Приветствую вас!
В первые годы космической гонки США запустили ряд небольших космических аппаратов к Луне. Их масса была ограничена возможностями первых американских ракет-носителей по выводу полезной нагрузки. 27 марта 1958 года президент Эйзенхауэр утвердил план для нового Агентства перспективных исследовательских проектов (ARPA) Министерства обороны США, по запуску серии из пяти миссий на Луну в течение следующего года в рамках операции "Мона", в надежде опередить Советский Союз на Луне.
Первыми миссиями, которые должны были быть запущены, было предложение ВВС США использовать свою ракету "Тор-Эйбл", для запуска трех зондов с целью их выхода на орбиту Луны. Вслед за этими миссиями должны были быть запущены две более скромные миссии, разработанные совместно Армейским агентством баллистических ракет (ABMA) и Лабораторией реактивного движения (JPL) Калифорнийского технологического института, по облету Луну.
Первый лунный орбитальный зонд был запущен 17 августа 1958 года, но всего через 77 секунд после начала полета ракета-носитель взорвалась из-за отказа двигателя на первой ступени.
Но до того, как была предпринята попытка второго запуска, в октябре 1958 года, контроль над всеми научными космическими проектами, спонсируемыми ARPA, включая лунные зонды, был передан недавно сформированному Национальному управлению по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), при этом военным была отведена консультативная роль.
Первая официальная космическая миссия НАСА, и второй лунный орбитальный аппарат проекта ВВС США "Тор-Эйбл", был запущен 11 октября 1958 года и впоследствии получил название "Пионер-1". "Пионер-1" не смог набрать необходимую для полета к Луне скорость и достиг максимальной высоты полета в 114 000 километров, после чего, через 43 часа после старта, он вошел в атмосферу Землю и сгорел.
Последняя миссия лунного орбитального проекта "Эйбл-1" была запущена 7 ноября 1958 года. Зонд "Пионер-2", из-за отказа зажигания третьей ступени ракеты-носителя "Тор-Эйбл" достиг высоты орбиты в 1550 километров.
Проект, который должен был запустить вторую партию американских зондов к Луне, был основан на предложении лаборатории реактивного движения (JPL) (которая была передана НАСА в декабре 1958 года) и ABMA (часть которой в 1960 году стала Центром космических полетов имени Маршалла НАСА), по запуску двух небольших космических зондов с использованием модифицированной версии баллистической ракеты "Юпитер" (разработанной ABMA), во время Международного геофизического года – совместного международного научно-исследовательского проекта, который проходил в период с июля 1957 года по декабрь 1958 года.
В то время JPL и ABMA уже были вовлечены в ряд совместных космических программ, одна из которых завершилась запуском первого американского спутника "Эксплорер-1" 31 января 1958 года с использованием модифицированной ракеты "Рэдстоун", известной как ракета-носитель "Юнона- 1". После запуска первых двух советских спутников осенью 1957 года, в ноябре 1957 года началась разработка двух лунных зондов, которые должны были быть запущены с помощью ракеты-носителя "Юнона-2". Этот проект носил кодовое название "Red socks" ( что на русский язык переводится как "Красные носки").
В первой ступени ракеты-носителя "Юнона-2" баки с керосином и жидким кислородом имели диаметр 2,67 метра, но по сравнению с баками ракеты "Юпитер" они были удлинены на 0,92 метра, в результате чего длина ракеты составила 16,84 метра. Это увеличило время работы двигателя Rocketdyne S3D на 20 секунд . На вершине первой ступени под аэродинамическим кожухом была установлена "высокоскоростная сборка", которая состояла из приборного отсека и твердотопливных двигателей, аналогичных тем, которые были установлены на ракете "Юнона-1".
Трехступенчатая высокоскоростная сборка представляла собой корпус который стабилизировался вращением. На второй ступени было установлено семь твердотопливных двигателей Sergeant, на третьей - три двигателя и один двигатель был установлен на четвертой ступени. По сравнению с ракетой "Юпитер-С", топливо для третьей и четвертой ступени имело более высокие эксплуатационные характеристики. Также, корпус четвертой ступени был выполнен из более легкого титана.
55-тонная ракета-носитель "Юнона-2" могла выводить до 43 килограмм полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту, или до 7 килограмм полезной нагрузки на траекторию прямого полета к Луне.
2 мая 1958 года ABMA официально заключила контракт с JPL на разработку и строительство четырех небольших лунных зондов, два из которых должны были быть запущены в миссиях под названием "Юнона-2A" и "Юнона-2A -Прайм". При массе всего 6,67 килограмма, каждый зонд представляли собой конус шириной 23 сантиметра с 8-сантиметровой антенной на вершине. Корпус зонда имел длину 51 сантиметр, и был изготовлен из позолоченного стекловолокна. С внешней стороны зонд был выкрашен черными полосами, для пассивного терморегулирования.
