működött.

A landolást közvetlenül megelőző szakasz bizonyult a legkritikusabb fázisnak. Az 1500 kg járműre szerelt rakétának a megfelelő szögben 46 másodperccel a várható leszállás előtt kellett begyújtania: ez alatt az űrhajó sebességét 75 kilométerrel a felszín fölött 2630 m/s-ről nagyjából nullára kellett csökkentenie. Ha túl korán gyújt be, és kifogy az üzemanyag még a leszállás előtt, akkor az űrhajó ismét begyorsul, és darabokra törik. Ha túl későn kapcsol be, az űrhajó túl gyorsan csapódik be a felszínbe.

Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

Ahogy a második fejezetben már volt szó róla, a szovjet holdraszállást előkészítő program kezdete 1958. július 5-re tehető, Mihail Tyihonravov és Szergej Koroljov ugyanis ekkor terjesztette elő történelmi jelentőségű javaslatát a szovjet kormány és a párt részére „A világűr kutatásának legígéretesebb munkái” címmel. Sok más mellett ebben az alábbiakat javasolták:

• 10-20 kg-os kutatóbázisok Holdra szállása
• Egy holdszondás küldetés, ami lefényképezi a Hold felszínét
• A Hold megkerülése, majd a hasznos rakomány visszajuttatása a Földre.

A Pioneerrel a Hold körüli keringésre tett amerikai kísérletek nyomán Koroljov 1959 februárjában egy javaslatot terjesztett elő a kormány részére: egy kisméretű szondával, a Je-5-tel, kerüljék meg a Holdat. Ez akkora hordozórakétát kívánt, ami akkoriban még nem létezett, és a javaslatot a Je-1-Je-4 sorozat sikereitől tették függővé, és épp elég bonyolult lett. A Je-5 nem jutott messzire. Koroljov 1959 vége felé felülvizsgálta javaslatait. Ekkorra egy jóval fejlettebb felső rakétafokozat körvonalazódott, ami képes volt akár másfél tonnát is eljuttatni a Holdhoz. Ez jelentős előrelépés volt, amit Tyihonravov már 1954-ben felismert mesterséges földkörüli műholdakról írt értekezésében. Az új javaslat így szólt:

• egy új holdrakéta és egy felső rakétafokozat, a 8K78 megépítése; ezt később Molnijának hívták
• a Je-6 leszállóegység
• a Je-7 keringőegység

Mindezeket a kormány 1959-60 telén hagyta jóvá. Az OKB-1-en belül működő Mihail Tyihonravov által vezetett 9. számú osztály kapta meg a feladatot, ő felügyelte a Gleb Makszimov és Borisz Csertok által vezetett csoportokat. 1960-ban már elkezdődtek a tervezési és fejlesztési munkálatok, de úgy tűnik, hogy az akkoriban testet öltő emberes űrprogram mellett nem ez volt a prioritás. A 8K78-at elsődlegesen a hasznos teher Mars és Vénuszhoz juttatására tervezték, és nem a Holdhoz, mégis belőlük lett a szovjet holdszondák második generációja.

Az új holdrakéta

A 8K78-as új rakéta kulcsfontosságú szerepet töltött be. Ez lett a szovjet űrprogram sarokköve (nem csak a holdprogramé), egyes verziói még 40 év múlva is üzemben voltak; összesen több mint 220 repült belőlük. Legfontosabb elemei a következők voltak:
Az R-7-es RD-108 A-blokkjának és az RD-107 BVGD fokozatainak fejlesztése, hogy képesek legyen nagyobb tolóerőt biztosítani, nagyobb nyomásértéken, és nagyobb üzemanyagtartályokkal. A fejlesztést Glusko OKB-453-as részlege hajtotta végre.

• Egy új, felső rakétafokozat, az I-blokk kifejlesztése, ezt Kosberg OKB-154-es részlege végezte.
• Egy új, negyedik rakétafokozat, az L-blokk kifejlesztése, amit az OKB-1-en belül terveztek.
• Az I-100 és a BOZ nevű új irányítórendszerek megszületése.

Az új megközelítés szerint az első három fokozat földkörüli pályára állítaná az L-blokkot annak rakományával együtt. Az L-blokk egyszer megkerülné a Földet, azaz parkolópályára állna, mielőtt elindulna földkörüli pályájáról a Hold felé. A közvetlen megközelítés technikával az volt a probléma, hogy a felszállás során a pályájában bekövetkező legapróbb hiba – akár még a start után közvetlenül is – súlyos eltéréseket okozott a későbbiek folyamán. Ezzel szemben a parkolópálya nagyobb rugalmasságot biztosít a holdutazások alkalmával. A pályát újraszámíthatják és korrigálhatják, amíg még az űrhajó földkörüli pályán van, és csak ezután adják ki a parancsot a holdutazás folytatására. A parkolópálya közbeiktatásával jóval nehezebb rakományokat lehet eljuttatni a Holdra.

