In de schaduw van de Amerikaanse Apollo-programma’s voltrok zich in de jaren zestig een andere race naar de maan: die van de Sovjet-Unie. Hoewel de meeste aandacht uitging naar de Amerikaanse successen, speelde de Sovjet-ruimtevaart in deze periode een cruciale rol in het verleggen van de grenzen van interplanetaire verkenning.
Een van de meest intrigerende en technisch gewaagde missies uit die tijd was Zond 5, gelanceerd in september 1968. Deze onbemande Sovjetvlucht markeerde een historische primeur: het eerste ruimtevaartuig dat levende organismen rond de maan bracht en veilig terugkeerde naar de aarde. Zond 5 was onderdeel van het bredere Zond-programma, dat tot doel had het bemande maanprogramma van de Sovjet-Unie voor te bereiden. De missie leverde onschatbare gegevens over navigatie, stralingsblootstelling en levensvatbaarheid op, en bewees dat een bemande maanvlucht technisch haalbaar was.
De Sovjetwedstrijd met Apollo
In 1968 bevond de Koude Oorlog zich op een technologisch hoogtepunt. Na de vroege triomfen van Gagarin (1961) en Luna 9 (1966) had de Sovjet-Unie haar leidende positie in de ruimte grotendeels verloren aan de Verenigde Staten. De Amerikanen bereidden zich voor op Apollo 8, de eerste bemande missie die de maan zou omcirkelen, gepland voor december 1968. De Sovjets wilden de Amerikanen vóór zijn door een onbemande, maar levensdragende testvlucht uit te voeren rond de maan. Het Zond-programma, een derivaat van de Soyuz 7K-L1, was daarvoor ontworpen. De bedoeling was om uiteindelijk kosmonauten met dit vaartuig in een translunaire baan te brengen en terug te laten keren, zonder in een baan om de maan te komen. Zond 5 was de vijfde in een reeks proefvluchten, na eerdere mislukkingen met Zond 1 t/m 4.
Lancering
De Zond 5-missie werd gelanceerd op 15 september 1968 vanaf Baikonur Cosmodrome met behulp van een Proton-K draagraket met een Blok D bovenste trap. Het totale lanceervoertuig bestond uit drie Proton-trappen plus de Blok D, die zorgde voor de translunaire injectie. Het lanceergewicht bedroeg ongeveer 5,3 ton. De vlucht verliep aanvankelijk volgens plan: de Proton-K bracht Zond 5 in een lage baan om de aarde, waarna de Blok D de nodige impuls gaf voor de translunaire baan. De koers bracht het vaartuig op een traject dat de maan tot op ongeveer 1950 kilometer zou naderen.
Zond 5 en de Soyuz 7K-L1
Zond 5 was technisch gebaseerd op de Soyuz 7K-L1 capsule, aangepast voor maanvluchten. Deze configuratie verschilde van de standaard Soyuz in dat de orbitale module ontbrak, het deel dat normaal extra leefruimte bood aan de kosmonauten. De totale lengte was circa 5,6 meter, met een diameter van 2,2 meter voor de terugkeercapsule. De capsule kon theoretisch twee kosmonauten vervoeren, al was Zond 5 onbemand. De 7K-L1 bestond uit:
- Een terugkeercapsule (de re-entry module), vergelijkbaar met die van Soyuz, maar lichter en voorzien van een hitteschild voor hoge snelheid bij maanretour;
- Een instrumentenmodule met zonnepanelen, motoren en telemetrie;
- Een translunaire communicatie- en navigatiesectie.
Schildpadden, fruitvliegen en zaden
De kern van de missie was de biologische experimentenmodule, ontworpen door het Institute of Biomedical Problems (IBMP) in Moskou. Deze module bevatte verschillende organismen met uiteenlopende complexiteit, bedoeld om te onderzoeken hoe biologische systemen reageren op kosmische straling, gewichtloosheid en langdurige isolatie. De meest opvallende passagiers waren twee Russische steppenschildpadden (Agrionemys horsfieldii). Deze dieren waren gekozen vanwege hun taaie constitutie, lage stofwisseling en weerstand tegen honger en stress. Ze werden op 5 september 1968, tien dagen voor de lancering, in de capsule geplaatst, zonder verdere voeding tot het einde van de missie.
Naast de schildpadden bevonden zich in Zond 5 verschillende insecten en microben. Fruitvlieglarven (Drosophila melanogaster), ideaal voor genetisch onderzoek, vanwege hun snelle levenscyclus en goed begrepen erfelijkheidsstructuur. Meelwormen die werden gebruikt als modelorganismen om metabolische reacties op langdurige gewichtloosheid te testen. Bacterie- en schimmelculturen, waaronder E. coli, Streptococcus en Aspergillus niger, bedoeld om mutaties, groeisnelheid en overlevingskansen te meten bij blootstelling aan kosmische straling buiten de magnetosfeer van de aarde.
Een derde belangrijk experiment betrof zaden van diverse plantensoorten, waaronder katoen, uien en erwten. De Sovjetbiologen wilden weten of zaden na een reis door de interplanetaire ruimte nog kiemkracht behielden en of de straling mutaties zou veroorzaken. Na terugkeer bleken de meeste zaden normaal te ontkiemen, zonder merkbare genetische afwijkingen. Een klein percentage vertoonde wel variaties in groeisnelheid, wat mogelijk te wijten was aan microstralingsfluctuaties. Dit onderzoek vormde een vroege basis voor het latere vakgebied van de ruimtebiologie en astrobiologie.
Reis naar de maan en terugkeer naar de aarde
Na de translunaire injectie op 15 september begon Zond 5 aan zijn drie dagen durende reis naar de maan. De koerscontrole werd uitgevoerd door het Yenisey-2 besturingssysteem, maar deze werkte niet geheel foutloos, een bekend probleem binnen het Zond-programma. Tijdens de vlucht verloor de grondcontrole tijdelijk de mogelijkheid om de oriëntatie te corrigeren. Daardoor werden de zonnepanelen niet optimaal naar de zon gericht, wat de energievoorziening in gevaar bracht. De Sovjetingenieurs konden de oriëntatie echter herstellen voordat kritieke drempels werden overschreden. Op 18 september 1968 vloog Zond 5 langs de achterzijde van de maan op een afstand van circa 1950 kilometer van het maanoppervlak. Het nam foto’s van zowel de verre zijde als van de aarde boven de maanhorizon, beelden die later iconisch werden. Een van die foto’s, genomen met een 35mm camera, toont de halfronde aarde boven het grijze maanlandschap: een van de eerste opnames van de aarde vanuit de buurt van de maan.
Na de maanpassage keerde Zond 5 via een vrije terugkeerbaan terug naar de aarde. De terugkeer begon op 21 september 1968, met een re-entrysnelheid van bijna 11 km/s, veel hoger dan bij een lage aardebaanvlucht. De re-entry verliep niet helemaal zoals gepland. Het vaartuig kwam onder een te scherpe hoek binnen en kaatste kortstondig terug de ruimte in, wat bekendstaat als een "skip re-entry". Daarna drong het opnieuw de atmosfeer binnen en landde uiteindelijk in de Indische Oceaan, ten westen van de Indische kust, op 21 september 1968 omstreeks 19:08 UTC. De capsule werd binnen enkele uren geborgen door de Sovjetvloot en overgebracht naar een onderzoekscentrum voor analyse.
Wetenschappelijke en technologische resultaten
De biologische monsters aan boord van Zond 5 leverden verbluffende resultaten op. De schildpadden bleken de reis in redelijke gezondheid te hebben doorstaan. Ze hadden ongeveer 10% van hun lichaamsgewicht verloren, grotendeels door voedseltekort, niet door stralingsschade. Hun organen en weefsels vertoonden minimale afwijkingen, en geen enkel teken van dodelijke stralingsdosis werd vastgesteld. Ook de bacteriën, schimmels en zaden bleken grotendeels ongeschonden. Dit bevestigde dat een retourvlucht door de interplanetaire ruimte zonder fatale biologische schade mogelijk was, een cruciale stap voor toekomstige bemande maanmissies. Daarnaast leverde de missie belangrijke stralingsdata: Zond 5 registreerde een totale dosis van circa 0,18 rad binnen de capsule, een niveau dat binnen de tolerantiegrenzen voor mensen viel. De vlucht bewees ook dat het Sovjetsysteem in staat was een translunaire baan te berekenen, te volgen en te corrigeren met redelijke precisie. Ondanks storingen in de oriëntatie en communicatie kon de missie succesvol worden afgesloten. De “skip re-entry” bood waardevolle gegevens over aerodynamische belasting en hitteschildgedrag bij snelheden van meer dan 11 km/s. Deze ervaring zou essentieel zijn voor eventuele bemande terugvluchten.
De gemiste kans
Drie maanden na Zond 5, op 21 december 1968, lanceerden de Amerikanen Apollo 8 met drie astronauten aan boord, Frank Borman, Jim Lovell en William Anders. Hun missie was nagenoeg identiek aan de beoogde Sovjetdoelen: een vlucht rond de maan en terug. Terwijl Zond 5 een onbemand, deels experimenteel voertuig was, vloog Apollo 8 bemand en foutloos. De Amerikanen publiceerden spectaculaire kleurbeelden van de maanhorizon en de aarde, symbolisch de definitieve overwinning in de race om de maan. Hoewel de Sovjet-Unie met Zond 5 een indrukwekkende prestatie had geleverd, toonde de missie ook aan dat de technische betrouwbaarheid van de 7K-L1 nog ontoereikend was voor bemande inzet. Zond 6 (november 1968) crashte bij terugkeer, en Zond 7 en 8 (1969–1970) kwamen te laat om nog strategisch gewicht te hebben.
Zond 5 was geen vlucht met mensen, maar het was de eerste reis rond de maan met leven aan boord, een mijlpaal die zowel technisch als biologisch zijn stempel heeft gedrukt op de ruimtevaartgeschiedenis. Hoewel de Sovjets de race om de maan uiteindelijk verloren aan Apollo 8 en Apollo 11, bewees Zond 5 dat de fundamenten voor bemande maanreizen wereldwijd gelegd waren. De twee schildpadden die de verre zijde van de maan zagen en levend terugkeerden, werden zo, symbolisch, de eerste aardse wezens die een interplanetaire reis voltooiden. Hun stille, cirkelvormige tocht van 384.000 kilometer vormde een bescheiden, maar onvergetelijke stap in het verhaal van de menselijke verkenning van de ruimte.
