Исследования Луны имеют длинную историю. Они начались еще до нашей эры, когда Гиппарх изучал движение Луны по звёздному небу, определил наклон лунной орбиты относительно эклиптики, размеры Луны и расстояние от Земли, а также выявил ряд особенностей движения.
С середины XIX века, в связи с открытием фотографии, начался новый этап исследования Луны: появилась возможность более детально анализировать поверхность Луны по подробным фотографиям (Уоррен де ла Рю и Льюис Резерфорд). В 1881 г. Пьер Жансен составил детальный «Фотографический атлас Луны».
В XX веке началась космическая эра, знания о Луне значительно расширились. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы, составлена карта обратной стороны.
Изучение Луны автоматическими аппаратами
Впервые Луны достиг советский космический корабль «Луна-2» 13 сентября 1959 года. А впервые заглянуть на обратную сторону Луны удалось в 1959 г., когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть её поверхности. Ученые считают, что обратная сторона Луны представляет собой идеальное место для астрономической обсерватории. Оптические телескопы, размещенные здесь, не пробивались бы сквозь плотную земную атмосферу. А для радиотелескопов Луна послужила бы естественным щитом из твёрдых горных пород толщиной 3500 км, который надёжно прикрыл бы их от любых радиопомех с Земли.
Во второй половине XX века США начали активно готовиться к высадке на Луну. Но для подготовки к пилотируемому полёту НАСА запланировало несколько космических программ: «Рейнджер» (фотографирование ее поверхности), «Сервейер » (мягкая посадка и съёмки местности) и «Лунар орбитер» (детальное изображение поверхности Луны). В 1965-1966 гг. НАСА осуществил проект MOON-BLINK по исследованию необычных явлений (аномалий) на поверхности Луны . "Сервейры" 3,4 и 7 были укомплектованы ковшом-захватом для зачерпывания грунта.
СССР проводил исследования на поверхности Луны с помощью двух радиоуправляемых самоходных аппаратов, «Луноход-1», запущенный к Луне в ноябре 1970 г., и «Луноход-2» - в январе 1973 г. «Луноход-1» работал 10,5 земных месяцев, «Луноход-2» - 4,5 земных месяцев (то есть 5 лунных дней и 4 лунные ночи). Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.
«Луноход-1»
«Лунохо́д-1» - первый в мире планетоход, успешно работавший на поверхности Луны. Принадлежит к серии советских дистанционно-управляемых самоходных аппаратов «Луноход» для исследования Луны, проработал на Луне одиннадцать лунных дней (10,5 земных месяцев).
«Луноход-1» был оборудован:
- двумя телекамерами (одна резервная), четырьмя панорамными телефотометрами;
- рентгеновским флуоресцентным спектрометром РИФМА;
- рентгеновским телескопом РТ-1;
- одометр-пенетрометром ПрОП;
- детектором радиации РВ-2Н;
- лазерным рефлектором ТЛ.
Автоматическая межпланетная станция «Луна-17» с «Луноходом-1» стартовала 10 ноября 1970 г. и вышла на орбиту искусственного спутника Луны, а 17 ноября 1970 г. станция благополучно прилунилась в Море Дождей, и «Луноход-1» съехал на лунный грунт.
За время нахождения на поверхности Луны «Луноход-1» проехал 10 540 м, обследовав площадь в 80 000 м 2 , передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Максимальная скорость движения составила 2 км/час. В 25 точках лунного грунта проведён его химический анализ. На «Луноходе-1» был установлен уголковый отражатель, с помощью которого ставились эксперименты по точному определению расстояния до Луны.
«Луноход-2»
«Лунохо́д-2» - второй из серии советских лунных дистанционно-управляемых самоходных аппаратов-планетоходов. Был предназначен для изучения механических свойств лунной поверхности, фотосъёмки и телесъёмки Луны, проведения экспериментов с наземным лазерным дальномером, наблюдений за солнечным излучением и прочих исследований.
15 января 1973 г. доставлен на Луну автоматической межпланетной станцией «Луна-21». Посадка произошла в 172 километрах от места прилунения «Аполлона-17». Система навигации «Лунохода-2» оказалась повреждена и наземный экипаж лунохода ориентировался по окружающей обстановке и Солнцу. Несмотря на это, аппарат преодолел бо́льшее расстояние, чем «Луна-1», так как был внедрён ряд нововведений, например, третья видеокамера на высоте человеческого роста.
За четыре месяца работы прошёл 37 километров, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки, но его дальнейшей работе помешал перегрев аппаратуры внутри корпуса. Официально работа «Лунохода-2» прекращена 4 июня 1973 г.
Космическая программа «Луна» была свернута в СССР в 1977 г. Запуск «Лунохода-3» был отменен.
В августе 1976 г. советская станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта, японский спутник «Hiten» полетел к Луне лишь в 1990 г. Далее были запущены два американских космических аппарата - «Clementine» в 1994 г. и «Lunar Prospector» в 1998 г.
«Клементина»
«Клементина» - объединённая миссия Командования воздушно-космической обороны Северной Америки и НАСА по испытанию военных технологий и параллельного произведения детальной фотосъемки поверхности Луны.