A fő hátránya viszont az volt – és senki nem tudta, milyen mértékű problémát okoz ez – hogy a Föld körüli parkolópályán a több mint egy óra hosszat súlytalanságban lévő hajtóműveket ismét be kellett gyújtani. Ez volt az a pont, ahol az L-blokk bejött a képbe. Az L-blokkot kizárólag vákuumban való üzemre tervezték: a parkolópályán ez indítja be hajtóműveit, és küldi az űrhajót a Hold felé. Egy BOZ (Blok Obespecsejna Zapuska) nevű szerkezet (vagy másnéven Gyújtásbiztosító Rendszer) a hajtóműveket olyan szögbe irányítja, hogy az űrhajó a Hold felé vegye az irányt. A 7,145 méter hosszú L-blokk volt az első szovjet rakéta, egy zártütemű termodinamikai ciklussal, a bólintó- és legyezőirányú mozgásokról állítható hajtóművek, a forgómozgásról pedig két tolóhajtómű gondoskodott. Az új harmadik fokozat, az I-blokk, az R-9-es interkontinentális ballisztikus rakéta tervén alapult. Az I és L-blokkokba kerülő új irányítórendszert – I-100 volt a neve – Nyikolaj Piljugin NH-885 Tudományos Kutatóintézete javasolta.

Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

További jelentős különbség volt abban is, ahogy az oroszok és az amerikaiak szervezték saját holdprogramjukat. Az Egyesült Államokban tényleg komoly versengés ment azon, hogy melyik vállalat építheti meg az amerikai holdprogram eszközeit. Amikor azonban a döntés megszületett, a versengés abbamaradt, a döntést sem akarták megváltoztatni, és rivális fejlesztések sem futottak egymással párhuzamosan a holdutazással kapcsolatban. Az Egyesült Államokban 1961-62-ben komoly viták voltak arról, hogy miként menjenek a Holdra. Semmi ilyesmi nem történt a Szovjetunióban. A földkörüli pályán összekapcsolódó Szojuz-rakétaegyüttessel akarták megkerülni a Holdat, és ennek az elképzelésnek nem volt alternatívája. Amikor aztán 1964 augusztusában döntöttek arról, hogy az N-1-est használják a holdraszálláshoz, hirtelen a holdkörüli pályán végrehajtott űrrandevú technikája találtatott a legalkalmasabb módszernek – dacára az akkor már három éve tartó Szojuz-rakétaegyüttes gyümölcsöző fejlesztésének.

Ez a megközelítés Cselomej UR-700-asában közvetlen kihívóra talált, Cselomej pedig kockázatossága miatt megkérdőjelezte a holdkörüli pályán végrehajtott űrrandevú tervét. Ugyanakkor a Szovjetunióban a vita nem annyira arról szólt, hogy miként menjenek a holdhoz, hanem jóval inkább arról, hogy „melyik iroda, melyik rakéta, milyen hajtóművekkel és üzemanyagok felhasználásával” jusson el oda.

Emiatt ekkorra a Szovjetunió két tervet dolgozott ki: egyet arra, hogy a Holdat kozmonautákkal megkerüljék, és egy másikat pedig arra, hogy miként szálljanak le a felszínére. Mindkét küldetésre külön tervet dolgoztak ki. Kemény munka állt előttük, mivel a rakétákat, az űrhajót, a hardvert és a szoftvert, a repülést támogató rendszereket ki kellett munkálni, emellett pedig a küldetéseken résztvevő kozmonautákat is fel kellett készíteni a repülésre. Eközben az ember nélküli robotos űrhajóktól várták, hogy kikövezzék a Holdra vezető utat.

Most, hogy az emberes holdraszállás előkészítése teljes sebességre kapcsolt, a következő lépés a Szovjetunió számára az ember nélküli szondák lettek. Ezek nélkülözhetetlen voltak az emberes holdraszálláshoz. Egy szondának sikeresen landolnia kellett a Hold felszínére, hogy kiderüljön, vajon később egy emberes egység egyáltalán képes lesz-e leszállni oda. A Hold felszínének felépítése alapjaiban befolyásolja a tervezést: ez dönti el, hogy a leszállóegység lábainak milyen szilárdnak és felépítésűnek kell lenniük.

A por mennyisége meghatározza a holdraszállás módját, illetve olyan kérdésekre hat ki, mint amilyen a leszállóhely megközelítése és az ablakok elhelyezése. A szondák sikeres holdkörüli pályára állítására volt szükség a lehetséges leszállóhelyek felkutatásához, ahol aztán a kozmonauták majd biztonságosan landolhatnak, és tudományos szempontból értékes kutatásokat végezhetnek. A stabil kommunikáció szintén nélkülözhetetlen, ha egy 350000 kilométerre lévő ponton bonyolult műveleteket akarunk végrehajtani. Az ember nélküli, robotos küldetések külön-külön ezen kulcsfontosságú kérdésekre szolgáltatnak választ.