ВВЕДЕНИЕ
В рамках данного цикла статей будет рассмотрено изучение Луны СССР. Целью же этих статей является ознакомление читателей с Лунной программой СССР с разных сторон и во всех подробностях, а также анализ этой программы с последующими выводами о её эффективности, путём предоставления читателю итогов каждой из программ, входящих в структуру Лунной программы СССР.
Лунная программа СССР представляла собой амбициозный проект, направленный на освоение Луны и развитие космических технологий. Она стартовала в 1959 году и стала частью глобальной гонки космических держав, в которой СССР стремился продемонстрировать свои достижения в научно-технической сфере. Основные этапы программы включали автоматические исследования Луны, а также подготовку к пилотируемым полетам. Наиболее известными миссиями стали серии аппаратов "Луна", которые проводили успешные мягкие посадки на поверхность Луны, а также возвращали образцы грунта на Землю. Лунная программа СССР способствовала значительно увеличению знаний о Луне, предоставляя уникальные данные о её геологии и физике. Важнейшими достижениями стали первые фотографии удалённых ракурсов Луны и совместные исследования её уникальных характеристик, что дало толчок для следующего этапа — пилотируемых исследований, предшествовавших знаменитой программе "Аполлон".
Луна-1
2 января 1959 года - осуществлён пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-1». Это была траектория сближения, без использования старта с орбиты. В массовой советской печати того времени эта АМС называлась «первая советская космическая ракета». Станция также имела названия «Луна-1Д» и «Мечта».
Целью полёта ставилась задача достижения станцией поверхности Луны. Попадания не произошло, так как в циклограмму полёта закралась ошибка: при выдаче команды на отсечку двигателя третьей ступени (блока «Е»), которая выдавалась с Земли, не было учтено (уже довольно значительное) время прохождения сигнала от командного пункта до станции. Носитель и вся бортовая аппаратура станции отработали правильно.
При этом были достигнуты результаты:
1) Ракета-носитель “Восток-Л” достигла второй космической скорости.
2) При помощи бортового магнитометра впервые был зарегистрирован внешний радиационный пояс Земли.
3) Было установлено отсутствие у Луны значительного магнитного поля.
Луна-2
Луна-2 была запущена 12 сентября 1959 с помощью ракеты-носителя «Восток». Из интересных конструкторских особенностей было то, что Луна-2 не имела собственной двигательной установки.
Результат:
1) 1-й космический аппарат, достигший луны. Буквально врезавшись в неё.
2) Впервые превышена 2я космическая скорость.
3) Было осуществлено прямое измерение солнечного ветра.
Луна-3
4 октября 1959 в космос полетела Луна-3. Это был первый аппарат использовавший гравитационный манёвр, а также этот аппарат сфотографировал обратную сторону Луны, использовав американскую фотоплёнку.
Космический аппарат имел следующие системы: радиотехнической, телеметрической, фототелеметрической ориентации (относительно Солнца и Луны), энергопитания (с солнечными батареями), терморегулирования, и комплекс научной аппаратуры, включая фотолабораторию.
Результаты
Хотя М.В.Келдыш остался недоволен качеством фотографий, полученные снимки обеспечили Советскому Союзу приоритет в наименовании объектов на поверхности Луны, на карте появились кратеры Циолковский, Джордано Бруно, Менделеев, Скложовская-Кюри и другие, а также лунные Море Мечты и Море Москвы. В очередной раз было продемонстрировано первенство СССР в космической гонке.
Остальные аппараты серии Луна
Задачей следующей миссии была мягкая посадка АМС на поверхность Луны. За 7 лет было реализовано 11 попыток и ни одна не увенчалась успехом. У Луны-4 была потеряна ориентация системы астронавигации траектория отклонилась от расчётной и это привело к провалу. У Луны-5 была неполадка в гироскопе управления в блоке системы наведения. Луна-6 отклонилась от траектории и вышла на гелеоцентрическую орбиту. У Луны-7 был неправильно установлен оптический датчик системы астронавигации он был установлен под неправильным углом. Луна-8 врезалась в грунт из-за того что тормозной двигатель не запустился.
Луна-9
Луна 9 стала первым аппаратом совершившим удачную мягкую посадку на Луну.
Результаты Луны 9 были значительными для лунных исследований. Вот основные достижения:
В Луне-9 использовалась система мягкой посадки на основе парашютов и амортизирующих элементов, это и помогло аппарату прилуниться.
Результаты:
1. Луна-9 стала первым аппаратом, который успешно приземлился на Луну и остался целым.
2. Аппарат передал на Землю 7 панорамных изображений лунной поверхности, на которых были видны кратеры, горы и общий ландшафт.
3. Луна-9 провела измерения космического излучения и данных о лунной поверхности, что помогло понять геологическую структуру Луны.
4. Миссия продемонстрировала высокую надежность технологии мягкой посадки и работы аппаратов в условиях космоса.
Луна-10
31 марта 1966 была запущена Луна-10. Её миссией было выход на стационарную орбиту Луны с целью исследования химического состава поверхности Луны.
В итоге, станцией Луна-10 впервые были получены данные об общем химическом составе Луны по характеру гамма-излучения ее поверхности, на орбите было измерено альбедо проникающего корпускулярного излучения от первичного космического излучения
Луна-11,12
Луна-11 и Луна-12 были важными шагами в исследовании Луны с помощью советской программы.
Основной целью Луны-11 была исследование лунной поверхности и ориентации, а также передача данных о радиационном фоне. Из конструкторские особенностей аппарата можно отметить улучшенную систему ориентации и навигации, что повышало точность исследований.
Результаты работы: Луна 11 успешно передала данные о рельефе и составе лунной поверхности, а также создала высококачественные панорамы.
Основной задачей Луны-12- близнеца Луны 11 было изучение лунного рельефа и геологии.
Результаты работы: Луна-12 собрала множество данных, подтвердив наличие лунной пыли и различных геологических структур, что значительно углубило понимание лунной поверхности.
Луна-14
10 апреля 1968 года станция Луна-14 вышла на орбиту искусственного спутника Луны. Станция проработала 75 суток до выработки ёмкостей химических батарей, хотя программой полёта было предусмотрено всего 30 суток. С ней был проведён 271 сеанс связи ,программа полёты Луны-14 была выполнена полностью, кроме того, были проведены эксперименты, позволившие в будущем создать шасси лунохода.
Луна-15,16
И вот, мы неспеша приблизились к первому в истории возвращаемому аппарату – Луна-15,её назначением была доставка на Землю лунного грунта. Это была вторая попытка Советского Союза вернуть лунную почву на Землю(первая миссия ,запущенная 14 июня 1969 года, не вышла на орбиту Земли). Полёт Луны-15 проходил в штатном режиме, пока внезапно не пропал сигнал на 237 секунде снижения ,при этом параметры бортовых систем, на момент аварии были в норме. Вероятной причиной аварии мог стать удар станции о гору, таким образом цель полёта не была выполнена.
А вот Луне-16 всё же улыбнулась удача. С помощью специального устройства, похожего на буровую установку, станция собрала образцы грунта и уложила их в специальную капсулу для возвращения на Землю. 24 сентября 1970 года капсула с образцами была успешно доставлена: был привезён 101 грамм лунного грунта. Эти образцы помогли учёным сделать выводы о составе и структуре лунной поверхности. Таким образом Луна-16 стала первым аппаратом ,доставившим внеземное вещество на Землю. Интересный факт: ёмкость с несколькими крупинками лунного грунта ,доставленного на Землю, была вручена Нине Ивановне Королёвой в качестве признания заслуг её супруга в реализации космической программы.
Луна-17 и Луноход-1
Вот казалось бы ,всё что можно, советские учёные уже сделали. Как они только не прилетали к Луне: и пролетали мимо, и врезались ,и облетали по орбите, и приземлялись , и образцы грунта на Землю доставили. Что ещё можно придумать ? Но всё же наши учёные пошли дальше и так родилась станция Луна-17.Она значительно отличалась от своих предшественниц, ведь на её борту находился первый полноценный Луноход-1.17 ноября 1970 года через 2,5 часа после посадки на Луне, луноход съехал по траку и приступил в выполнению программу исследований и экспериментов. Он подробно изучил поверхность спутника Земли ,сделав массу измерений и более 20000 фотографий. Луноход управлялся дистанционно экипажем из: командира, водителя, штурмана, оператора и борт-инженера .Экипаж лунохода, получая на Земле телевизионные изображения с помощью специального пульта управления обеспечивал подачу команд луноходу, который был рассчитан на 3 месяца работы на поверхности Луны. В ходе выполнения данной миссии луноход активно работал более 300 суток: проехал более 10,5 км, передал на Землю более 200 телефотометрических панорам и около 20000 снимков поверхности Луны.
Самуил Крупкин : «Исследование Луны луноходом – это много шагов вперёд. Мы научились решать много задач. Помимо того, что мы их проектировали, мы их отрабатывали на станции ,на полигоне, мы их стыковали с ракетой ,участвовали в отправлении в самом процессе. Это было настолько близко. Это был свой ребёнок, дитя.
Луна-18
После успеха миссии с Луноходом-1 советские учёные решили вернуться к проекту Луна-16 и вновь доставить на Землю образцы лунного грунта. Как вы уже могли понять,Луна-18 по конструкции, служебным системам и составу оборудования была полностью идентична Луне-16. 11 сентября 1971 года была предпринята попытка посадки Луны-18 на поверхность спутника Земли путём включения двигательных установок для схода с орбиты. Посадку предполагалось провести в сложных условиях ,однако в результате ненормальной работы двигателя стабилизации ,случился перерасход горючего, что повлекло за собой аварийные условия спуска. В итоге попытка не удалась и станция упала прямо на поверхность Луны ,не выполнив задач полёта.
Луна-19
Луна-19 продолжала миссию более старых версий станции, она предназначалась для исследований Луны и межпланетного пространства с орбиты искусственного спутника Луны. Станция была создана на базе Луны-17 , при этом для снижения затрат при её разработке были максимально использованы конструктивные узлы и агрегаты лунохода. Благодаря Луне-19 ,выведенной в место назначения 3 октября 1971 года, были сделаны панорамные снимки гористой поверхности Луны ,а также изучены лунные гравитационные поля и солнечный ветер.
Миссия Луны-18,призванной доставить на Землю новую порцию лунного грунта провалилась, зонд не выдержал жёсткую посадку на поверхность Луны. Эту же задачу через 3 года вновь возложили на станцию Луна-20. По конструкции, служебным системам и составу оборудования была полностью аналогична станции Луна-16. 21 февраля 1972 года Луна-20 совершила мягкую посадку на поверхность Луны. После прилунения станции были переданы на Землю изображения лунной поверхности и произведён забор образцов лунного грунта. Взятые образцы были помещены в контейнер космической ракеты и загерметизированы. 25 февраля 1972 года программа полёта станции Луна-20 была выполнена полностью. Главной победой этой программы стала доставка на Землю лунного грунта массой 55 грамм, по сравнению с грунтом Луны-16 в нём было меньше оплавленных частиц.
Луна-21 и Луноход-2
Пришло время вспомнить миссию Луны-17,которая успешно доставила на поверхность спутника Земли Луноход-1. Спустя почти 4 года, решили повторить свой успех ,отправив Луну-21 с Луноходом-2.Автоматическая станция Луна-21 по конструкции, служебным системам и составу оборудования была полностью аналогична Луне-17, изменения коснулись лишь самоходного аппарата: Луноход-2 был улучшенной версией своего предшественника с дополнительной (3) камерой, улучшенной системой тяги на 8 колёсах и дополнительным научным оборудованием. В системе энергопитания Лунохода-2 были установлены 2 доработанные аккумуляторные батареи суммарной разрядной ёмкостью 250 ампер/часов, кремниевые фотоэлементы солнечной батареи были замены элементами из арсенида галия, была установлена усовершенствованная система управления луноходом «Каскад СУ». 15 января 1973 года станция Луна-21 совершила мягкую посадку на поверхность Луны. На посадочной ступени Луны-21 находились : государственный флаг, вымпел с барельефом Ленина, государственный герб и текст «50 лет СССР». К концу своего первого дня на Луне ,Луноход-2 прошёл больше ,чем Луноход-1 за весь свой эксплуатационный период. 9 мая луноход по неосторожности скатился в кратор и пыль покрыла его солнечные панели и радиаторы ,нарушив температуру в транспортном средстве. Попытки спасти луноход провалились и 3 июня его миссия была завершена. Перед последним контактом Луноход-2 прошёл 40 км, сделал 80000 телевизионных снимков и 86 панорамных снимков, а также выполнил сотни механических и химических исследований почвы.
Луна-22
Луна-22 и Луна-19 были тяжёлыми спутниками Луны предназначенными для изучения лунного гравитационного поля и составления карт маскон. Они были разработаны на базе посадочного устройства ,присущего всем станциям той серии, а также приборного контейнера аналогичного по конструкции и размерами основному контейнеру аппаратов Луноход. Поскольку для выведения на окололунную орбиту требуется меньше топлива ,чем для мягкой посадки на Луну, а также поскольку ненужным было шасси, механизм разделения лунохода и посадочной ступени и многое другое ,на Луну-22 было установлено большое количество аккумуляторов, обеспечивающих электропитание во время нахождения на окололунной орбите. Работа станций Луна-19 и Луна-22 помогла успешно осуществить посадку и забор грунта станциями Луна-20 и Луна-24 в районах со сложным рельефом.
Луна-23
Космический аппарат Луна-23 был предназначен для посадки на Луну, взятия грунта с глубины до 2,5 метров и доставки его на Землю. Данная станция являлась модификацией Луны-16. 6 ноября 1974 года с высоты 130 метров над поверхностью Луны внезапно измерение высоты полёта. При скорости и перегрузках вдвое превышающих допустимые в момент посадки произошло опрокидывание аппарата в сторону грунтозаборного устройства, что привело к механическому повреждению объекта, разгерметизации приборного отсека и отказу дециметрового передатчика. Программа полёта Луна-23 не была выполнена.
Луна-24
Луна-24 стала последним аппаратом ,отправленным к Луне в СССР, она продолжала миссию, проваленную Луной-23. Луна-24 была создана на базе станций Луна-16 и Луна-20 ,но основным отличием стала замена грунтозаборного устройства. 18 августа 1976 года Луна-24 совершила мягкую посадку на Луне. Через 15 минут после проверки состояния бортовых систем станции и определения её положения на лунной поверхности ,было включено грунтозаборное устройство. Общая глубина бурения составила 225 сантиметров ,но так как бурения проводилось с наклоном, общее заглубление составило около 2 метром. 22 августа 1976 года на Землю была доставлена колонка лунного грунта длиной около 160 сантиметров и весом 170 грамм. Программа полёта станции Луна-24 была выполнена полностью. При изучении доставленных на Землю образцов, учёные получили первые данные о наличии водяного льда, но не могли с уверенностью утверждать ,что это лунная вода ,а не загрязнения земной атмосферы. Луна-24 стада не только последней советской лунной миссией, но и последним запуском к луне во всём мире на долгие годы. К полётам к спутнику Земли вернулись лишь 24 января 1990 года, когда Япония отправила свой космический зонд Hiten.
На этом первая глава в освоении Луны СССР, как и первая статья нашего цикла ,подходит к концу.