Зонд «Clementine» передал на Землю около 1,8 млн. снимков поверхности Луны в чёрно-белом изображении. «Клементина» - первый зонд, передавший научную информацию, подтверждающую гипотезу о наличии воды на полюсах Луны. Это очень важное открытие, что вода в твёрдом состоянии, присутствует на Луне. Жидкая вода не может находиться на лунной поверхности, так как она испаряется под воздействием солнечного света и затем рассеивается в космическом пространстве. Но еще с 1960-х годов существует гипотеза, о том, что водный лёд сохраняется в кратерах Луны, куда не могут проникать лучи Солнца или же залегает на большой глубине. И вот она подтверждена. В чем важность этого открытия? Лунные ледники могут обеспечить водой первых колонистов, при этом на Луне возможно появление растительности.
«Lunar Prospector»
«Lunar Prospector» - а мериканская автоматическая межпланетная станция для исследования Луны, созданная в рамках программы НАСА «Discovery». Запущена 7 января 1998 г. Завершила работу 31 июля 1999 г.
АМС « Lunar Prospector» предназначена для глобальной съёмки элементного состава поверхности Луны, исследования её гравитационного поля и внутреннего строения, магнитного поля и выделения летучих веществ. «Lunar Prospector’у» предстояло дополнить и уточнить изыскания «Клементины», а главное - проверить наличие льда.
«Lunar Prospector» был запущен 7 января 1998 года на ракете-носителе Athena-2. В течение 1998 года были решены большинство научных задач, ради которых запускался аппарат: уточнён возможный объём льда на южном полюсе Луны, его содержание в грунте учёные оценили как 1-10 % и ещё более сильный сигнал указывает на наличие льда на северном полюсе. На обратной стороне Луны магнитометром были обнаружены сравнительно мощные локальные магнитые поля, которые сформировали 2 небольшие магнитосферы диаметром около 200 км. По возмущениям в движении аппарата было обнаружено 7 новых масконов (регион литосферы планеты или естественного спутника, вызывающий положительные гравитационные аномалии).
Также была проведена первая глобальная спектрометрическая съемка в гамма-лучах, по итогам которой были составлены карты распределения титана, железа, алюминия, калия, кальция, кремния, магния, кислорода, урана, редкоземельных элементов и фосфора, создана модель гравитационного поля Луны, что позволяет очень точно рассчитывать орбиту спутников Луны.
В 1999 г. АМС закончила свою работу.
Автоматические исследования Луны в XXI веке
После окончания советской космической программы «Луна» и американской «Аполлон» исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены.
Но в начале XXI века Китай начал свою программу освоения Луны. Она включает: доставку лунохода и отправку грунта на Землю, затем экспедицию на Луну и постройку обитаемых лунных баз. Остальные космические державы, конечно, не могли промолчать и снова развернули свои лунные программы. О планах будущих лунных экспедиций заявили Россия, Европа, Индия, Япония. Европейское космическое агентство 28 сентября 2003 г. запустило свою первую автоматическую межпланетную станцию (АМС) «Смарт-1». 14 сентября 2007 г. Япония запустила вторую АМС для исследования Луны «Кагуя». А 24 октября 2007 г. в лунную гонку вступила и КНР - был запущен первый китайский спутник Луны «Чанъэ-1». С помощью этой и следующей станций учёные создают объёмную карту лунной поверхности, что в будущем может поспособствовать амбициозному проекту колонизации Луны. 22 октября 2008 г. была запущена первая индийская АМС «Чандраян-1». В 2010 г. Китай запустил вторую АМС «Чанъэ-2».
В 2009 г. НАСА были запущены лунные орбитальные зонды- Lunar Reconnaissance Orbiter и Lunar Crater Observation and Sensing Satellite для сбора информации о лунной поверхности, поиска воды и подходящих мест для будущих лунных экспедиций. 9 октября 2009 г. космический аппарат LCROSS и разгонный блок «Центавр» совершили запланированное падение на поверхность Луны в кратер Кабеус , расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 13 ноября НАСА сообщило о том, что с помощью этого эксперимента на Луне обнаружена вода.
К изучению Луны приступают частные компании. Был объявлен всемирный конкурс Google Lunar X PRIZE по созданию небольшого лунохода. В конкурсе участвуют несколько команд из разных стран, в том числе российская «Селеноход». Существуют планы по организации космического туризма с полётами вокруг Луны на российских кораблях - сначала на модернизированных «Союзах», а затем на разрабатываемых перспективных универсальных ПТКНП «Русь».
США собираются продолжать исследования Луны автоматическими станциями «GRAIL» (запущена в 2011 г.), «LADEE» (планируемой к запуску в 2013 г.) и др. Китай планирует запуск своей первой посадочной АМС «Чанъэ-3» в 2013 г., а затем лунохода к 2015 г. и АМС, возвращающей лунный грунт, к 2017 г. и строительства лунной базы к 2050 г. Япония объявила о будущих исследованиях Луны роботами. Индия планирует миссию в 2017 г. своего орбитального аппарата «Чандраян-2» и небольшого лунохода, доставляемого российской АМС «Луна-Ресурс», и дальнейшие исследования Луны вплоть до пилотируемых экспедиций. Россия сначала запускает многоэтапную программу исследования Луны автоматическими станциями «Луна-Глоб» в 2015 г., «Луна-Ресурс-2» и «Луна-Ресурс-3» с луноходами в 2020 и 2022 гг., «Луна-Ресурс-4» по возврату собранного луноходами грунта в 2023 г., а затем планирует пилотируемые экспедиции в 2030-х гг.
