Схемы, описания проектов.
Подробная авторская статья с высококачественной иллюстрацией.
- Схемы, фото РН и лунного модуля
- Лунная программа СССР
- Проблемы советского проекта
- Возможные альтернативы. Российская лунная программа
Общие сведения
Аналогичная статья на Википедии (с характеристиками РН)
Все основные характеристики этой ракеты-носителя указаны в статье на Википедии. Чтобы не повторяться, в данном разделе будут показаны наглядные (и не очень) схемы ракеты-носителя, а также лунного модуля.
За время работы над лунной программой и конкретно над программой ракеты носителя Н-1 было выпущенно две рн: непосредственно Н1 и Н1-Ф. Если Н-1 могла доставить на низкую опорную орбиту 90 тонн полезного груза, то Н1-Ф целых 100 тонн. Также, в рамках лунной программы СССР был создан кк «ЛОК». Это двухместный корабль, именующийся «Союз-7К-Л1», отличался от типового кк «Союз» тем, что из-за ограничений по массе у него отсутствовал бытовой отсек: всё время полёта космонавты должны были провести в спускаемом аппарате.
Теперь предлагаем к просмотру фото кк ЛОК и рн Н1, созданные с помощью компьютерной графики.
Однако, ракета-носитель и корабль — на единственные составляющие пилотируемого полёта на Луну. Не менее важным является создание скафандра, так как программа подразумевала высадку на поверхность Луны. В рамках программы был создан полужёсткий скафандр «Кречет-94». На данный момент аналогом данного скафандра является российский «Орлан».
Лунная программа
Мы слишком сильно увлеклись иллюстрациями и пилотируемым полётом к Луне. Настало время рассказать о том, что из себя представляет советская Лунная программа. По сути она состояла из программы пилотируемых полётов и беспилотных. Удачно завершена лишь беспилотная часть лунной программы, о которой и пойдёт речь в этом разделе.
Советская программа лунных пилотируемых полётов — ряд проектов и две параллельно выполнявшиеся в СССР программы (лунно-облётная и лунно-посадочная), имевшие своей целью исследование Луны с помощью пилотируемых космических кораблей. Была важным элементом советской космической программы и длительное время была важнейшим проектом по своему значению и приоритетности.
Советские лунные станции первого поколения
Удалась лишь беспилотная Лунная программа. Всё началось со спутника «Луна-1». 3 запуска в сентябре-декабре 1958 года окончились взрывом рн «Луна», а запущенная 2 января 1959 года станция стала первым искусственным спутником Солнца.
В 1959 году, станция «Луна-2» врезалась в поверхность Луны в районе моря Ясности. Лишь станция «Луна-3» совершила действительно успешный полёт, передав снимки обратной стороны Луны.
Советские лунные станции второго поколения
На этом программа беспилотников окончена не была. После неудач ка «Луна-5,6,7,8», ка «Луна-9» (он относился к советским лунным станциям второго поколения) совершил мягкую посадку на поверхность Луны в районе океана Бурь. По команде, станция начала обзор Лунного ландшафта и передачу изображения на Землю. Сергей Павлович Королёв не дожил до этого события всего несколько недель...
Советские лунные станции третьего поколения
Следующим этапом лунной программы СССР являлись станции третьего поколения. Они должны были снабдить учёных первыми научными данными о Луне. Данный раздел будет разделён на отдельные миссии.
Луна-16
Автоматическая Межпланетная Станция «Луна-16» была запущена с целью доставки лунного грунта на Землю. Масса АМС 5,7 тонн, масса спускательного аппарата 1,88 тонн. Длительность экспедиции 12 суток, на Землю было доставлено 105 граммов грунта. Средством доставки АМС была РН «Протон-К».
Лирическое отступление:
Луна, несмотря на то, что является спутником Земли, является планетой, в связи с чем термин АМС (Автоматическая Межпланетная Станция) применим к лунным аппаратам.