Электропроводящее позолоченное покрытие также служило несимметричным дипольным антенным элементом. На цилиндрическом основании зонда находилась система замедления вращения (yo-yo-despin), состоящая из тросов длиной 1,5 метра и грузов на их концах. Таймер высвобождал грузы и тросы, через десять часов после запуска. По мере разматывания тросов скорость вращения зонда уменьшалась с 400 до 11 оборотов в минуту.
Внутри зонда располагался 500-граммовый УКВ передатчик, работающий на частоте 960 МГц с эффективной мощностью 180 милливатт. Источником питания для передатчика и приборов служили восемнадцать ртутных аккумуляторов.
Первоначально эти лунные зонды, должны были нести на своем борту крошечный 35-миллиметровый фотографический пакет, способный получить одну фотографию обратной стороны Луны. Фотоэлектрическое пусковое устройство должно было активировать затвор камеры, когда Луна находилась в поле зрения детектора на расстоянии не дальше чем 32 000 километров. Затем фотография должна была проявляться и сканироваться. К сентябрю 1958 года разработка конструкции этой системы была завершена, и а ее элементы находились на стадии опытно-конструкторских работ. В 1958 году, в связи с открытием радиационных поясов Ван Аллена, первыми американскими спутниками "Эксплорер", основной инструмент лунных зондов был заменен на два счётчика Гейгера-Мюллера для получения данных о радиационной обстановке между Землей и Луной. Оригинальное фотоэлектрическое пусковое устройство, вместе с механизмом замедления вращения, были сохранены для проведения инженерных испытаний.
С появлением новых приборов основная цель миссии также была изменена. Вместо близкого пролета, зонд должен был столкнуться с поверхностью Луны через 33 часа и 45 минут после запуска, когда Луна была лучше всего расположена для наблюдения со станции слежения Голдстоун.
Учитывая неточность траектории прямого полета, относительно примитивные твердотопливные двигатели, а также отсутствие какой-либо возможности коррекции курса, лунным зондам бы очень повезло, если бы они пролетели около Луны, не говоря уже о том, чтобы попасть в нее. Тем не менее, на этой стадии облет Луны был столь же ценен с научной точки зрения, как и прямое попадание. Предварительной датой запуска первого лунного зонда ABMA-JPL был обозначен сентябрь 1958 года.
Слежение за зондом, на ранних этапах миссии, будет осуществляться с помощью 3-метровой антенны расположенной в Пуэрто-Рико. По мере того, как зонд удалялся все дальше от Земли, слежение будет осуществляться с помощью 26-метровой антенны станции Голдстоун расположенной в пустыне Мохаве штат Калифорния. Координаты зонда, доплеровская скорость и телеметрические данные будут передаваться непосредственно в JPL, для обработки и анализа с помощью современного на тот момент мэйнфрейма IBM 704, который был способен выполнять до 12 000 операций в секунду.
Ракета-носитель "Юнона-2A" стартовала 6 декабря 1958 года. Старт зонда "Пионер-3" прошел по плану, но обзор телеметрии показал, что первая ступень ракеты-носителя" отключилась на 3,7 секунды раньше из-за отказа датчика измерения уровня топлива, что привело к снижению общей скорости на 382 метра в секунду при зажигании двигателей высокоскоростной сборки. Небольшие отклонения во время работы верхних ступеней привели к тому, что зонд "Пионер-3" двигался на 1,1° ниже и на 4,6° южнее запланированной траектории. "Пионер-3" не смог достичь необходимой для достижения Луны скорости.
Первоначальный план состоял в том, чтобы центр слежения в Пуэрто-Рико, начал отслеживать зонд "Пионер-3" через пять минут после старта, а более мощная станция слежения Голдстоун - через шесть часов после запуска. Теперь же, когда "Пионер-3" следовал по неверной траектории, нужно было получить с зонда любые инженерные и научные данные. База ВВС США в Миллстоун-Хилл, отследила зонд, но не получила с него никаких данных. Радиотелескоп Джодрелл-Бэнк, расположенный недалеко от Манчестера, Англия, отслеживал "Пионер-3" на протяжении части его полета. Затем в работу включилась станция слежения Голдстоун.
Телеметрия полученная с зонда "Пионер-3" показала, что его система замедления вращения не сработала, в результате чего зонд вращался со скоростью 415 оборотов в минуту вместо 11 оборотов в минуту. Пассивная система терморегулирования зонда работала в соответствии с проектом; температура внутри зонда составляла 43° C. Максимальная высота полета зонда "Пионер-3" составила 102 300 километров, после чего он вернулся к Земле и сгорел над территорией Африки, через 38 часов и 6 минут после старта.
Несмотря на неудачу, данные переданные зондом, подтвердили протяженность недавно открытого радиационного пояса Ван Аллена. Он также обнаружил второй радиационный пояс простирающийся от 16 000 до 64 000 километров над Землей. Несмотря на важность переданных данных факт оставался фактом - еще один американский космический аппарат не смог достичь Луны.
После того, как "Пионер-3" не смог достичь Луны, другой зонд был подготовлен для запуска в рамках миссии "Юнона-2A-Прайм". Но это уже совершенно другая история.
Ну а на сегодня у меня все. Спасибо за внимание!