Ученые не исключают, что на Луне может находиться не только серебро, ртуть и спирты, но и прочие химические элементы и соединения. Водяной лёд, молекулярный водород указывают на то, что на Луне действительно есть ресурсы, которые могут быть использованы в будущих миссиях. Анализ топографических данных, присланных аппаратом LRO, и гравитационные измерения «Кагуя» показали, что толщина коры на обратной стороне Луны не постоянна и меняется с широтой места. Самые толстые участки коры соответствуют наибольшим возвышенностям, что характерно и для Земли, а самые тонкие обнаружены в приполярных широтах.
Вся эта вновь открытая лунная гонка связана с возможностью колонизации Луны. Что это значит?
Колонизация Луны
Под колонизацией Луны понимают заселение Луны человеком. Сейчас это не вымысел фантастических произведений, а реальные планы по строительству на Луне обитаемых баз. Бурное развитие космической техники позволяет надеяться, что колонизация космоса - вполне достижимая цель. В силу своей близости к Земле (три дня полёта) и достаточно хорошей изученности ландшафта, Луна уже давно рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии. Но хотя советские программы «Луна» и «Луноход» и американская программа «Аполлон» продемонстрировали практическую осуществимость полёта на Луну, они в то же время охладили энтузиазм создания лунной колонии. Это было вызвано тем, что анализ образцов пыли, доставленных космонавтами, показал очень низкое содержание в ней лёгких элементов, необходимых для жизни на Луне.
Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии, астрономии, космологии, космической биологии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы, системы Земля-Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории, оснащённые оптическими и радиотелескопами, способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле, а обслуживать и модернизировать такие телескопы гораздо проще, чем орбитальные обсерватории. Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми: железом, алюминием, титаном; в поверхностном слое лунного грунта, реголите, накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3, который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов. В настоящее время идут разработки методик промышленного получения металлов, кислорода и гелия-3 из реголита, найдены залежи водяного льда. Глубокий вакуум и наличие дешёвой солнечной энергии открывают новые горизонты для электроники, литейного производства, металлообработки и материаловедения. Луна также выглядит как весьма вероятный объект для космического туризма, который может привлечь значительное количество средств на её освоение, способствовать популяризации космических путешествий, обеспечивать приток людей для освоения лунной поверхности. Космический туризм будет требовать определённых инфраструктурных решений. Развитие инфраструктуры, в свою очередь, будет способствовать более масштабному проникновению человечества на Луну. Существуют планы использования лунных баз в военных целях для контроля околоземного космического пространства и обеспечения господства в космосе. Таким образом, колонизация Луны – вполне вероятное событие ближайших десятилетий.
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ, ПРОВОДИВШИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОКОЛОЛУННОМ ПРОСТРАНСТВЕ И НА ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ
В таблице приводится название аппарата, страна, с территории которой осуществлен запуск, дата запуска и краткие сведения о проведенных научных исследованиях. Особо следует обратить внимание на места посадок космических аппаратов в различных районах лунной поверхности. Эти площадки, подробно изученные непосредственно на Луне, служат в качестве эталонных при изучении лунной поверхности методами астрономии, геологии, геохимии и геофизики. Для наблюдателя будет полезным при ознакомлении с лунной поверхностью отождествить на ней места посадок различных космических аппаратов в соответствии с данными, приводимыми в таблице. Площадки, в которых проводились исследования на Луне, имеют сравнительно малые размеры. Поэтому нельзя проводить прямое сопоставление результатов наблюдений с Земли при помощи любительских телескопов, имеющих небольшое разрешение, с данными, полученными непосредственно на Луне. Однако, некоторое косвенное сравнение вполне возможно. Например, с помощью ряда космических аппаратов непосредственно на Луне или по анализу доставленных на Землю образцов был определен средний химический состав пород в различных областях Луны. Эти данные, как правило, можно считать представительными для окружающей место посадки поверхности. Можно сравнить различия в отражающей способности таких мест, а при достаточном наблюдательном навыке, и их цветовые оттенки с типами пород, слагающих поверхностный слои.
По образцам, доставленным на Землю, определен средний абсолютный возраст пород в различных районах видимого полушария Луны. Эти сведения можно сопоставить с морфологическими особенностями наблюдаемых форм рельефа, попытаться обнаружить видимые признаки разновременности формирования изучаемых мест.
| Название космического аппарата | Дата запуска | |
| «Луна-1» СССР | 4 января 1959 г. станция прошла на расстоянии 5000—6000 км от Луны. Проведены исследования межпланетного пространства на трассе перелета и вблизи Луны. |
|
| «Луна-2» СССР | 13 сентября 1959 г. станция достигла поверхности Луны в районе с координатами: 0° д., 30° с. ш. На трассе перелета исследовалось межпланетное пространство. |
|
| «Луна-3» СССР | 7 октября 1959 г. проведена съемка обратной стороны Луны с расстояния около 70 000 км, изображения переданы на Землю по каналам радиосвязи. |
|
| «Луна-4» СССР | ||
| «Рейнджер-6» США | ||
| «Рейнджер-7» США | 31 июля 1964 г. аппарат достиг лунной поверхности в Море Познанном в районе с координатами: 20" 36" з. д., 10° 36" ю. ш. С расстояний от 2110 км до 439 м получены и переданы на Землю снимки поверхности. На последних кадрах различимы детали размером до 0,25 м. |
|
| «Рейнджер-8» США | 20 февраля 1965 г. достиг лунной поверхности в Море Спокойствия в районе с координатами: 24° 48" в. д., 2° 36" с. ш. С расстояний от 2510 км до 160 м получены и переданы на Землю снимки поверхности. На последних кадрах различимы детали размером до 1.5 м. |
|
| «Рейнджер-9» США | 24 марта 1965 г. достиг лунной поверхности в кратере Альфонс в районе с координатами: 2° 24" з. д., 12° 54" ю. ш. С расстояния от 2363 км до 600 м получены и переданы на Землю снимки поверхности. На последних кадрах различаются детали размером до 0,3 м |
|
| «Луна-5» СССР | 12 мая 1965 г. станция достигла поверхности Луны проводилась отработка системы мягкой посадки. |
|
| «Луна-6» СССР | Отработка мягкой посадки. |
|
| «Зонд-3» СССР | 20 июля 1965 г. получены и переданы на Землю снимки обратной стороны Луны с расстояния около 10 000 км, завершен предварительный обзор поверхности лунного шара. |
|
| «Луна-7» СССР | Отработка мягкой посадки. |
|
| «Луна-8» СССР | Отработка мягкой посадки. |
|
| «Луна-9» СССР | 3 февраля 1966 г. осуществлена мягкая посадка на западной окраине Океана Бурь — в районе с координатами: 64" 22" з. д., 7° 08" с, ш. Получены первые панорамы лунной поверхности с разрешением до 1 мм, выполнены фотометрические измерения отражательной способности грунта. |
|
| «Луна-10» СССР | Станция выведена на орбиту ИСЛ. Выполнены комплексные орбитальные исследования Луны и окололунного пространства — радиационной и метеоритной обстановки, гравитационного поля, рентгеновского, инфракрасного и гамма-излучений Луны, проведены магнитометрические измерения. |
|
| «Сервейор-1» США | 2 июня 1966 г. аппарат осуществил мягкую посадку к северу от кратера Флемстид в районе с координатами: 43° 14" з. д., 2° 28" ю. ш. Переданы на Землю снимки лунной поверхности, проведены исследования механических, термических и электрических свойств грунта. |
|
| «Лунар орбитер-1» США | Аппарат выведен на орбиту ИСЛ, получены и переданы на Землю снимки лунной поверхности. |
|
| «Луна-11» СССР | ИСЛ Комплексные исследования Луны и окололунного пространства с орбиты |
|
| «Сервейор-2» США | ||
| «Луна-12» СССР | ИСЛ Продолжены комплексные исследования Луны и окололунного пространства, проведена фотосъемка поверхности, изображения переданы на Землю. |
|
| «Лунар орбитер-2» США | ||
| «Луна-13» СССР | 24 декабря 1966 г. осуществлена мягкая посадка в Океане Бурь в районе с координатами: 63° 03" з. д., 18° 52" с. ш. Получены панорамы поверхности, измерены физические и механические характеристики грунта. |
|
| «Лунар орбитер-3» США | ИСЛ. Проведена фотосъемка поверхности, изображения переданы на Землю. |
|
| «Сервейор-3» США | 20 апреля 1967 г. осуществлена мягкая посадка в Океане Бурь в районе с координатами: 23° 20" з. д., 2° 59" ю. ш. Получены снимки поверхности, исследовались механические, термические и электрические свойства грунта. |
|
| «Лунар орбитер-4» США | ИСЛ. Проведена фотосъемка поверхности, изображения переданы на Землю. |
|
| «Сервейор-4» США | ||
| «Эксплорер-35» США | ИСЛ. Изучение окололунного пространства. |
|
| «Лунар орбитер-5» США | ИСЛ. Проведена фотосъемка поверхности, изображения переданы на Землю; проведены исследования окололунного пространства. |
|
| «Сервейор-5» США | 11 сентября 1967 г. осуществлена мягкая посадка в Море Спокойствия в районе с координатами: 23° 12" в. д., 1° 25" с. ш. Получены снимки поверхности, исследовались физико-механические свойства и химический состав грунта. |
|
| «Сервейор-6» США | 10 ноября 1967 г. осуществлена мягкая посадка в Заливе Центральном в районе с координатами: 1° 23" в. д., 0° 31" с. ш. Получены снимки поверхности, исследовались физико-механические свойства и химический состав грунта. |
|
| «Сервейор-7» США | 10 января 1968 г. осуществлена мягкая посадка к северу от кратера Тихо в районе с координатами: 11° 27" з. д., 40° 53" ю. ш. Получены снимки поверхности, исследовались физико-механические свойства и химический состав грунта. |
|
| «Луна-14» СССР | ИСЛ. Продолжение исследований гравитационного поля Луны и окололунного пространства. |
|
| «Зонд-5» СССР | Облет Луны с возвращением космического аппарата на Землю. 21 сентября станция приводнилась в Индийском океане. Выполнены исследования по трассе полета, получены изображения Земли с больших расстояний. |
|
| «Зонд-6» СССР | Облет Луны с возвращением на Землю. Получены 17 ноября и доставлены на Землю фотографии лунной поверхности. |
|
| «Аполлон-8» США | Полет по трассе Земля — Луна — Земля космического аппарата с экипажем. С окололунной орбиты проведена фотосъемка лунной поверхности. |
|
| «Аполлон-10» США | Полет по трассе Земля — Луна — Земля космического аппарата с экипажем. С окололунной орбиты проведена фотосъемка лунной поверхности. Отработка операций, связанных с обеспечением посадки на Луну и возвращением экипажа на Землю. |
|
| «Луна-15» СССР | ИСЛ. Отработка новых автоматических навигационных систем. |
|
| «Аполлон-11» США | 20 июля 1969 г. осуществлена посадка космического аппарата с экипажем в Море Спокойствия в районе с координатами: 22"29" в. д., 0° 40" с. ш. Проведено фотографирование лунной поверхности. сбор и доставка на Землю лунных образцов. |
|
| «Зонд-7» СССР | Облет Луны с возвращением на Землю. Получены 14 августа и доставлены на Землю снимки лунной поверхности. Проведены исследования по трассе полета. |
|
| «Аполлон-12» США | 19 ноября 1969 г. осуществлена посадка аппарата с экипажем в Океане Бурь з районе с координатами: 23° 24" з. д., 3° 12" ю. ш. В месте посадки проведена фотосъемка лунной поверхности, сбор образцов лунных пород, установлен автоматический комплекс приборов. |
|
| «Аполлон-13» США | Облет Луны с возвращением на Землю. |
|
| «Луна-16» СССР | 20 сентября 1970 г. осуществлена мягкая посадка в Море Изобилия в районе о координатами: 56° 18" в. д., 0° 41" ю. ш. Взята проба лунного грунта, доставленная 24 сентября 1970 г. на Землю. |
|
| «Зонд-8» СССР | Облет Луны с возвращением на Землю. Получены 27 октября и доставлены на Землю снимки лунной поверхности. |
|
| «Луна-17» СССР | 17 ноября 1970 г. осуществлена мягкая посадка в Море Дождей в районе с координатами: 35° 00" з. д., 38° 17" с. ш. На поверхность Луны доставлен автоматический самоходный аппарат «Луноход-1». прошедший за 10,5 месяцев трассу исследований протяженностью 10,5 км. Переданы многочисленные изображения поверхности, выполнены механические И физические исследования грунта, определялся химический состав пород. |
|
| «Аполлон-14» США | 5 февраля 1971 г. осуществлена посадка аппарата с экипажем к северу от кратера Фра Маура в районе с координатами: 17° 28" з. д., 3° 40" ю. ш. В месте посадки проведена фотосъемка, сбор образцов, установлен автоматический комплекс приборов. |
|
| «Аполлон-15»США | 30 июля 1971 г. осуществлена посадка аппарата с экипажем к востоку от Борозды Хэдли в районе с координатами: 3°39" в. д., 26° 07" с. ш. В месте посадки и по трассам движения самоходного аппарата проведена фотосъемка, сбор образцов лунных пород. Установлен автоматический комплекс приборов. |
|
| «Луна-18» СССР | ИСЛ. Отработка методов автоматической окололунной навигации и обеспечения посадки на материковую поверхность со сложным рельефом. |
|
| «Луна-19»СССР | ИСЛ. Комплексные исследования Луны и окололунного пространства с селеноцентрической орбиты. Проведены исследования гравитационного и магнитного полей, космического излучения и плотности метеоритного потока в окололунном пространстве. |
|
| «Луна-20»СССР | Осуществлена мягкая посадка в материковом районе с координатами: 56° 33" в. д., 3° 32" с. ш. Взята проба лунного грунта, доставленная на Землю 25 февраля 1972 г. |
|
| «Аполлон-16»США | 21 апреля 1972 г. осуществлена посадка аппарата с экипажем к северу от кратера Декарт в районе с координатами: 15° 31" в. д., 9" 00" ю. ш. В месте посадки и по трассам движения самоходного аппарата проведена фотосъемка, сбор образцов лунных пород. Установлен автоматический комплекс приборов. |
|
| «Аполлон-17»США | 11 декабря 1972 г. осуществлена посадка аппарата с экипажем в области Тавр — Литтров в районе с координатами: 30° 45" в. д., 20° 10" с. ш. В месте посадки и по трассам движения самоходного аппарата проведена фотосъемка, сбор образцов лунных пород. Установлен автоматический комплекс приборов. |
|
| «Луна-21»СССР | 16 января осуществлена мягкая посадка в кратере Лемонье в районе с координатами: 30°27" в. д., 25° 51" с. ш. На поверхность Луны доставлен «Луноход-2», выполнивший за 5 месяцев работы комплексные исследования в переходной зоне «море — материк» на трассе протяженностью 37 км. Получены изображения поверхности, проведены механические, физические, магнитометрические и фотометрические исследования грунта, определялся химический состав пород. |
|
| «Луна-22» СССР | ИСЛ. Длительные комплексные исследования Луны и окололунного пространства с орбиты. Получены изображения лунной поверхности. |
|
| «Луна-23» СССР | Станция выведена на орбиту ИСЛ с последующей посадкой в южной части Моря Кризисов. |
|
| «Луна-24» СССР | 19 августа 1976 г. осуществлена мягкая посадка в Море Кризисов в районе с координатами: 62° 12" в. д., 12° 45" с ш. Произведено автоматическое бурение лунного грунта на глубину около 2 м, полученный образец грунта доставлен на Землю 22 августа 1976 г. |
Луне суждено было стать тем небесным телом, с которым связаны едва ли не самые эффективные и впечатляющие успехи человечества за пределами Земли. Непосредственное изучение естественного спутника нашей планеты началось со старта советской лунной программы. 2 января 1959 года автоматическая станция «Луна-1» впервые в истории осуществила полет к Луне.
Первый запуск спутника к Луне (Луна-1) был огромным прорывом в области освоения космоса, но главная цель, перелет с одного небесного тела на другое так и не была достигнута. Запуск Луны-1 дал очень много научной и практической информации в области космических полетов к другим небесным телам. При полете «Луны-1» впервые была достигнута вторая космическая скорость и получены сведения о радиационном поясе Земли и космическом пространстве. В мировой печати космический аппарат «Луна-1» получил название «Мечта».
Все это было учтено при запуске следующего спутника Луна-2. В принципе Луна-2 практически полностью повторяла свою предшественницу Луну-1, те же научные приборы и оборудование позволяли заполнять данные о межпланетном пространстве и корректировать данные, полученные Луной-1. Для Запуска так же использовался РН 8К72 Луна с блоком «Е». 12 сентября 1959 года в 6:39 с космодрома Байконур РН Луна была запущена АМС Луна-2. И уже 14 сентября в 00 часов 02 минуты 24 секунды по московскому времени Луна-2 достигла поверхности Луны, совершив первый в истории полет с Земли на Луну.
Автоматический межпланетный аппарат достиг поверхности Луны восточнее «Моря Ясности», вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик (селенографические широта +30°, долгота 0°). Как показывает обработка данных по параметрам орбиты, последняя ступень ракеты также достигла поверхности Луны. На борту Луны-2 были помещены три символических вымпела: два в автоматическом межпланетном аппарате и один - в последней ступени ракеты с надписью «СССР сентябрь 1959». Внутри Луны-2 находился металлический шар, состоящий из пятигранников-вымпелов, и при ударе о лунную поверхность шар разлетался на десятки вымпелов.
Размеры: Полная длина составляла 5.2 метра. Диаметр самого спутника 2.4 метра.
РН: Луна (модификация Р-7)
Масса: 390,2 кг.
Задачи: Достижение поверхности Луны (выполнена). Достижение второй космической скорости (выполнена). Преодолеть тяготение планеты Земля (выполнена). Доставка вымпелов «СССР» на поверхность Луны (выполнена).
ПУТЕШЕСТВИЕ В КОСМОС
«Луна» - наименование советской программы исследования Луны и серии космических аппаратов, запускаемых в СССР к Луне начиная с 1959 года.
Космические аппараты первого поколения («Луна-1» - «Луна-3») совершали перелет с Земли к Луне без предварительного выведения на орбиту искусственного спутника Земли, проведения коррекций на траектории Земля - Луна и торможения вблизи Луны. Аппараты осуществили пролет Луны («Луна-1»), достижение Луны («Луна-2»), ее облет и фотографирование («Луна-3»).
Космические аппараты второго поколения («Луна-4» - «Луна-14») запускались с использованием более совершенных методов: предварительного выведение на орбиту искусственного спутника Земли, затем старт к Луне, коррекции траектории и торможение в окололунном пространстве. При запусках отрабатывались полет к Луне и посадка на ее поверхность («Луна-4» - «Луна-8»), мягкая посадка («Луна-9» и «Луна-13») и перевод на орбиту искусственного спутника Луны («Луна-10», «Луна-11», «Луна-12», «Луна-14»).
Более совершенные и тяжелые космические аппараты третьего поколения («Луна-15» - «Луна-24») осуществляли перелет к Луне по схеме, используемой аппаратами второго поколения; при этом для увеличения точности посадки на Луну предусмотрена возможность проведения нескольких коррекций на траектории полета от Земли к Луне и на орбите искусственного спутника Луны. Аппараты «Луна» обеспечили получение первых научных данных о Луне, отработку мягкой посадки на Луну, создание искусственных спутников Луны, взятие и доставку на Землю проб грунта, транспортировку на поверхность Луны лунных самоходных аппаратов. Создание и запуск разнообразных автоматических лунных аппаратов является особенностью советской программы исследования Луны.
ЛУННАЯ ГОНКА
Начал «игру» СССР, запустив в 1957 году первый искусственный спутник. США сразу же включились в нее. В 1958 году американцы поспешно разработали и запустили свой ИСЗ, а заодно и образовали «во благо всех» - так звучит девиз организации - НАСА. Но к тому времени Советы обогнали соперников еще больше - отправили в космос собаку Лайку, которая хоть и не вернулась, но зато собственным героическим примером доказала возможность выживания на орбите.
На разработку спускаемого модуля, способного доставить живой организм обратно на Землю, ушло почти два года. Требовалось доработать конструкции, чтобы они выдерживали уже два «путешествия сквозь атмосферу», создать качественную герметичную и устойчивую к высоким температурам обшивку. А главное - нужно было рассчитать траекторию и спроектировать двигатели, которые бы обезопасили космонавта от перегрузок.
Когда же это все было сделано, возможность проявить героическую собачью натуру получили Белка и Стрелка. Они со своей задачей справились - вернулись живыми. Меньше чем через год по их следам полетел Гагарин - и тоже вернулся живым. Американцы в том 1961-м в безвоздушное пространство отправили только шимпанзе Хэма. Правда, 5 мая того же года суборбитальный полет совершил Алан Шепард, но международным сообществом это достижение космическим полетом признано не было. Первый «настоящий» американский астронавт - Джон Гленн - в космосе оказался только в феврале 62-го.
Казалось бы, США безнадежно отстали от «мальчишек с соседнего континента». Триумфы СССР следовали один за другим: первый групповой полет, первый человек в открытом космосе, первая женщина в космосе… И даже до естественного спутника Земли советские «Луны» добрались первыми, заложив основы столь важной для нынешних исследовательских программ методики гравитационных маневров и сфотографировав обратную сторону ночного светила.
Но выиграть в такой игре можно было, лишь уничтожив команду противника, физически или морально. Американцы же уничтожаться не собирались. Напротив - еще в 1961-м году, сразу после полета Юрия Гагарина, НАСА с благословления свежеизбранного Кеннеди взяла курс на Луну.
Решение было рискованным - СССР добивались своего шаг за шагом, планомерно и последовательно, и все равно не обходилось без провалов. А космическое агентство США решило сделать прыжок через ступеньку, если не через целый лестничный пролет. Но Америка компенсировала свою, в известном смысле, наглость тщательной проработкой лунной программы. «Аполлоны» тестировались на Земле и на орбите, в то время как ракеты-носители и лунные модули СССР «проверялись боем» - и не выдерживали проверок. В итоге тактика США оказалась результативнее.
Но ключевым фактором, ослабившим Союз в лунной гонке, был раскол внутри «команды с советского двора». Королев, на воле и энтузиазме которого держалась космонавтика, сперва, после своей победы над скептиками утратил монополию на принятие решений. Конструкторские бюро вырастали, как грибы после дождя на неиспорченном сельхозобработкой черноземе. Началось распределение задач, и каждый руководитель, что научный, что партийный, считал себя наиболее компетентным. Поначалу само утверждение лунной программы запоздало - отвлекшиеся на Титова, Леонова и Терешкову политики занялись ею только в 1964-м, когда американцы уже три года как размышляли над своими «Аполлонами». А затем отношение к полетам на Луну оказалось недостаточно серьезным - они не имели таких военных перспектив, как запуски ИСЗ Земли и орбитальных станций, а финансирования требовали куда большего.
Проблемы с деньгами, как это обычно бывает, «добили» грандиозные лунные проекты. С самого старта программы Королеву посоветовали занижать цифры перед словом «рублей», потому что реальные суммы никто бы не одобрил. Если бы разработки шли столь же успешно, как и прежние, такой подход себя бы оправдал. Партийное руководство все же умело считать и не стало бы закрывать перспективное дело, в которое уже вложено слишком много. Но в сочетании с бестолковым разделением труда нехватка средств привела к катастрофическим отставаниям от графика и экономии на испытаниях.
Возможно, впоследствии ситуацию удалось бы выправить. Космонавты горели энтузиазмом, даже просили отправить их к Луне на кораблях, не выдержавших тестовых полетов. Конструкторские бюро, за исключением находившегося под руководством Королева ОКБ-1, продемонстрировали несостоятельность своих проектов и сами собой тихо ушли со сцены. Стабильная в 70-х годах экономика СССР позволяла выделить дополнительные средства на доработку ракет, особенно если к делу подключились бы военные. Однако в 1968-м американский экипаж облетел Луну, а в 1969-м Нил Армстронг сделал свой маленький победный шаг в космической гонке. Советская лунная программа для политиков утратила смысл.
Рис.1
2 января 1959 года состоялся первый в истории запуск в сторону ночного светила. Луна-1 ("Мечта", так называли её журналисты) прошла в близи Луны и стала первым в истории первым искусственным спутником Солнца (рис. 1). Масса ее составляет 361кг. Она впервые достигла второй космической скорости и прошла на расстоянии шести тысяч километров от Луны. На станции размещались научные приборы для изучения радиационных поясов Земли, космических лучей, метеорных частиц.
Американская АМС "Пионер 4", массой всего 6кг, запущенная 3 марта 1959г прошла намного дальше от Луны - всего 60500км.
Победой советских инженеров стал запуск 14 сентября 1959 АМС "Луна 2". Она достигла Лунной поверхности, и доставила на Луну металлический диск с гербом СССР. Научные приборы показали, что Луна практически не имеет магнитного поля. Этот полет показал, что все расчеты были выполнены правильно.
Рис.2
Уже в следующем полете "Луна 3" облетела наш спутник (рис. 2). На борту этой станции была размещена фототелевизионная аппаратура, впервые передавшая на Землю снимки части видимой и невидимой стороны Луны. Это были самые первые фотографии, полученные из космоса. На них было много помех, но ученые все же выявили множество деталей обратной стороны Луны. В обработке этих снимков принимали участие ГАИШ, ЦНИИГАиК, Пулковская и Харьковская обсерватории. Благодаря методике отождествления деталей рельефа, разработанной под руководством Ю.Н.Липского, именно этой группе исследователей удалось выявить кратеров и других образований рельефа. Именно так появилась первая в мире карта обратной стороны Луны.
Через несколько лет фотографирование отдельных участков поверхности видимого полушария выполнили американские космические аппараты "Рейнжер 7,8,9 ". Эти аппараты разбились, но за время падения передавали на Землю снимки различного разрешения.
В 1965году советская космическая станция "Зонд" завершила фотосъёмку обратной стороны Луны. Оказалось, что там меньше темных участков поверхности, а вот кратеров было так же много, как и на видимой стороне Луны, некоторые из них были названы именами ученых и космонавтов. И, наконец, была создана первая полная карта Лунной поверхности. Она была составлена под научным руководством Ю.Н.Липского.
Первая мягкая посадка была осуществлена автоматической межпланетной станцией "Луна 9" в 1966г. Способ посадки был предложен главным конструктором С.П.Королевым. Телекамеры станции передали на Землю панорамы окружающей местности с разрешением в несколько миллиметров.
В 1966 на орбиту вокруг Луны были выведены искусственные спутники "Луна 10,11,12". В состав аппаратуры входили приборы спектрального анализа, гамма излучения и инфракрасного излучения.
В 1966 году американский аппарат "Сервейер 1" осуществил мягкую посадку на Луну и в течение шести недель передавал снимки поверхности.
В июне 1968 года аппарат "Сервейер" совершил мягкую посадку и исследовал образцы лунного грунта.
После этого американцы занялись подготовкой к отправке на Луну пилотируемого корабля. При этом они опирались на результаты полетов советских автоматических станций "Зонд", которые осенью 1968 года впервые совершили путешествие по маршруту Земля - Луна - Земля Была решена задача возвращения космических кораблей из межпланетных полетов. Были запущены "Сервейер 3, 5, 6, 7" (1966-1967) с целью исследования Лунной поверхности, для выбора места посадки космических кораблей "Апполон".
Пять американских искусственных спутников "Лунар Орбитер" фотографировали Лунную поверхность и изучали ее гравитационное поле.
Астронавты Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин осуществили посадку лунной кабины 20 июля 1969 года. Астронавты установили отражатель лазерного излучения, сейсмометр, сделали снимки, собрали 22кг образцов лунного грунта, пройдя около100 метров от посадочного модуля и пробыв на поверхности 2 часа 30 минут. В основном блоке на орбите находился Майкл Коллинз.
Советские автоматические станции "Луна 16, 20, 24" с помощью специального грунтозаборного устройства в автоматическом режиме собирали породу и в возвращаемых аппаратах доставляли ее на Землю.
Самоходные аппараты "Луноход 1, 2" выполняли исследования вдоль пути передвижения в 10,5 и 37 км, передавая на Землю множество снимков и панорам окружающей местности, а так же данные о физико-химическом составе лунного грунта. С помощью лазерного отражателя установленного на луноходе удалось уточнить расстояние от Земли до Луны.
В 1958 году в США было создано Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства - НАСА. Первоначально планировалось, что астронавты полетят уже в 1958 году, но многочисленные неполадки отодвигали дату запуска. Корабль, который вывел астронавтов на орбиту - назывался - "Меркурий". Кабина "Меркурия" была очень тесной и неудобной. В 1965 году НАСА приняла новую программу космических полетов "Джемини". Корабли этой серии оказались намного совершеннее и удобнее. Последний корабль серии "Джемини-12" совершил полет в ноябре 1966 года. Но гораздо раньше этого НАСА разработала проект под названием "Апполон". Серия "Апполон" оказалась самой совершенной из всех, которые удавалось до сих пор создавать конструкторами CLIA. Корабль вмещал трех астронавтов, имел надежный спускаемый аппарат и стыковочный модуль. Он имел возможность состыковываться одновременно с несколькими кораблями. