Полеты амс к луне. Школьная энциклопедия
Людей всегда интересовал космос. Луна, находясь ближе всего к нашей планете, стала единственным небесным телом, на котором побывал человек. С чего начинались исследования нашего спутника, и кто одержал пальму первенства в приземлении на Луну?
Естественный спутник
Луна - небесное тело, веками сопровождающее нашу планету. Она не излучает свет, а только отражает его. Луна является спутником Земли, который ближе всего расположен к Солнцу. На небосводе нашей планеты она является вторым объектом по яркости.
Мы всегда видим одну сторону Луны из-за того, что вращение её синхронизировано с вращением Земли вокруг своей оси. Движется Луна вокруг Земли неравномерно - то отдаляясь, то приближаясь к ней. Великие умы мира издавна ломали себе голову над изучением её движения. Это невероятно сложный процесс, на который влияет сплюснутость Земли и притяжение Солнца.
О том, как образовалась Луна, ученые спорят до сих пор. Существует три версии, одна из которых - основная - была выдвинута после получения образцов лунного грунта. Её прозвали теорией гигантского столкновения. В основе лежит предположение, что больше 4 миллиардов лет назад столкнулись две протопланеты, а их отколовшиеся частицы застряли на околоземной орбите, образовав со временем Луну.
Другая теория предполагает, что Земля и её естественный спутник образовались благодаря газопылевому облаку в одно время. Сторонники третьей теории предполагают, что Луна возникла далеко от Земли, но была захвачена нашей планетой.
Начало исследования Луны
Даже в древние времена это небесное тело не давало покоя человечеству. Первые исследования Луны велись ещё во II веке до нашей эры Гиппархом, попытавшимся описать её движение, размеры и расстояние от Земли.
В 1609 году Галилей изобрел телескоп, и освоение Луны (хоть и визуальное) перешло на новую ступень. Стало возможным изучить поверхность нашего спутника, разглядеть его кратеры и горы. Например, Джованни Риччиоли это позволило создать одну из первых лунных карт в 1651 году. В то время и родился термин «море», обозначающий темные области поверхности Луны, а кратеры начали называть в честь известных личностей.
В XIX веке на помощь астрономам приходит фотография, что позволяет вести более точные исследования особенностей рельефа. Льюис Резерфорд, Уоррен де ла Рю и Пьер Жансен в разное время активно изучали лунную поверхность со снимков, а последний создал её «Фотографический атлас».
Освоение Луны. Попытки создания ракеты
Первые этапы изучения пройдены, и интерес к Луне становится все горячее. В XIX веке зарождаются первые мысли о космическом путешествии к спутнику, с чего и начинается история освоения Луны. Для такого полета нужно было создать аппарат, скорость которого была бы способна преодолеть гравитацию. Оказалось, что существующие двигатели недостаточно мощные, чтобы набрать необходимую скорость и поддерживать её. Сложности были также и с вектором движения аппаратов, так как после взлета они обязательно закругляли свое движение и падали на Землю.
Решение пришло в 1903 году, когда инженер Циолковский создал проект ракеты, способной преодолеть гравитационное поле и достичь цели. Топливо в двигателе ракеты должно было сгорать в самом начале полета. Так, её масса становилась гораздо меньше, а движение осуществлялось за счет освобожденной энергии.
Кто первый?
XX век ознаменовался масштабными военными событиями. Весь научный потенциал направлялся в военное русло, и с исследованиями Луны пришлось притормозить. Развернувшаяся в 1946 году холодная война заставила астрономов и инженеров вновь задуматься о космическом путешествии. Одним из вопросов в соперничестве Советского Союза и США стал следующий: кто же первый приземлится на поверхность Луны?
Первенство в борьбе за освоение Луны и космического пространства досталось Советскому Союзу, и 4 октября 1957 года был выпущен первый а через два года к Луне направилась первая космическая станция «Луна-1», или, как её называли, «Мечта».
В январе 1959 года АМС - автоматическая межпланетная станция - прошла около 6 тысяч километров от Луны, но приземлиться не смогла. «Мечта» попала на гелиоцентрическую орбиту, став искусственным Период её обращения вокруг светила составляет 450 дней.
Высадка на Луну не удалась, зато были получены весьма ценные данные о внешнем радиационном поясе нашей планеты и солнечном ветре. Удалось установить, что у естественного спутника незначительное магнитное поле.
Вслед за Союзом в марте 1959 года США выпустило Pioneer-4, который пролетел в 60 000 км от Луны, попав на солнечную орбиту.
Настоящий прорыв случился 14 сентября этого же года, когда космический корабль «Луна-2» совершил первое в мире «прилунение». Станция не имела амортизации, поэтому приземление было жестким, но знаменательным. Сделала это «Луна-2» около Моря Дождей.
Изучение лунных просторов
Первое приземление открыло путь дальнейшим исследованиям. Вслед за «Луной-2» была отправлена «Луна-3», облетевшая спутник и сфотографировавшая «темную сторону» планеты. Лунная карта стала более полной, на ней появились новые наименования кратеров: Жюль Верн, Курчатов, Лобачевский, Менделеев, Пастер, Попов и др.
Первая американская станция приземлилась на спутник Земли лишь в 1962 году. Это была станция Ranger-4, которая упала на
Дальше американские «Рейнджеры» и советские «Луны» и «Зонды» по очереди атаковали космические просторы, то совершая телесъемки лунной поверхности, то вдребезги об неё разбиваясь. Первой мягкой посадкой порадовала станция «Луна-9» в 1966 году, а «Луна-10» стала первым спутником Луны. Обогнув эту планету 460 раз, «спутник спутника» прервал связь с Землей.
«Луна-9» транслировала снимаемую автоматом телепередачу. С экранов телевизоров советский зритель наблюдал за съемкой холодных пустынных просторов.
США следовали тому же курсу, что и Союз. В 1967 году американская станция «Сурвейэр-1» совершила вторую мягкую посадку в истории космонавтики.
До Луны и обратно
За несколько лет советским и американским исследователям удалось достичь немыслимых успехов. Таинственное ночное светило много веков будоражило сознание как великих умов, так и безнадежных романтиков. Шаг за шагом Луна становилась всё ближе и доступнее для человека.
Следующей целью было не просто отправить на спутник космическую станцию, но и вернуть её обратно на Землю. Перед инженерами стояли новые задачи. Аппарат, летевший обратно, должен был войти в земную атмосферу под не слишком крутым углом, иначе он мог сгореть. Слишком большой угол, наоборот, мог создать эффект рикошета, и аппарат снова полетел бы в космос, так и не добравшись до Земли.
Сложности с калибровкой угла были решены. Серия аппаратов «Зонд» с 1968 по 1970 г. успешно совершала полеты с приземлением. «Зонд-6» стал испытательным. Он должен был исполнить проверочный полет, чтобы потом его смогли осуществить пилоты-космонавты. Аппарат облетел Луну на расстоянии 2500 км, но при возвращении на Землю парашют открылся чересчур рано. Станция разбилась, а полет космонавтов был отменен.
Американцы на Луне: первые лунопроходцы
Степные черепахи, вот кто первым облетел Луну и вернулся на Землю. Животных отправили в космический полет на советском корабле «Зонд-5» в 1968 году.
США явно отставали в освоении лунных просторов, ведь все первые успехи принадлежали СССР. В 1961 году президент Штатов Кеннеди сделал громкое заявление о том, что к 1970 году произойдет высадка на Луну человека. И сделают это американцы.
Для осуществления подобного плана требовалось подготовить надежную почву. Изучались снимки лунной поверхности, сделанные кораблями «Рейнджер», исследовались аномальные явления Луны.
Для пилотируемых полетов была открыта программа «Аполлон», которая пользовалась расчетами траектории полета к Луне, сделанными украинцем Впоследствии эта траектория была названа «Трассой Кондратюка».
«Аполлон-8» произвел первый пробный пилотируемый полет без высадки. Ф. Борман, У. Андерс, Дж. Ловелл совершили несколько кругов вокруг естественного спутника, сделав съемку местности для будущей экспедиции. Т. Стаффорд и Дж. Янг на «Аполлоне-10» осуществили второй полёт вокруг спутника. Космонавты отделились от модуля корабля и пребывали в 15 км от Луны по отдельности.
После всех подготовок, наконец, был отправлен «Аполлон-11». Американцы на Луне высадились 21 июля 1969 года возле Моря Спокойствия. Первый шаг совершил Нил Армстронг, за ним последовал Космонавты пробыли на естественном спутнике 21,5 часа.
Дальнейшие изучения
После Армстронга и Олдрина на Луну отправлялись ещё 5 научных экспедиций. Последний раз астронавты высаживались на поверхность спутника в 1972 году. За всю человеческую историю только в этих экспедициях люди высаживались на другие
Советский Союз не оставлял изучение поверхности естественного спутника. С 1970 года были отправлены радиоуправляемые «Луноходы» 1-й и 2-й серии. Луноход на Луне собирал образцы грунта и фотографировал рельеф.
В 2013 году Китай стал третьей страной, которая достигла нашего спутника, совершив мягкую посадку с помощью лунохода «Юйту».
Заключение
С давних времен являлся увлекательным объектом для изучения. В XX веке освоение Луны из научного исследования превратилось в разгоряченную политическую гонку. Для путешествия на неё было проделано немало. Теперь Луна остается наиболее изученным астрономическим объектом, на котором, к тому же, побывал человек.
Ещё до начала космической эры люди мечтали о полётах на Луну и планеты Солнечной системы. Многие учёные создавали проекты космических кораблей, художники рисовали воображаемые картины высадки первых людей на Луну, писатели-фантасты предлагали в своих романах различные способы достижения заветной цели. Но никто не мог всерьёз предположить, что люди в самом деле отправятся на Луну на достаточно ранней стадии освоения космоса. А это произошло... Но обо всём по-порядку.
ПЕРВЫЕ ПОЛЁТЫ К ЛУНЕ.
2 января 1959 года в Советском союзе был осуществлён пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-1» . Станция также имела названия «Луна-1D» и, как её прозвали журналисты, «Мечта» (фактически, это четвёртая попытка пуска к Луне, три предшествующих: «Луна-1A» - 23 сентября 1958г., «Луна-1B» - 11 октября 1958г., «Луна-1C» - 4 декабря 1958г. окончились неудачей из-за аварий ракеты-носителя). «Луна-1» прошла на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту. Несмотря на то, что станция в Луну не попала, АМС «Луна-1» стала первым в мире космическим аппаратом, достигшим второй космической скорости, преодолевшим притяжение Земли и ставшим искусственным спутником Солнца. Специальное устройство, установленное на последней ступени ракеты-носителя, выбросило на высоте около 100 тыс. км натриевое облако. Эта искусственная комета была видна с Земли.
12 сентября 1959 года к спутнику нашей планеты стартовала автоматическая станция «Луна-2» («Лунник-2») . Она достигла Луны и доставила на её поверхность вымпел с изображением герба СССР. Впервые была проложена трасса Земля - Луна, впервые был нарушен извечный покой другого небесного тела. , представляла собой сферу из алюминиево-магниевого сплава диаметром 1,2 м. На ней были установлены три простейших прибора (магнитометр, сцинтилляционные счётчики и счётчики Гейгера, детекторы микрометеоритов), два из которых закреплялись на выносных штангах. Аппарат весом 390 кг на протяжении всего своего быстрого полёта к Луне был прикреплен к верхней ступени ракеты-носителя, он вонзился в поверхность Луны со скоростью свыше 3 км/с. Радиосвязь с ним оборвалась в районе края Моря Имбриум неподалеку от кратера Архимед.
Слева и в центре:
Первым космическим аппаратом, упавшим на поверхность Луны,
стала советская «Луна-2», присоединенная к последней ступени ракеты-носителя.
Это произошло 13 сентября 1959 года.
Справа:
«Луна-3», на счету
которой ещё один триумф СССР - первые в мире снимки обратной стороны Луны.
Следующий триумф достался «Луне-3» , запущенной меньше чем через месяц. Этот аппарат весом 278 кг имел длину 1,3 м и диаметр 1,2 м. На его корпусе впервые в истории советской космонавтики установили солнечные батареи. Также впервые автоматический космический аппарат был оборудован системой ориентации В неё входили оптические датчики, которые "видели" Солнце и Луну, и микродвигатели ориентации, поддерживавшие станцию в строго определенном положении, когда объектив фототелевизионного устройства направлялся на . Главным прибором была фототелевизионная камера, передающая отдельные кадры, которая включилась 7 октября на расстоянии 65 000 км от Луны. В течение 40 минут было снято 29 кадров (по некоторым данным, на Земле удовлетворительно удалось принять лишь 17), на которых, в основном, были изображения обратной стороны Луны, которую до тех пор не видел никто . Процесс работы камеры заключался в том, что 35-миллиметровая пленка проявлялась, фиксировалась и сушилась прямо на борту, а затем просвечивалась световым лучом и преобразовывалась в аналоговое телевизионное изображение разрешением в 1000 строк, которое и передавалось на Землю.
Человечество впервые в истории увидело около 70 процентов обратной стороны Луны. Конечно, по сравнению с современными методами передачи изображений, качество сигнала было плохим, высоки были уровни шумов. Но несмотря на это, полёт «Луны-3» был выдающимся достижением, знаменующим целый этап космической эры.
В результате самых первых полётов к Луне было установлено, что у неё отсутствуют магнитное поле и пояса радиации. Измерения общего потока космического излучения, проведённые на траектории полётов и вблизи Луны, дали новые сведения о космических лучах и частицах, о микрометеорах в открытом космическом пространстве.
Следующим значительным достижением стали снимки Луны с близкого расстояния . 31 июля 1964 года аппарат «Рэйнджер 7» весом 366 кг вонзился в поверхность Моря Облаков со скоростью 9316 км/ч после того, как передал на Землю 4316 кадров. На последнем снимке была видна пятнистая поверхность, усеянная сотнями мелких кратеров. Качество изображения в тысячи раз превосходило изображения с лучших земных телескопов. Вслед за «Рэйнджером 7» последовали столь же успешные полёты «Рэйнджеров» 8 и 9 . Аппараты «Рэйнджер» были построены на такой же, как у «Маринера 2» , основе, над которой возвышалась похожая на башню конусообразная надстройка высотой 1,5 м. В её оконечности помещалась телевизионная система из шести камер общим весом 173 кг. Получаемые при помощи передающих телевизионных трубок изображения напрямую транслировались на Землю.
«Рэйнджер 7», «Луна-9» (модель) и «Сервэйер 1»
Первая мягкая посадка на Луну была осуществлена советской «Луной-9» , хотя строго говоря, её нельзя назвать мягкой. Спускаемая капсула «Луны-9» весом 100 кг, внутри которой установили телекамеру весом 1,5 кг, была состыкована с последней ступенью основного аппарата в течение всего полёта к Луне. На подлёте к поверхности включался тормозной двигатель тягой 4600 кг, снижая скорость спуска. На высоте 5 метров над поверхностью капсула отстреливалась от основного аппарата, совершая посадку с вертикальной скоростью 22 км/ч. Когда капсула остановила своё движение по поверхности Луны, корпус её раскрылся подобно четырем лепесткам цветка, и телекамера начала съемку лунной поверхности. Скорость её работы была сравнима со скоростью передачи изображений современными факсимильными аппаратами. Камера вращалась, совершая один оборот за 1 час 40 минут, снимая круговую панораму с разрешением 6000 строк и дальностью перспективы в 1,5 км. На покрытой пылью поверхности Луны лежало множество мелких камней разного размера. Это доказывало, что лунная пыль, по крайней мере, в Океане Бурь не образует глубокого слоя. Таким образом, «Луна-9» передала на Землю первые панорамные снимки лунной поверхности .
Первой по-настоящему мягкой посадкой стало прилунение американского «Сервэйера 1» в июне 1966 года с использованием посадочного двигателя. Всего в разных районах Луны совершили мягкую посадку пять «Сервэйеров» . Они передали на Землю ценные снимки, которые помогли руководству программы «Аполлон» выбрать места для высадки пилотируемых спускаемых аппаратов. Их данные были дополнены в ходе удивительно удачных полетов «Лунных орбитальных аппаратов» . Но СССР хотел быть первым и на лунной орбите, поэтому 31 марта 1966 года была запущена «Луна-10» .
«Луна-10» стала первым в мире искусственным спутником Луны. Впервые получены данные об общем химическом составе Луны по характеру гамма-излучения её поверхности. Было сделано 460 витков вокруг Луны. Связь с аппаратом прекратилась 30 мая 1966 года.
Л уна всегда привлекала человека. Литература богата описаниями фантастических путешествий на Луну, самое раннее из которых «состоялось» почти 2000 лет назад. Однако до недавнего времени практическое осуществление таких полетов было за пределами возможностей человека, который довольствовался изучением ее с помощью телескопов. Первым наблюдал Луну в телескоп астроном эпохи Возрождения Галилео Галилей. Он видел большие темные относительно гладкие равнины и более светлые пространства, покрытые горами и кратерами. Со временем картографы назовут эти равнины морями, хотя очевидно, что они не имеют ничего общего с морями в нашем представлении. Развитие фотографии в значительной мере облегчило технологию картографирования. К концу XIX в. вся полусфера Луны, которая всегда обращена к Земле, была сфотографирована с разрешением менее 1 км и в результате были составлены подробные атласы. Тем не менее многие основные свойства Луны оставались неизвестными.
Было установлено, что диаметр Луны примерно в 4 раза меньше диаметра Земли и что она движется по почти круговой орбите вокруг Земли с периодом обращения 1 мес. Отсутствие атмосферы и признаков воды исключало надежду обнаружить на Луне жизнь, сходную с земной. Средняя плотность, составляющая лишь 61% плотности Земли, позволяла предполагать другое внутреннее строение Луны, но, насколько велики эти отличия, оставалось загадкой. Еще менее ясными были состав слагающих Луну пород и происхождение Луны. За миллиарды лет существования Земли первоначальные свойства ее поверхности давно изменились под действием ветра, воды, ледников и биологических процессов. Поверхность Луны испытывала воздействие солнечного ветра и бомбардировку метеоритами, выдерживала контрасты температуры. Однако влияние этих факторов было минимальным. На самом деле Луна очень хорошо сохранилась со времени своего образования; она - немой свидетель прошлого. Непосредственное изучение Луны помогло бы лучше понять происхождение системы Земля - Луна, а возможно, и происхождение самой Солнечной системы. Исходя из этого, СССР и США в конце 50-х годов готовились к запуску автоматических аппаратов в направлении Луны.
Первые попытки
Перед первыми автоматическими межпланетными станциями (АМС), запускаемыми к Луне, ставилась весьма скромная задача: развить достаточно высокую скорость и обеспечить необходимую точность наведения для гарантированного пролета достаточно близко к Луне, чтобы передать максимум информации. Достичь этой цели на столь раннем этапе развития космической техники было нелегко. Представьте себе, что Земля - гигантская карусель, а Луна - цель, отстоящая на расстояние 384 000 км и проходящая в течение часа путь, равный своему диаметру. С помощью винтовки, установленной на карусели, попытайтесь поразить цель пулей, которая достигнет ее через несколько суток, двигаясь по дуге большой протяженности со снижающейся скоростью. Выстрел должен быть рассчитан по секундам, чтобы гарантировать либо прямое попадание, либо пролет вблизи цели.
Первые три попытки ВВС США запустить к Луне АМС «Пионер» в августе, октябре и ноябре 1958 г. потерпели неудачу, поскольку не была развита достаточная скорость для выхода на отлетную траекторию; аналогично закончился эксперимент армии США.
В конце концов армии США удалось обеспечить пролет космического аппарата на некотором расстоянии от Луны, но это произошло лишь после аналогичного успеха СССР.
Хотя первые американские «Пионеры» не выполнили основной цели - пролета вблизи Луны, они впервые произвели измерения межпланетного магнитного поля и протяженности радиационного пояса Земли. Советская АМС «Луна» впервые совершила успешный полет в январе 1959 г., пройдя на расстоянии менее 5000 км от лунной поверхности. Выдающийся успех был достигнут в сентябре этого же года, когда станция «Луна-2» достигла поверхности Луны в точке, находящейся на расстоянии около 800 км севернее центра видимой части вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик, и стала первым изделием человека, доставленным на другое небесное тело. Непосредственно перед падением на лунную поверхность бортовые приборы передали информацию, свидетельствующую об отсутствии значительного магнитного поля и радиационных поясов вокруг Луны.
В октябре того же года была запущена АМС «Луна-3» на траекторию облета Луны, проходящую на расстоянии 6200 км от Луны. Под действием гравитационного поля Луны станция обогнула ее и вышла на траекторию возврата к Земле в северной части небосвода, что создавало весьма благоприятные условия для работы советских станций слежения. Операция была спланирована таким образом, что облет произошел в то время, когда почти вся обратная сторона Луны была освещена солнечным светом и могла быть сфотографирована бортовыми камерами. В таком положении станция, ориентированная на Луну в лучах Солнца, сфотографировала около 30% видимой и 70% никогда ранее не видимой сторон Луны. Имеющаяся информация о видимой стороне была использована для составления карты невидимой стороны. Фотоснимки были проявлены на борту станции «Луна-3» и с помощью телевизионной системы переданы на Землю. В результате был опубликован атлас, представляющий первый взгляд человека на обратную сторону Луны.
В 1959 и 1960 гг. НАСА предпринимало попытки запуска еще пяти более тяжелых АМС «Пионер» с выступающими панелями солнечных элементов. На аппаратах были установлены жидкостные однокомпонентные двигатели на гидразине, предназначенные для торможения с целью выхода на окололунную орбиту. К сожалению, все носители «Атлас-Эйбл» потерпели аварии либо при статических огневых испытаниях, либо при запуске, и полезные грузы были потеряны.
Пятидесятые годы закончились впечатляющими успехами СССР в космосе, оставившими далеко позади все, что было сделано в США. В трех удачных запусках Советским Союзом было послано 1030 кг полезного груза на Луну и в окружающее ее пространство, тогда как США удалось запустить лишь один аппарат массой 6 кг.
Луна крупным планом
 «Рейнджер-7»1 Малонаправленная антенна. 2 Отверстие для шести телевизионных камер (двух с большими и четырех с малыми углами обзора). 3 Замок крепления солнечных батарей. 4 Раскладные панели солнечных батарей (2 шт.). 5 Аккумуляторные батаеи 6 Газовый баллон реактивной системы ориентации. 7 Остронаправленная антенна. 8 Электронное оборудование системы ориентации. 9 Телевизионная подсистема. «Рейнджер-7» был выведен 28 июля 1964 г. ракетой-носителем «Атлас-Аджена-В» на траекторию встречи с Луной. Аппарат имел шесть телевизионных камер. В течение последних 13 мин полета перед падением на территорию Моря Облаков (10°38" ю.ш., 20°36" з.д.) со скоростью около 9300 км/ч было получено более 4300 телевизионных изображений. Две из шести камер имели широкоугольную оптику и развертывали изображение на 1150 строк с целью достижения высокой четкости. Эти камеры передавали изображения поверхности Луны, начиная с высоты 1600 км до момента касания. Четыре камеры с малыми углами обзора развертывали изображение на 300 строк. | Они передавали изображения небольших территорий. Эти камеры работали попарно с переключением каждые 0,2 с. В отличие от аппарата «Рейнджер-6», вышедшего из строя при включении телевизионных камер, «Рейнджер-7» выполнил программу полностью. Сигналы принимались в Лаборатории реактивных двигателей 31 июля 1964 г. в течение 19 мин. Полученные изображения поверхности Луны позволяли различить топографические особенности кратеров диаметром до 30 м! |
Первые АМС «Пионер» обладали весьма ограниченными возможностями. Поэтому в 60-х годах НАСА приступило к совершенно новой программе разработки существенно более крупного стандартизированного космического аппарата, способного выполнить детальные исследования Луны и планет. Эта программа, именуемая «Рейнджер», первоначально предусматривала осуществление пяти полетов: двух испытательных и трех эксплуатационных. Когда высадка человека на Луне стала национальной программой, число полетов было увеличено.
 Схема полета АМС «Рейнджер-6» - «Рейнджер-9» 1 Запуск ракетой-носителем «Атлас-Аджена». 2 Первое включение ступени «Аджена». 3 «Аджена» в пассивном полете по круговой промежуточной орбите со скоростью 28 900 км/ч на высоте 185 км. 4 Второе включение ступени «Аджена» для перехода на траекторию полета к Луне. 5 АМС приближается к коридору диаметром 16 км с отклонением от расчетной начальной скорости в пределах 26 км/ч. С помощью двигателя промежуточной коррекции аппарат выводится на траекторию встречи с Луной. 6 Коррекции траектории с целью компенсации ошибок системы управления по определению координат АМС и скорости полета. |
«Рейнджер-1 и -2» были первыми базовыми стандартизированными космическими станциями, предназначенными для технических исследований и измерений в окружающем пространстве на высоких околоземных орбитах. При запусках обоих аппаратов не состоялось повторное включение двигателей верхних ступеней носителей и были достигнуты лишь низкие орбиты с малым временем существования. Тем не менее полеты позволили получить некоторую научную и техническую информацию.
АМС следующей серии были оснащены тормозными двигателями, которые, как полагали, позволят доставить на поверхность Луны сейсмометр, рассчитанный на «жесткую» посадку. После удара при встрече с поверхностью Луны со скоростью до 200 км/ч сейсмометр должен был самостоятельно прийти в рабочее состояние и передавать информацию о сейсмических характеристиках и падении метеоритов в течение последующих 60-90 сут. К сожалению, ракета-носитель аппарата «Рейнджер-3» сообщила ему избыточную скорость, что сделало невозможной встречу с Луной. Однако все системы аппарата оставались в рабочем состоянии, и был проведен большой объем исследований в полете, включая впервые выполненный промежуточный маневр коррекции орбиты. С АМС «Рейнджер-4 и -5» возникли трудности на начальных этапах полетов. С помощью передатчиков, которые были установлены на посадочных капсулах, используемых в качестве маяков, осуществлялось управление аппаратом «Рейнджер-4», обеспечившее его падение на обратную сторону Луны; это была первая американская АМС, достигшая Луны. Управление аппаратом «Рейнджер-5» велось в течение 11 сут, он пролетел на расстоянии 725 км от Луны и вышел на орбиту вокруг Солнца.
После этого был проведен тщательный анализ всех систем аппарата с целью выявления и модернизации элементов, обладающих недостаточной надежностью, а также резервирования наиболее ответственных элементов, чтобы гарантировать успех последующих запусков. Полет АМС «Рейнджер-6» протекал успешно до момента включения съемочной камеры. Впоследствии было установлено, что во время запуска образовалась дуга высокого напряжения, повредившая телевизионную аппаратуру. Аппарат вышел на цель, но не передал ни единого изображения.
Тщательный анализ изображений, полученных с аппаратов «Рейнджер», показал, что «морские» равнины не имеют никаких особенностей, кроме кратеров с ровными краями. Отсутствие валунов, крупных камней и расщелин позволило перейти к следующему этапу изучения Луны - мягкой посадке.
После реконструкции системы в июле 1964 г. был запущен аппарат «Рейнджер-7», полет которого в отличие от предшествующих стал выдающимся успехом: было передано более 4300 высококачественных телевизионных изображений Луны, полученных перед контактом с поверхностью. Последнее изображение, снятое с высоты 1600 м, охватывало площадь 30 X 50 м; на нем были отчетливо видны кратеры диаметром до 1 м. Разрешение этого последнего изображения составляло около 0,4 м.
Полеты аппаратов «Рейнджер-8 и -9» в начале 1965 г. прошли успешно, было передано соответственно 7137 и 5814 телевизионных изображений лунной поверхности. В соответствии с программой полета аппарат «Рейнджер-8» должен был приблизиться к Морю Спокойствия по пологой траектории с углом наклона 42°, чтобы при съемках охватить большую площадь. Даже при значительной боковой составляющей скорости разрешение на последнем изображении было менее 2 м. Наведение аппарата «Рейнджер-9» производилось на кратер Альфонса диаметром 130 км, падение произошло с отклонением в пределах 5 км от расчетной точки, разрешение на последнем снимке достигло 0,3 м.
Советские автоматические межпланетные станции мягкой посадки
Для мягкой посадки полезного груза на Луну требуются точность предыдущих операций и в дополнение к этому гашение конечной скорости, составляющей не менее 2,6 км/с. Посадка с орбиты на Землю сопряжена с меньшими трудностями, поскольку почти вся орбитальная скорость спутника может быть погашена при торможении в атмосфере. При посадке на Луну, не имеющей атмосферы, уменьшение скорости может быть достигнуто только с помощью тормозных двигателей и расхода значительного количества топлива.
В СССР впервые были созданы возможности для осуществления мягкой посадки на Луну с созданием новых станций серии «Луна» в 1963 г. Эти станции массой до 1,8 т были рассчитаны на доставку приборного контейнера массой 100 кг в точку поверхности Луны между 62 и 64° з. д. вблизи экватора. Это была единственная точка на Луне, при приближении к которой траектория полета станции «Луна» становилась почти вертикальной, что упрощало схему управления аппаратом.
Программой предусматривалась следующая типовая операция. После запуска на околоземную промежуточную орбиту станция «Луна» с последней ступенью ракеты-носителя остается на этой орбите на период одного витка до повторного появления над территорией СССР. Затем включается двигатель последней ступени, который переводит аппарат на траекторию полета к Луне длительностью 3,5 сут. На расстоянии около 75 км от Луны радиолокационная установка и астронавигационный блок, которые уже не нужны, сбрасываются и начинается снижение с работающим двигателем. Сферический полезный груз отделяется от двигательного отсека перед самым касанием поверхности, и после его спуска на его верхней полусфере раскрываются четыре лепестковые панели, выставляя антенны и телевизионную камеру.
При запуске станции «Луна-9» в феврале 1966 г. была впервые успешно осуществлена мягкая посадка на Луну объекта, изготовленного руками человека. Подобная башенке автоматическая лунная станция (АЛС) с телевизионной камерой, снабженной механическим приводом сканирования, в течение 75 ч передала с умеренным разрешением несколько панорам окружающей местности и данные по радиации.
Второй советской станцией, совершившей мягкую посадку на Луну в декабре 1966 г., была «Луна-13». После раскрытия четырех защитных панелей были приведены в действие два сложенных механических манипулятора с приборами для исследования грунта. С помощью механического грунтомера на одном манипуляторе и радиационного плотномера - на другом получена уникальная информация о плотности и составе поверхности грунта.
 Схема посадки АМС «Луна-9»1 Отделение автоматической лунной станции при касании поверхности штырем, установленным на основном блоке, после ракетодинамического торможения. 2 АЛС падает с отскоком и перекатывается по поверхности. Из-за смещенного центра тяжести она занимает расчетное положение. 3 Начало перехода в рабочее состояние. 4 Раскрываемые лепестки панели способстуют ориентации АЛС в вертикальном положении; выставляется телевизионная камера и развертываются антенны. Сигналы передаются на Землю. Общая масса АМС «Луна-9» после выведения на траекторию полета к Луне 1583 кг. Масса АЛС после посадки на Луну 100 кг. Время активного существования 75 ч. |
Все остальные АМС «Луна» этого поколения выводились на окололунные орбиты по программам, не предусматривающим посадку.
Для размещения объекта на окололунной орбите требуется изменение его скорости на 1 км/с, тогда как для спуска на лунную поверхность необходимо изменение скорости на 2,6 км/с, т. е. для спутника Луны требуется значительно меньше топлива, чем для аппарата, совершающего посадку. Чтобы не разрабатывать серию лунных спутников новой конструкции, в СССР было принято решение взять за основу двигательную установку лунного посадочного блока, заправлять ее топливом на 2/3 номинального объема и использовать оставшийся объем для увеличения доставляемого полезного груза. Масса полезного груза, доставленного на поверхность Луны «Луной-9», составляла приблизительно 100 кг, тогда как масса первого искусственного спутника Луны, доставленного АМС «Луна-10», составляла 240 кг. Этот аппарат был оснащен приборами для измерения радиации и регистрации микрометеоритов в окололунном пространстве. С первого спутника Луны неоднократно передавалась на Землю мелодия «Интернационала». Спутник «Луна-11» имел приблизительно такой же полезный груз, но его конструкция была усовершенствована исходя из опыта, полученного при эксплуатации станции «Луна-10». Спутники «Луна-12» и «Луна-14» не отделялись от двигательных отсеков после завершения маневров выведения на окололунную орбиту. Не сбрасывались также радиолокационная установка и астронавигационный блок, чтобы обеспечить необходимую астроориентацию аппаратов для съемки и передачи на Землю изображений лунной поверхности.
| Схема спуска АМС «Сервейер» 1 Ориентация. 2 Маневр за 30 мин до касания поверхности перед включением тормозного двигателя. 3 По данным радиовысотомера (который выбрасывается из сопла тормозного двигателя) включается тормозной двигатель. С высоты 83,7 км и при скорости 9500 км/ч аппарат стабилизируется управляющими двигателями. 4 Тормозной двигатель прекращает работу и отделяется; с высоты 11 700 м управление спуском обеспечивается управляющими тормозными двигателями. 5 Управляющие двигатели выключаются на рас стоянии 4,27 м от поверхности Луны при скорости 5,6 км/ч. 6 Космический аппарат совершает посадку со скоростью 12,8 км/ч на амортизирующие опоры. Технические характеристики «Сервейер-3»
|
В рассматриваемый период в СССР был осуществлен еще один полет к Луне. На траекторию пролета мимо Луны в июле 1965 г. была запущена автоматическая межпланетная станция «Зонд-3» с целью получения снимков части обратной стороны Луны, не сфотографированной со станции «Луна-3». Из 28 полученных снимков 25 содержали изображения лунной поверхности, причем три из них - в ультрафиолетовом диапазоне спектра. В целом с помощью аппаратов «Луна-3» и «Зонд-3» были получены изображения, охватывающие 95% площади обратной стороны Луны.
Перед полетами космического корабля «Аполлон»
Следовавшие один за другим запуски автоматических межпланетных станций «Луна», подготовившие успешный полет «Луны-9», предшествовали запуску американской автоматической станции «Сервейер».
Первоначально была задумана двухчастная программа, включающая орбитальные и посадочные блоки для обеспечения работ по программе посадки на Луну пилотируемого корабля «Аполлон». Впоследствии часть программы, касающаяся орбитальных аппаратов, получила самостоятельное развитие в серии лунных спутников «Лунар Орбитер».
«Сервейер-1» был запущен к Луне спустя 4 мес после «Луны-9» по траектории прямого выведения. Он был оснащен четырьмя двигателями: тремя управляющими ЖРД с регулируемой тягой и одним (основным) твердотопливным двигателем торможения. После промежуточной коррекции с помощью управляющих двигателей была проведена подготовка к посадке. Основной тормозной двигатель был включен на расстоянии 75 км от поверхности Луны и, работая совместно с управляющими ЖРД, затормозил аппарат до скорости 70 м/с.
После выгорания топлива тяжелый тормозной двигатель был отделен, и на заключительном этапе спуска работали только управляющие двигатели, обеспечив почти полное торможение (зависание) аппарата на высоте 4 м. С этой высоты аппарат опускался в свободном падении при выключенных двигателях, чтобы свести к минимуму загрязнение и разрушение поверхности под действием истекающих газов. Амортизирующие стойки и сминаемые опоры на силовом каркасе смягчили ударную нагрузку. «Сервейер-1», первый аппарат этой серии, успешно совершил мягкую посадку на Луну. В течение последующих шести недель на Землю были переданы 11 237 изображений (две недели длилась лунная ночь и съемки не проводились), из которых почти все имели высокое разрешение и были выполнены в цвете с использованием светофильтров.«Сервейер-2» был потерян в результате незапуска одного из трех управляющих двигателей. Посадка «Сервейера-3» заставила персонал управления полетом поволноваться, поскольку лунная поверхность с высоким коэффициентом отражения, очевидно, внесла помехи в работу посадочного радиолокатора, что привело к двум подскокам аппарата перед отсечкой двигателей, первый раз до 10 м и второй раз до 3 м. В течение последующих двух недель лунного дня аппарат передал на Землю 6300 изображений района посадки. Среди них было много фотографий механического ковша-захвата, который погружался в грунт на глубину до 18 см. Полученная информация показала, что по структуре грунт на лунной поверхности аналогичен мокрому береговому песку на Земле и отвечает требованиям посадки пилотируемого аппарата. Позже астронавты космическогокорабля «Аполлон-12» совершили посадку на расстоянии около 400 м от станции «Сервейер-3», демонтировали и возвратили на Землю некоторые ее элементы для изучения влияния на конструкцию длительного пребывания в условиях Луны.
«Сервейер-4» был потерян во время работы тормозного двигателя, когда внезапно прекратились все передачи с борта. Начиная с «Сервейера-5», все аппараты этой серии оснащались альфа-анализаторами, содержащими радиоактивный источник (кюрий-252), для определения химического состава лунного грунта.
«Сервейер-6» после тщательного обзора места посадки был поднят с поверхности Луны с помощью управляющих двигателей, совершил боковой маневр на расстояние 2,5 м и повторную посадку для продолжения исследований.
В отличие от предыдущих полетов, проводившихся с целью изучения возможных мест посадки «Аполлона» в районе экватора, «Сервейер-7» был направлен в точку, расположенную в непосредственной близости к кромке кратера Тихо в южном материковом районе. После неудачной попытки развернуть альфа-анализатор он был принудительно опущен к поверхности с помощью ковша-захвата. С «Сервейера-7» было получено свыше 21 000 изображений; на некоторых из них видны два лазерных луча, генерированных станциями на теневой стороне Земли.
По программе «Сервейер» была исследована лунная поверхность в предполагаемых районах посадки корабля «Аполлон» и было установлено, что она имеет достаточную прочность для посадки лунной кабины корабля. Обзорные телевизионные камеры дали важнейшую информацию, свидетельствующую о малом количестве обломков пород, которые могли бы помешать посадке пилотируемого аппарата.
 | АМС «Зонд» 1 Остронаправленная антенна. 2 Возвращаемый аппарат. 3 Служебный отсек с двигателем маневрирования и системой управления ориентацией. 4 Солнечные батареи (вид снизу). 5 Приборный отсек. Эта АМС предназначена для изучения космического пространства и отработки техники дальних космических полетов. Создана на основе пилотируемого корабля «Союз». В сентябре 1968 г. «Зонд-5» совершил облет Луны по баллистической траектории; на борту станции находились живые черепахи и другие биологические образцы, которые благополучно вернулись на Землю. «Зонд-5» и «Зонд-8» приводнились в акватории Индийского океана. «Зонд-6» и «Зонд-7» осуществили рикошетирующий вход в атмосферу Земли, что позволило им совершить посадку на территории СССР. |
| Рикошетирующий вход в атмосферу
Возвращаемый аппарат должен войти в атмосферу в пределах узкого коридора шириной 10 км и спуститься до высоты 45 км над поверхностью Земли. Аппарат был ориентирован таким образом, что создавалась аэродинамическая подъемная сила, выталкивающая его обратно в космос с последующим повторным погружением в атмосферу над территорией СССР, завершаемым посадкой на парашюте. |  |
В сентябре следующего года впервые был совершен рейс по трассе Земля - Луна - Земля. Станция «Луна-16» совершила мягкую посадку в Море Изобилия и с помощью специального грунтозаборного устройства взяла образцы лунного грунта и доставила их на Землю для исследований. Затем через два месяца последовал полет станции «Луна-17», которая произвела огромное впечатление на западных специалистов, доставив в Море Дождей дистанционно управляемый аппарат для передвижения по лунной поверхности. Этот восьмиколесный аппарат «Луноход-1», управляемый по телевизионному и радиоканалам, прошел в общей сложности 10 540 м за 10 мес, передавая телевизионные изображения окружающей местности и периодически исследуя физико-механические свойства лунного фунта и его химический состав. В январе 1973 г. станция «Луна-21» доставила «Луноход-2» на территорию кратера Лемонье у восточной границы Моря Ясности. В течение пяти земных месяцев «Луноход» проделал путь длиной 37 км, выполняя все команды экипажа из Центра управления.  Станция «Луна-16» 1 Возвращаемый аппарат. 2 Ленточное крепление возвращаемого аппарата. 3 Антенна на взлетной ступени. 4 Приборный отсек взлетной ступени. 5 Топливные баки взлетной ступени. 6 Телефотометр. 7 Приборный отсек посадочной ступени. 8 Штанга грунтозаборного устройства. 9 Грунтозаборное устройство. 10 Один основной и два управляющих ракетных двигателя посадочной ступени (в данном ракурсе рисунка не видны). 11 Посадочные стойки. 12 Тарельчатые опоры. 13 Топливные баки посадочной ступени. 14 Ракетные двигатели малой тяги для управления в полете. 15 Ракетный двигатель взлетной ступени (на рисунке закрыт приборным отсеком). 16 Малонаправленная антенна на посадочной ступени. Первая АМС, доставившая на Землю образцы лунного грунта. Совершила посадку в Море Изобилия (0°41" ю.ш., 56°18" в.д.) 20 сентября 1970 г. Автоматическое грунтозаборное устройство с дистанцией захвата 0,9 м было рассчитано на извлечение породы с глубины до 35 см. На участке входа в атмосферу Земли был раскрыт парашют, выставлены штыревые антенны и металлические «стрелы», облегчающие радиолокацию. Сигналы бортового радиомаяка принимались самолетами и вертолетами поисково-спасательной службы. Технические характеристики
|
«Луноход-2» («Луна-21»)
1 Магнитометр.
2 Малонаправленная антенна.
3 Остронаправленная антенна.
4 Механизм наведения антенны.
5 Солнечная батарея (преобразует энергию солнечного излучения в электроэнергию для подразрядки химических батарей).
6 Откидная крышка (закрыта во время передвижения и в период лунной ночи).
7 Панорамные телефотокамеры горизонтального и вертикального обзора.
8 Изотопный источник тепловой энергии с отражателем и девятое колесо для измерения пройденного пути (в задней части аппарата).
9 Грунтозаборное устройство (в сложенном положении).
10 Штыревая антенна.
11 Мотор-колесо.
12 Герметичный приборный отсек.
13 Анализатор химического состава грунта «Рифма-М» (рентгеновский спектрометр) в сложенном положении.
14 Стереоскопическая пара телевизионных камер с блендами и противопылевыми крышками.
15 Оптический уголковый отражатель (изготовлен во Франции)
16 Телевизионная камера с блендой и противопылевой крышкой.
«Луна-21» совершила мягкую посадку на территории кратера Лемонье у восточной границы Моря Ясности в 1 ч 35 мин по московскому времени 16 января 1973 г. Первый период исследования Луны начался 17 -18 января, когда «Луноход-2» начал движение от места посадки в юго-восточном направлении по базальтовой лаве, обходя кратеры и валуны. На принятых на Земле панорамных изображениях был хорошо виден окружающий ландшафт, в том числе горы, окаймляющие Море Ясности.
Технические характеристики
Длина по ходовой части 221 см. Колея 160 см. Диаметр колеса 51 см. Масса 840 кг (почти на 100 кг больше массы «Лунохода-1», действовавшего на территории Моря Дождей в течение 10 мес с 17 ноября 1970 г.).
| КАЛЕНДАРЬ ЗАПУСКОВ АВТОМАТИЧЕСКИХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ СТАНЦИЙ К ЛУНЕ (некоторые из запущенных объектов) | ||||
| НАИМЕНОВАНИЕ АППАРАТА | ДАТА ЗАПУСКА | РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ | МАССА, КГ | ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТА |
| «Пионер-1» (США) «Пионер-3» (США) «Луна-1» (СССР) «Пионер-4» (США) «Луна-2» (СССР) «Рейнджер-1» (США) «Рейнджер-2» (США) «Рейнджер-3» (США) «Рейнджер-4» (США) | 11 окт. 1958 г. | «Тор-Эйбл» «Юнона-2» «Юнона-2» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» | 38 | Попытка выведения на окололунную орбиту. Авария на высоте 113800 км над южной частью Тихого океана Попытка пролета вблизи Луны. Авария на высоте 102320 км над Центральной Африкой Первая АМС, запущенная в район Луны. Пролетев на расстоянии 5000 км от Луны, аппарат вышел на околосолнечную орбиту Пролет на расстоянии 60 500 км от Луны и выход на околосолнечную орбиту Первое достижение поверхности Луны Пролет на расстоянии 6200 км от поверхности Луны. Сфотографировано 70% поверхности обратной стороны Луны. Полученные изображения переданы телевизионной системой на Землю Попытка испытаний аппарата на высокой околоземной орбите. Достиг лишь низкой околоземной орбиты Попытка получить сейсмометрические данные при жесткой посадке. Получив избыточную скорость, аппарат пролетел на расстоянии 36 800 км от Луны Попытка получить сейсмометрические данные при жесткой посадке. Отслеживалось попадание аппарата на обратную сторону Луны |
| «Рейнджер-5» (США) «Луна-4» (СССР) «Рейнджер-6» (США) «Рейнджер-7» (США) «Рейнджер-8» (США) «Рейнджер-9» (США) «Луна-5» (СССР) «Зонд-3» (СССР) «Центавр-3» (США) |
18 окт. 1962 г. | «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» А-2-е «Атлас-Центавр» |
341 | Попытка получить сейсмометрические данные при жесткой посадке. Аппарат вышел на околосолнечную орбиту, пролетев на расстоянии 725 км от Луны Пролет на расстоянии 8500 км от поверхности Луны и выход на околосолнечную орбиту Попытка получения телевизионных изображений крупным планом перед падением на поверхность. Аппарат упал на поверхность, не передав ни одного изображения Передано более 4300 изображений с высоким разрешением перед падением в Море Познания Передано 7137 изображений с высоким разрешением перед падением в Море Спокойствия Передано 5814 изображений с высоким разрешением перед падением на Луну в кратер Альфонса Станция достигла Луны в точке с координатами 31° ю.ш., 8° в.д. Пролет на расстоянии 160 000 км от Луны с выходом на околосолнечную орбиту Пролет Луны и выход на околосолнечную орбиту. Переданы изображения оставшихся не сфотографированными районов обратной стороны Луны Выведение на высокую околоземную орбиту динамической модели аппарата «Сервейер». Летно-конструкторские испытания ракетного блока «Центавр» |
| «Луна-7» (СССР) «Луна-8» (СССР) «Луна-9» (СССР) «Луна-10» (СССР) «Сервейер-1» «Эксплорер-33» «Лунар Орбитер-1» «Луна-11» (СССР) «Сервейер-2» |
4 окт. 1965 г. | А-2-е «Атлас-Центавр» «Дельта» с форсиро- «Атлас-Центавр» |
1506 | Станция достигла поверхности Луны в точке с координатами 9° с.ш., 40° з.д. Станция достигла поверхности Луны в точке с координатами 9°8" с.ш., 63° 18" з.д. Первая мягкая посадка на Луну в точку с координатами 7°8" с.ш., 64°33" з.д. Переданы телевизионные панорамы и данные по радиации. Вес АЛС 100 кг Первый искусственный спутник Луны массой 245 кг. Передавал информацию с эллиптической орбиты (350 Х 1017 км) с периодом обращения 178 мин и наклонением 71°9" в течение 56 сут Мягкая посадка в точку с координатами 2°27" ю.ш., 43° 13" з.д. Переданы 11 237 телевизионных изображений и техническая информация в течение 6 недель Попытка выведения на окололунную орбиту. Аппарат вышел на околоземную эллиптическую орбиту (15 900 X 435 000 км). Получена информация о частицах и полях Аппарат вышел на окололунную эллиптическую (40 X 1865 км) орбиту с наклонением 12° 12". Передано 211 телевизионных изображений фотографий поверхности Луны |
| «Центавр-5» (США) «Лунар Орбитер-2» «Луна-13» (СССР) «Лунар Орбитер-3» «Сервейер-3» «Лунар Орбитер-4» «Сервейер-4» «Лунар Орбитер-5» «Сервейер-5» |
26 окт. 1966 г. | «Атлас-Центавр» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Центавр» «Атлас-Аджена» «Атлас-Центавр» «Дельта» с форсиро- «Атлас-Центавр» |
726 | Выведение на высокую околоземную орбиту с массовым макетом аппарата «Сервейер». Летные испытания повторного запуска двигателя блока «Центавр» Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (40 X 1845 км) с наклонением 11°48". Передано 184 телевизионных изображения фотографий возможных мест посадки корабля «Аполлон» Мягкая посадка на Луну в точку с координатами 18°52" с.ш., 62°3" з.д. Переданы телевизионные панорамные изображения и данные о радиации. Проведено изучение грунта Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (40 x 1850 км) с наклонением 21°. Передано 182 телевизионных изображения фотографий поверхности Луны Мягкая посадка на Луну в точке с координатами 2°56" ю.ш., 23°20" з.д. Переданы 6315 телевизионных изображений и техническая информация. Масса на поверхности Луны 283 кг Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (2704 x 6033 км) с наклонением 85°. Передано 163 телевизионных изображения фотографий лунной поверхности Попытка мягкой посадки. Упал в точку с координатами 0°26" с.ш., 1°20" з.д. Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (804 x 7400 км) с наклонением 147°. Передана информация о частицах и полях Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (196x6014 км) с наклонением 85°. Передано 213 телевизионных изображений поверхности |
| «Сервейер-6» (США) «Сервейер-7» «Зонд-4» (СССР) «Луна-14» (СССР) «Зонд-5» (СССР) «Зонд-6» (СССР) «Луна-15» (СССР) «Луна-16» (СССР) «Зонд-8» (СССР) |
7 нояб. 1967 г. | «Атлас-Центавр» «Атлас -Центавр» D-1-e |
1008 | Мягкая посадка в точку с координатами 0°25" с.ш., 1°20" з.д. Переданы 30 065 телевизионных изображений и результаты химического анализа грунта Мягкая посадка в точку с координатами 40°53" ю.ш., 11°26" з.д. вблизи кромки кратера Тихо. Переданы 21 274 телевизионных изображения и результаты химического анализа грунта материкового района Луны Испытательный полёт. Аппарат вышел на околосолнечную орбиту. Станция вышла на окололунную эллиптическую орбиту (160 x 870 км) с периодом обращения 160 мин и наклонением 42° Облет Луны с возвращением на Землю. Аппарат приводнился в Индийском океане Облет Луны с возвращением на Землю. Аппарат совершил управляемый рикошетирующий спуск и возвратился на территорию СССР Станция достигла поверхности Луны Облет Луны с возвращением на Землю с осуществлением управляемого спуска. Доставка на Землю цветных фотографий Луны и Земли с различных расстояний Впервые осуществлено возвращение образцов лунного грунта с помощью АМС. Образцы взяты с поверхности лунного моря в точке с координатами 0°41" ю.ш., 56° 18" в.д. Облет Луны с возвращением на Землю. Отработка варианта возвращения на Землю со стороны Северного полушария. АМС приводнилась в океане |
| «Луна-17» (СССР) Спутник Луны, «Луна-19» (СССР) «Луна-20» (СССР) Спутник Луны, «Эксплорер-49» «Луна-22» (СССР) «Луна-24» (СССР) |
10 нояб. 1970 г. | D-1-e «Сатурн-5» «Сатурн-5» «Дельта» с форсир- |
Впервые осуществлено передвижение автоматического аппарата «Луноход-1» по лунной поверхности в районе точки с координатами 38° 18" с.ш., 35° з.д. Масса «Лунохода-1» 756 кг, масса посадочной ступени 1080 кг, полная масса полезного груза на поверхности Луны 1836 кг Информация о частицах и полях Станция достигла поверхности Луны в точке с координатами 3°34" с.ш., 56°30" в д. Доставка на Луну аппарата «Луноход-2» массой 840 кг; посадка в точку с координатами 25°54" с.ш., 30°30" в.д. Спутник Луны. Проведена широкая программа маневров |
|
Наблюдения с орбиты
Последним этапом подготовки к полетам космического корабля «Аполлон» была детальная съемка с орбиты местности в районе лунного экватора. Для этой цели были подготовлены пять искусственных спутников Луны «Лунар Орбитер», каждый из которых был оснащен фотографической системой. Аппараты запускались в период полетов «Сервейеров» и использовались также для выбора мест их посадки.
С помощью двигательных установок «Лунар Орбитера» проводились промежуточные коррекции траектории его полета к Луне и впоследствии обеспечивался переход на окололунную орбиту.
Начальные эллиптические орбиты обычно имели высоты периселения и апоселения соответственно 200 и 1850 км. После нескольких суток подготовки к фотосъемке осуществлялось уменьшение высоты периселения до 50 км. На каждом аппарате имелся запас пленки длиной 80 м на 210 кадров. После экспозиции пленка обрабатывалась на борту, негатив считывался и изображения передавались на Землю каждые 40 мин.
На ИСЛ «Лунар Орбитер-1» с помощью камеры с высоким разрешением были получены непригодные (размытые) фотографии. Камера умеренного разрешения функционировала нормально, и, таким образом, 75% полетного задания было выполнено: сфотографированы возможные районы посадки корабля «Аполлон» общей площадью 41 500 км 2 , 360 000 км 2 прилегающих и 5 200 000 км 2 отдаленных районов.
При полете ИСЛ «Лунар Орбитер-2» были получены 184 снимка тринадцати возможных мест посадки корабля «Аполлон», остальные кадры охватывали прилегающие и отдаленные районы.
С помощью ИСЛ «Лунар Орбитер-3» было получено 182 снимка, после чего отказал двигатель лентопротяжного механизма. В число фотографий входили изображения десяти возможных районов посадки корабля «Аполлон». На основании этих снимков производился уже не поиск, а выбор места посадки. Кроме того, были сфотографированы «Сервейер-1», 1 550 000 км 2 прилегающей и 650 000 км 2 отдаленной территории Луны. Этими исследованиями было завершено выполнение основной задачи обследования мест посадки аппаратов «Сервейер» и «Аполлон».
Исходя из этого, ИСЛ «Лунар Орбитер-4 и -5» были запущены на приполярные орбиты с целью проведения фотосъемки остальных областей Луны, а также обзора неэкваториальных районов посадки для аппаратов по предполагаемой, но впоследствии отмененной программе «Пост-Аполлон». При полетах «Лунар Орбитера-4» было получено лишь 163 снимка, а с «Лунар Орбитера-5» - все 213 снимков. Фотографии охватили около 99% лунной поверхности.
С помощью ИСЛ «Лунар Орбитер» была также получена информация о микрометеоритной и радиационной обстановке, а слежение за их орбитами позволило составить подробную карту гравитационного поля Луны.
Для изучения радиационной обстановки на окололунную орбиту был запущен еще один космический аппарат «Эксплорер-35». Он подтвердил почти полное отсутствие магнитного поля и не обнаружил ни радиационных поясов, ни ионосферы вокруг Луны. Это означало, что в отличие от Земли на Луне ничто не препятствует разрушающему воздействию солнечного ветра на ее поверхность.
Следующий этап полетов автоматических станций
Последней автоматической межпланетной станцией, запущенной США в январе 1968 г. в обеспечение программы «Аполлон», был «Сервейер-7». Оставалось 18 мес до запуска первого корабля «Аполлон» с посадкой на Луне.
Весной 1968 г. в СССР была запущена автоматическая космическая станция «Зонд-4» на траекторию, которая в конечном итоге перешла в орбиту вокруг Солнца. Через шесть месяцев «Зонд-5» совершил облет Луны и вернулся на Землю, приводнившись в Индийском океане. На его борту находились земные живые существа - черепахи. Спустя два месяца «Зонд-6» повторил эту операцию, совершил рикошетирующий вход в атмосферу и посадку на территории СССР. Позже были запущены «Зонд-7» и «Зонд-8». Космические аппараты «Зонд» представляли собой модифицированные варианты трехместного космического корабля «Союз» без экипажа, но с биологическими образцами. Целью запусков автоматических межпланетных станций «Зонд-4» -«Зонд-8» было проведение летно-конструкторской отработки в автоматическом варианте корабля для облета Луны, проведение научных исследований и возвращение на Землю с второй космической скоростью.
В СССР изучение Луны продолжалось с помощью автоматических станций серии «Луна». Как и ранее, более тяжелые станции «Луна» нового поколения представляли собой унифицированную конструкцию, рассчитанную на установку специализированного полезного груза. «Луна-16» имела четыре сферических бака с топливом, обеспечивающим изменение скорости на 2,6 км/с для спуска с окололунной орбиты на поверхность, и четыре цилиндрических бака с топливом, обеспечивающим изменение скорости на 1 км/с для выхода на окололунную орбиту и совершения орбитальных маневров.
Новое семейство станций «Луна» делится на три группы: аппараты, предназначенные для доставки на Землю образцов лунного грунта, луноходы и спутники Луны. Из этого семейства первым был успешно запущен 13 июля 1969 г. за трое суток до полета корабля «Аполлон-11» аппарат «Луна-15». После четырех суток полета он вышел на окололунную орбиту, где оставался в течение нескольких суток, дважды производя коррекции орбиты. Были проведены научные исследования в окололунном пространстве, получена информация о работе новых систем станции, обеспечивающих посадку в заданных районах Луны. По завершении 52 витков вокруг Луны была включена тормозная установка, станция сошла с орбиты и упала на лунную поверхность в заданном районе.
Спустя 14 мес первую автоматическую операцию доставки образцов лунного грунта осуществила «Луна-16», мягкая посадка которой была произведена 20 сентября 1970 г. в районе Моря Изобилия. На поверхность Луны было опущено специальное грунтозаборное устройство на длинной штанге. Полый бур вращательно-ударного действия углубился в грунт на 0,35 м с заполнением полости. После этого грунтозаборное устройство было поднято на взлетную ступень и помещено в возвращаемую капсулу. На Землю было доставлено 105 г «морского» грунта. При выполнении той же задачи станцией «Луна-20» на Землю удалось доставить 55 г материковой породы. После этого грунтозаборное устройство было существенно модифицировано и при полете «Луны-24» бур был погружен на глубину почти 2 м. В полости бура находилась эластичная оболочка, которая по мере его углубления наполнялась, как при начинении колбасы. По окончании бурения заполненная оболочка (диаметром 8 мм, длиной 1600 мм) извлекалась, свертывалась, подобно тросу на лебедке, и упаковывалась в возвращаемый аппарат. Разгруженное буровое устройство отбрасывалось от верхней части аппарата, запускались двигатели взлетной ступени, обеспечивая вертикальный подъем и разгон до скорости 2,7 км/с. Место взятия проб грунта было выбрано с таким расчетом, что, выйдя из зоны притяжения Луны, взлетная ступень оказывалась на траектории прямого попадания на Землю, благодаря чему исключалась необходимость промежуточной коррекции. Со временем взлетная ступень была усовершенствована, что позволило брать пробы грунта не только вблизи экватора на 56° в. д. Через трое суток возвращаемая капсула вернулась на Землю, и образцы грунта массой 0,17 кг были извлечены для исследований.
При запуске станции «Луна-17» впервые была поставлена задача передвижения по лунной поверхности. После успешной посадки с посадочной ступени бьи опущен специальный трап для схода на поверхность Луны восьмиколесной тележки «Лунохода-1». Это был один из наиболее важных советских экспериментов по исследованию Луны; «Луноход-1» в течение десяти месяцев работы прошел более 10,5 км. Во время лунного дня крышка на верхней части корпуса «Лунохода» откидывалась, и элемент солнечной батареи, расположенный на ее внутренней стороне, вырабатывал электроэнергию. В течение двух недель лунной ночи крышка была закрыта и циркуляция воздуха, нагретого изотопным источником тепла, обеспечивала внутреннее термостатирование. «Луноход-1» был оснащен двумя, а «Луноход-2» тремя телевизионными камерами, позволяющими пяти операторам на Земле управлять движением аппарата. «Луноход» периодически останавливался для телевизионной передачи полной панорамы окружающей местности. Проводились также исследования грунта: физико-механических свойств с помощью механического грунтомера и химического состава с помощью рентгеновского спектрометра. Оптический уголковый отражатель, состоящий из 14 элементов, позволял проводить лазерное измерение расстояния между Землей и Луной с точностью в пределах 40 см.
«Луноход-2» был доставлен на Луну станцией «Луна-21», совершившей мягкую посадку на территории кратера Лемонье диаметром 55 км. Этот древний кратер когда-то наполнился лавой, и на поверхности осталась лишь часть его кромки. Таким образом, в нем объединены свойства лунного моря и материка. Маршрут «Лунохода» пролегал сначала на юг в зону переходного рельефа, а затем на восток к длинному разрыву породы, напоминающему борозду Гадлея, которую обследовали астронавты корабля «Аполлон-15». За пять месяцев активного существования «Луноход-2» проделал путь длиной 37 км.
Станция «Луна-18», запущенная в сентябре 1971 г., осуществляла маневрирование на орбите с целью отработки методов окололунной навигации и посадки на Луну, а затем достигла Луны у границы Моря Изобилия. В феврале 1972 г. станция «Луна-20» совершила посадку в труднодоступном материковом районе между Морем Изобилия и Морем Кризисов; в этом полете на Землю были доставлены образцы лунного грунта.
«Луна-19» была выведена на окололунную круговую орбиту с высотой над поверхностью Луны 140 км, а затем переведена на новую орбиту с параметрами 135 X 127 км. С этой орбиты были получены изображения района с границами 30 - 60° ю. ш. и 20 - 30° в. д., а также результаты изучения радиационной и микрометеоритной обстановки. Наблюдения за эволюцией орбиты в течение первых двух месяцев активного существования спутника позволили выявить асимметрию северного и южного полушарий Луны. В феврале 1972 г. станция «Луна-20» совершила посадку в труднодоступном материковом районе между Морем Изобилия и Морем Кризисов; в этом полете на Землю были доставлены образцы лунного грунта.
При полете станции «Луна-22» в течение 18 мес ее активного существования проводились обширная программа маневров на окололунной орбите и съемка лунной поверхности. Кроме того, измерялось гамма-излучение поверхности с целью выявления ее детального химического состава. Слежение за параметрами орбиты способствовало определению характеристик аномалий гравитационного поля Луны, обусловленных местными концентрациями плотных пород. Над таким районом космический аппарат испытывает более сильное притяжение, приводящее к незначительному искривлению орбиты.
Станция «Луна-24» совершила посадку в юго-восточной части Моря Кризисов; на Землю доставлены образцы лунного грунта с глубины около 2 м.
На окололунную орбиту был выведен еще один американский аппарат, но не для исследования Луны. Это был радиоастрономический спутник «Эксплорер-49», оснащенный четырьмя антеннами длиной по 230 м, которые в полностью развернутом положении образовывали фигуру, похожую на гигантскую букву X. Находясь на окололунной орбите, этот аппарат регистрировал небесные источники радиосигналов в отсутствие шумового фона Земли. Координаты источников могли быть зафиксированы по времени исчезновения и повторного появления сигналов из-за Луны.
Как и миллиарды лет назад, Луна продолжает вращаться вокруг Земли. Почти в тридцати точках ее поверхности остались доказательства присутствия человека: созданные его руками автоматические устройства и следы двенадцати астронавтов с шести кораблей «Аполлон». Полученная информация позволила найти ответы на многие важные вопросы о Луне, но при этом возникло значительно больше новых вопросов. Со временем человек, новые приборы и механизмы вернутся на Луну, возможно, для сооружения постоянно действующих баз, что станет реальностью благодаря знаниям, приобретенным с помощью автоматических аппаратов, совершивших полеты к Луне в течение последних десятилетий.
Продолжение краткого дайджеста по истории изучения Солнечной системы космическими аппаратами. В предыдущей части речь шла о , сегодня же мы поговорим о естественном спутнике Земли.
Находящаяся от нас на расстоянии всего в 380 000 километров, Луна представляет собой один из самых легкодоступных объектов Солнечной системы - как для наземных средств наблюдения (любой желающий может хорошо рассмотреть ее кратеры в обычный бинокль) так и для межпланетных зондов. Если полет к Марсу/Венере занимает месяцы, то до Луны при желании можно добраться за несколько дней. Низкая гравитация и отсутствие атмосферы позволяют не только относительно просто сажать на ее поверхность космические аппараты, но и затем возвращать их домой.
Неудивительно, что из всех тел Солнечной системы, Луна занимает первое место по количеству отправленных к ней аппаратов. В каком-то смысле слова ее можно назвать полигоном, где обкатывались технологии, применявшиеся затем при полетах к другим планетам.
Очень необычное фото: находящийся на орбите Луны космический апарат "LADEE" глазами аппарата "LRO" с расстояния в 9 километров.
Первые попытки добраться до Луны стали предприниматься еще в 1958 году. Однако поскольку речь идет о самой заре космической эры, и запуски (четыре американских и три советских) проводились в условиях сильного политического давления, когда надо было любой ценой опередить соперника, то эти первые миссии заканчивались или дорогостоящими фейерверками или тем, что аппарату не удавалось набрать нужную скорость и отправиться к Луне.
Наконец, в январе 1959 года, с восьмой попытки, “Луна-1” развила вторую космическую скорость. Правда в сам спутник она не попала (а целью было врезаться в Луну и доставить на ее поверхность советский герб), но станция по крайней мере пролетела в 6000 километрах от поверхности, установив, что у Луны нет значительного магнитного поля.
В том же году, “Луна-2” стала первым аппаратом, достигшим поверхности Луны и наконец доставившим туда советский герб, а “Луна-3” впервые передала фотографии обратной стороны Луны.
Конечно не FULL HD - но это первый взгляд на то, что доселе не видел ни один человек
Что касается США, то им пришлось весьма долго ждать успеха. Из 9 аппаратов, запускавшихся к Луне по программе “Пионер” лишь одному (“Пионер-4”, 1959 год) удалось набрать вторую космическую скорость. Затем была программа “Рейнджер”, которая представляла собой серию аппаратов-камикадзе, которые должны были передавать фотографии Луны вплоть до момента столкновения с ней. Всего было запущено 9 таких аппаратов, первые шесть запусков окончились неудачей, успех пришел лишь с “Рейнджером-7” в 1964 году.
Впрочем, у СССР дела обстояли не лучше: после первых успехов, следующих пришлось ждать весьма долго. После неудачного запуска в 1960 двух станций, которые должны были сфотографировать Луну, советские специалисты поставили куда более амбициозную задачу - осуществить первую мягкую посадку на ее поверхность. Получилось с девятой попытки - 31 января 1966 года “Луна-9” осуществила поставленную задачу.
Кто-то может спросить, почему при таком количестве запусков, прилунившаяся “Луна-9” имела собственно говоря девятый, а не скажем пятнадцатый порядковый номер? Дело в том, что официальные номера получали лишь станции, которые в принципе удавалось направить к Луне. До “Луны-4”, например были две станции которые из-за проблем с ракетой-носителем не удалось вывести на траекторию полета. После был т.н. “Космос-60” - неудавшаяся “Луна-5”, которая просто сгорела в земной атмосфере.
Лунная гонка набирала обороты. Технологии постепенно отрабатывались, надежность запусков возрастала. Под поставленную задачу высадить человека на Луне до конца десятилетия, NASA получило такие деньги, которых никогда не имело ни до, ни после. В 1966 году бюджет NASA составлял рекордные 4.5% от всего федерального бюджета (сейчас, менее 0.5%).
110 метровый "Сатурн-5". Всего было построено 15 этих великанов. С учетом инфляции, стоимость программы по их созданию составила 47 миллиардов долларов. Можете сами рассчитать, во сколько обходилась одна ракета.
В рамках подготовки к полетам “Аполлонов” американцы запустили две беспилотные программы. Первой была серия аппаратов “Сервейер”, чьей задачей было совершить мягкую посадку на поверхность спутника, отработав как саму технологию прилунения, так и изучить местность и условия на лунной поверхности. Из 7 миссий, 5 были успешными.
Второй была “Lunar orbiter” - серия из пяти спутников, которые картографировали 99% всей поверхности Луны с разрешением до 60 метров. Именно по этим картам подбирались места будущих посадок “Апполонов”.
В то время как у американцев к тому моменту была последовательная программа - картографировать всю лунную поверхность, отработать посадку и наконец высадить человека, то программы Советского союза, который при этом имел куда меньшие ресурсы, отличались большей хаотичностью.
Во-первых, была отдельная программа “Зонд”, в рамках которой на тот момент проводились испытания корабля, предназначенного для пилотируемого облета Луны. Про нее я уже .
Луна глазами ""Зонда-7"
Во-вторых, все та же программа “Луна”. После мягкой посадки следующей целью была доставка на Землю образцов лунного грунта.
В-третьих, планировалось высадить советских космонавтов на Луну, для чего создавался отдельный космический корабль и отдельная сверхтяжелая ракета-носитель Н-1.
Критиковать конечно легко, но у американцев например не было отдельной программы с отдельным кораблем для облета Луны и отдельной программы по доставке лунного грунта. Все это успешно проделали астронавты “Аполлонов” в рамках единой миссии.
Писать подробно про “Аполлоны” мне не хватит ни времени ни места, отмечу лишь свою любимую деталь. Спускаемый модуль “Аполлона-12” прилунился всего в 160 метров от аппарата “Сервейр-3”. Астронавты сняли с него некоторые приборы и детали для изучения того, какое влияние на них оказало двухлетнее пребывание в лунных условиях.
По возвращение домой выяснилась интересная вещь - на некоторых частях обнаружились земные бактерии. Отсюда встает интересный вопрос - действительно ли земным микроорганизмам удалось пережить два года пребывания на Луне? Или же микробы были вследствие небрежности занесены на деталь уже после её возвращения на Землю? Споры по этому вопросу ведутся до сих пор, но с тех пор NASA сильно ужесточило правила по стерилизации космических аппаратов.
СССР же так и не смог в назначенные сроки ни отправить космонавтов для облета Луны, ни высадить их на ее поверхность, взяв утешительный приз в виде трех успешных миссий по доставке лунного грунта на Землю (“Луна-16” в 1970, “Луна-20” в 1972, и “Луна-24” в 1976 году) и двух “Луноходов”.
Панорама лунной поверхности переданная одним из "луноходов"
К сожалению, интерес к космосу у публики упал настолько же стремительно, насколько зародился. Поскольку с Луной больше доказывать было нечего, а отправлять человека на Марс никто не собирался, американцы отменили три последние миссии “Аполлона”. В результате, в последний раз по реголиту довелось прогуляться астронавтам из экипажа "Аполлона-17" в далеком 1972 году. Напоследок, они оставили следующую мемориальную табличку.
Политическое руководство СССР сочло несолидным быть вторыми на Луне, и к середине 70-х полностью закрыло все лунные программы вместе с планами по сооружению на ее поверхности долговременной станции. В 1976 году состоялся последний полет по программе “Луна”. Планировавшийся на 1977 год полет “Луны-25” был отменен и “Луноход-3” так и остался на Землe.
В том же 1977 году NASA отключило все приборы (сейсмографы, магнетометры, детекторы солнечного ветра), оставленные астронавтами "Аполлонов "на Луне.
Единственный используемый по сей день инструмент, оставленный людьми на Луне - уголковые отражатели, которые показывают, что Луна ежегодно удаляется от Земли на 3.8 сантиметра.
В 1990 году, после 14 летнего перерыва, Луну наконец посетил новый космический аппарат - японский “Хитэн”. В 90-е к Луне летали еще два зонда: “Клементина” в 1994 году, и “Lunar Prospector” в 1998, основной задачей которого была проверка данных “Клементины” о наличии запасов льда на дне кратеров в районе лунных полюсов.
Настоящий лунный ренессанс наступил уже в новом веке. Миссия “GRAIL” составила самую подробную гравитационную карту луны. В рамках другой весьма зрелищной миссии, зонд "LCROSS" пролетел через облако, поднятое ударом разгонного блока “Кентавр” о кратер в районе Южного полюса Луны, чтобы установить состав содержащихся на его дне элементов.
Запущенный в 2009 году аппарат LRO с высоким разрешением отснял все места лунных миссий, в том числе установив точное местоположение “Лунохода-1”.
Собственно, "Луноход-1"
Место посадки "Аполлона-17"
Помимо NASA, за последние 10 лет, миссии к Луне отправляли ESA, Индия и Япония. Китай запустил уже три спутника и свой первый луноход, который хоть работает и не лучшим образом - но как говорится, первый блин комом, и в любом случае это только начало претворения амбициозных планов Поднебесной.
Планы по поводу дальнейшего изучения Луны есть не только у отдельных государств. Например, в рамках “Google Lunar X PRIZE” ведется соревнование среди частных компаний на то, кто из них сможет первым высадиться на Луне. Планов много и я надеюсь, что рано или поздно, вместе с космическими аппаратами туда вернутся и люди.
ТАСС-ДОСЬЕ /Инна Климачева/. 50 лет назад, 3 февраля 1966 г., советская автоматическая межпланетная станция (АМС) "Луна-9" впервые в истории освоения космического пространства осуществила мягкую посадку на другое небесное тело - Луну. Первым космическим аппаратом, достигшим поверхности Луны, являлась также советская АМС "Луна-2", которая совершила жесткую посадку. Без мягкой посадки было невозможно проведение исследований на поверхности небесного тела, а также осуществление пилотируемых полетов (советская программа по отправке человека на Луну не была осуществлена и закрыта в 1974 г.).
"Луна-9" предназначалась для осуществления мягкой посадки на поверхность Луны и получения панорамы лунной поверхности.
История проекта
10 декабря 1959 г. первый секретарь ЦК КПСС и председатель Совета министров СССР Никита Хрущев подписал постановление "О развитии исследований космического пространства", которое помимо главной задачи - осуществления полета человека в космос, предусматривало, в частности, исследования Луны.
"Youtube/ТАСС"
Разработка автоматических межпланетных станций велась в ОКБ-1 (ныне Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева, г. Королев Московской обл.) под руководством генерального конструктора Сергея Королева. Властями СССР была поставлена задача достижения поверхности Луны и получения данных о ее поверхности.
В 1961 г. ОКБ-1 начало разработку проекта, получившего название "Е6" (второе поколение автоматических лунных станций) и предусматривающего мягкую посадку на Луну. В период с января 1963 г. по декабрь 1965 г. было проведено 11 испытательных пусков, на которых отрабатывались бортовые системы станции. Не выполнили мягкую посадку также и миссии аппаратов "Луна-4, -5, -6, -7, -8".
С конца 1965 г. в связи с загруженностью ОКБ-1 к работам по проекту был привлечен Машиностроительный завод им. С.А. Лавочкина (ныне НПО им. С.А. Лавочкина, г. Химки Московской обл.), где была конструктивно доработана и изготовлена АМС "Луна-9". Техническим руководителем проекта являлся заместитель директора завода, главный конструктор и начальник ОКБ предприятия Георгий Бабакин.
Характеристики
АМС состояла из двигательной установки, предназначенной для коррекции полета и торможения при посадке, сферического блока баков, включающего герметичный отсек системы управления, два сбрасываемых навесных отсека системы астроориентации "Юпитер" и радиовысотомера больших высот, а также главной полезной нагрузки - самой лунной станции.
Стартовая масса космического аппарата составляла 1583,7 кг.
Автоматическая лунная станция, которая весила 100 кг, представляла собой герметичный контейнер сферической формы. На ее внешней стороне были установлены оптико-механическая телекамера и счетчики радиации. Верхняя полусфера лунной станции во время перелета закрывалась четырьмя лепестковыми антеннами, которые раскрывались после посадки. Сама станция со всех сторон была защищена амортизаторами посадочного устройства. Оно было выполнено в виде двух надувных баллонов-амортизаторов для смягчения удара о лунную поверхность.
В состав научной аппаратуры входили:
Оптико-механическая телевизионная камера с цилиндрическим иллюминатором (время передачи одной панорамы составляло 100 минут);
Гамма-спектрометр (для исследования интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверхности);
Прибор для регистрации ионизирующего излучения.
Запуск и полет
АМС была выведена на промежуточную околоземную орбиту 31 января 1966 г. с космодрома Байконур ракетой-носителем "Молния-М" с разгонным блоком "Л".
При подходе к Луне скорость ее движения составляла 2,6 км/с.
3 февраля "Луна-9" осуществила мягкую посадку на поверхность Луны в районе океана Бурь - западнее кратеров Рейнер и Марий. На следующий день по команде с Земли станция начала обзор лунного ландшафта и передачу его панорамного изображения. Со станцией было проведено 7 сеансов связи общей продолжительностью более 8 часов.
Итоги миссии
Главным результатом миссии "Луны-9" стала первая в мире мягкая посадка космического аппарата на поверхность Луны и передача на Землю первых телепанорам лунной поверхности. Кроме того, в ходе ее полета уточнено расположение внешнего радиационного пояса вокруг Земли, установлено отсутствие заметного магнитного поля Луны и лунных радиационных поясов. По полученным снимкам определены особенности микрорельефа лунной поверхности.
Автоматической станцией были установлены рекорды, зарегистрированные и подтвержденные дипломами Международной авиационной федерации (FAI) в 1967 г. Это – мягкая посадка на поверхность Луны, передача первой в мире круговой фотопанорамы лунной поверхности в районе посадки, а также проведение научных исследований и измерений с помощью автоматического космического аппарата непосредственно на ее поверхности.
После "Луны-9", в марте того же года была запущена 10-я АМС, которая стала первым искусственным спутником Луны. Станции следующего поколения "Луна-16" (1970), "Луна-20" (1972) и "Луна-24" (1976) впервые в мире обеспечили в автоматическом режиме забор лунного грунта и его доставку на Землю. Самоходный аппарат "Луноход-1" (доставлен станцией "Луна-17") первым в истории освоения космического пространства в 1970-1971 гг. совершил длительное многокилометровое путешествие по Луне.
Всего в 1959-1976 гг. в рамках советской лунной программы было осуществлено 24 запуска автоматических станций серии "Луна".