«Луна-16» — это серьёзный космический прорыв СССР. АМС с такой схемой до сих пор актуальны, однако об этом мы поговорим несколько позже, а сейчас предлагаем к просмотру схему АМС «Луна-16», а также её полёта. Жаль, что доставка лунного грунта была немного... Не вовремя. На Луне побывало уже 2 экспедиции, а американцы копали Землю Луну лопатами (в итоге несколько сотен граммов против тонн грунта). Кто-то, скорее всего, подумает о бессмысленности такой миссии с научной точки зрения, однако это не так. Во-первых, советские учёные не имели доступа к американским пробам лунного грунта. Во-вторых, для полноценной и объективной картины грунт требовалось взять из как можно большего числа точек, а также охватить как можно большую площадь. Разумеется, это была первая станция такого типа и большинство последующих станций (даже InSight) вынуждены отдалённо напоминать АМС «Луна-16».
Этапы полёта:
• 12 сентября 1970 года осуществлён пуск ракеты-носителя «Протон-К/Д», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-16», включавшую в себя возвращаемый аппарат.
• 13 сентября 1970 года включением на 6,4 секунды двигателя посадочной ступени была проведена коррекция траектории полёта станции, обеспечившая выход станции в расчётную точку окололунного пространства.
• 17 сентября 1970 года в 2:38 станция «Луна-16» выведена на орбиту вокруг Луны. Параметры селеноцентрической орбиты составляли: наклонение орбиты относительно плоскости лунного экватора — 70°; период обращения — 119 минут; высота над поверхностью Луны (в периселении и апоселении) — 110 километров. На этой орбите станция была три дня, за это время дважды меняли её орбиту: сначала сделали периселений равным 15 км, а апоселений равным 110 км, затем повернули плоскость орбиты в пространстве.
• 20 сентября 1970 года в 8:18 станция «Луна-16» совершила мягкую посадку на Луну в Моря Изобилия в точке 0°30′49″ ю. ш. 56°21′50″ в. д. / 0,5137° ю. ш. 56,3638° в. д. При этом снижение до высоты 20 м и скорости 2,5 м/сек было обеспечено несколькими включениями основного двигателя посадочной ступени, а последующее движение до поверхности Луны осуществлялось двумя двигателями малой тяги посадочной ступени. Отклонение от расчётной точки посадки составило 1,5 километра. Масса опустившейся на Луну станции составила 1880 кг.
Затем под управлением и контролем с Земли грунтозаборным устройством посадочной ступени был произведён забор лунного грунта, который в специальной герметичной капсуле был помещён в возвращаемый аппарат.
• 21 сентября 1970 года в 10:43 с поверхности Луны стартовала ракета «Луна — Земля» с возвращаемым аппаратом автоматической межпланетной станции «Луна-16», при этом двигатель ракеты работал до тех пор, пока скорость аппарата не достигла значения 2,708 км/сек. Масса стартовавшей ступени была 512 кг.
• 24 сентября 1970 года в 4:50 возвращаемый аппарат станции «Луна-16» массой 35 кг был отделён от ракеты «Луна — Земля», в 8:10 он вошёл в атмосферу Земли, на высоте 14,5 км раскрылся тормозной парашют, который отделился на высоте 11 км, при этом раскрылся основной парашют, и в 8:26 возвращаемый аппарат совершил мягкую посадку на территории СССР в 80 километрах юго-восточнее города Джезказган в Казахстане. Причём возвращаемый аппарат был обнаружен по радиосигналам за 12 минут до посадки, и его дальнейший спуск наблюдался с вертолёта. На Землю были доставлены образцы лунного грунта, взятые в районе Моря Изобилия. Общая масса колонки грунта, доставленной на Землю, составила 101 грамм. «Луна-16» стала первым автоматическим аппаратом, доставившим внеземное вещество на Землю (ранее его доставляли лишь пилотируемые экспедиции: «Аполлон-11» — 21,5 кг и «Аполлон-12» — 34 кг). Это достижение было посвящено создателями XXIV съезду КПСС.
Луна-17. Луноход-1
«Луна-16» дала учёным сверх ценную информацию, но этого было недостаточно: требовались более длительные исследования Луны. Ни одна станция не сможет получить данные с большой площади, а Луноход может.
Управление луноходом велось из Центра дальней космической связи под Евпаторией, и в этом пункте возникают сложности. Во-первых, расстояние между Луной и Землёй составляет примерно одну световую секунду, а это означает, что команда (говорят, что отбор в которую был строже отбора в отряд космонавтов) не могла оперативно отреагировать на возникающие трудности. Во-вторых, камера была расположена крайне низко и операторам Лунохода потребовалось время для того, чтобы научиться ориентироваться на Лунной поверхности. Более того, вместо 24 кадров в секунду, камера Лунохода передавала один статичный кадр каждые 4-20 секунд.
Забавен и конец Лунохода: он заехал на обратную сторону Луны (после чего связь с ним навсегда прекратилась). После этого его выкупил на аукционе американец, очевидно веривший в скорые Лунные путешествия, фактически возместив Советскому Союзу стоимость миссии (в долларах, конечно).
Схема Лунохода и траектория Полёта АМС «Луна-17»:
Дальнейшие миссии
В дальнейшем было осуществлено несколько успешных и также важных миссий: «Луна-19», «Луна-20», «Луна-24», которые были почти скопированы с Луны-16, но отличались точками посадками; а также «Луна-21» с аппаратом «Луноход-2». О них мы не будем говорить также подробно так как это всего лишь улучшения предшественников. Но не говорить о них вовсе также нельзя: это огромный труд советского народа, в котором было задействовано огромное множество человек.
Проблемы советского проекта
Главной проблемой являлось отсутствие сплочённости вокруг одного проекта. Если в США всё государство работало на «Апполон», то в СССР каждое НПО предлагало свой вариант "развития Луны". Казалось бы: С. П. Королёв предложил вполне перспективный проект Н1, Н1-Ф. Но не всё так просто. Серия рн Н-1 работала на токсичном топливе (причём не самого выгодного по характеристикам), постройка каждой ракеты-носителя требовала огромных средств и ресурсов, а 4 неудачных запуска и смерть Королёва (вкупе с американскими успехами вовсе перечеркнули перспективы советской пилотируемой лунной программы).
АМС действительно полезны, но не способны дать столько же, сколько пилотируемая миссия с высадкой на поверхность или Лунная станция (о которой мы, впрочем, мечтать пока не будем).
Подводя промежуточные итоги, советскую лунную программу нельзя назвать абсолютно успешной, равно как и провальной. Были свои успехи, но и провалы присутствовали.
Возможные альтернативы. Российская лунная программа.
Российская Лунная программа всё ещё не осуществлена, но уже сейчас есть ряд проектов и успехов, о которых пойдёт речь в данном разделе.
Реально работающим проектом у Роскосмоса является «Сириус». И кто может поведать о нём лучше, чем сам Роскосмос?
ИМБП РАН анонсировали начало нового изоляционного эксперимента #SIRIUS19. 19 марта экипажу из шести человек предстоит «долететь» до Луны, «выйти» на поверхность спутника и даже выбрать место для будущего строительства лунной базы.
Главная цель — изучение механизмов адаптации организма человека к условиям 120-суточной изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания. Он имитирует полёт с разработкой и проверке средств профилактики негативного действия комплекса изоляционных факторов.
Основные задачи проекта:
• оценка влияния длительной изоляции человека в гермообъекте на психологическое состояние и физическую работоспособность;
• обеспечение контроля за состоянием здоровья испытателей;
• оценка адекватности изоляционной модели в сравнении с реальным полётом;
• создание интегрированной базы научных данных, полученных в ходе эксперимента;
• отработка научной кооперации между различными научно-исследовательскими центрами;
• отработка механизмов создания международной кооперации, отвечающей за постановку научных задач;
• получение научно-организационного задела для последующих экспериментов со смешанными экипажами.
За четыре месяца изоляции экипажу предстоит выполнить 81 эксперимент (психология – 29, физиология – 24, иммунитет – 5, метаболизм – 9, микробиология и гигиена – 12, телемедицина – 2).
Это последняя новость о данном проекте (конкретно это является уже 19 программой SIRIUS, ранее были эксперименты, связанные непосредственно с Лунной экспедицией), но это далеко не единственный проект Роскосмоса, связанный с Луной. Также, «НПО им. С. А. Лавочкина» совместно с «Роскосмос» предлагают интересную программу. Физически её можно реализовать в течение года полностью, но этого всё ещё не произошло. В программу входят 3 аппарата: Луна-Ресурс-1 (ОА), Луна-Глоб, Луна-Ресурс-1. Разберём эти проекты отдельно.
Луна-Реурс-1 (ОА)
Данный аппарат предназначен для картографирования минералогического состава Луны, исследования структуры подповерхностных слоёв, топографии лунной поверхности. В ходе миссии будет квалифицированно унифицированное капиллярное устройство, применяемое в двигательной установке для обеспечения длительного орбитального функционирования КА. Луна-Ресурс-1 должна выводиться на орбиту помощью РН «Союз-с/1б», РБ «Фрегат». Масса полезной нагрузки ~160 кг, масса КА без топлива ~1100 кг; с полной заправкой — ~2100 кг.
Луна-Глоб
Данный аппарат предназначен для получения данных о внутреннем строении Луны, комплексного исследованя летучих и органических соединений в грунте околополярной области с целью выявления генезиса воды, а также для исследования экзосферы Луны.
Посадочная миссия «Луна-Глоб» будет реализовываться с учётом результатов выполнения демонстрационного полёта КА «Луна-Ресурс-1 (ОА)». При этом предполагается расширение возможностей базовой платформы как в части увеличения массы полезной нагрузки, так и поэтапного наращивания её функциональных возможностей. В ходе миссии будет проведена отработка аппаратуры обеспечения адаптивной посадки. Для решения задачи исследования летучих и органических соединений в грунте на борту будет установлена буровая установка для криогенного забора проб с глубины до двух метров.
Вывести данный КА собираются с помощью РН «Союз-с/1а», РБ «Фрегат» и посадить в районе южного полюса Луны. Масса полезной нагрузки ~ 30 кг, масса КА без топлива ~ 533 кг; с полной заправкой ~ 1450 кг.
Луна-Ресурс-1
Невозможно не отметить сходство данного аппарата с АМС «Луна-16». Скорее всего, это её серьёзная модификация. Продолжим описание данного КА по информации, предоставленной «НПО им. С. А. Лавочкина». Если в предыдущих двух миссиях было расписано всё (вплоть до модификации РН «Союз», радиодиапазона и параметров орбиты, но в статью они включены не были), то о КА «Луна-Ресурс-1» информации почти нет. Вот, что есть в брошюре от НПО:
”
КА «Луна-Ресурс-1» предназначен для следующих исследований:
— минералогического, химического, элементного и изотопного состава лунного реголита в образцах, доставляемых с различных глубин от поверхности до двух метров из 2-3 разных мест около КА и в образцах реголита поверхностного слоя;
— физических (механических, тепловых и др.) свойств грунта лунной поверхности;
— ионной, нейтральной и пылевой составляющих экзосферы Луны и эффектов взаимодействия поверхности Луны с межпланетной средой и солнечным ветром;
а также для изучения внутреннего строения Луны и её глобального движения методами сейсмологии и небесной механики.
„
—•—
Таким образом можно сделать вывод о том, что у СССР была довольно успешная лунная программа, проведённая с помощью АМС, но абсолютно не успешная пилотируемая лунная программа. У РФ есть перспективные проекты, реализация которых возможна в ближайшее время, но в силу неизвестных причин она до сих пор не реализована.
Источники
- Гордиенко Н. И. «Космонавтика»
- НПО им. С. А. Лавочкина «Исследования Луны»
- Википедия
- Topwar
Спасибо за просмотр! Очень надеюсь, что вам понравилась данная статья. Это была очень трудоёмкая работа. Также автор и администрация сообщества будут вам крайне признательны, если вы оцените данную статью и поделитесь ей со знакомыми.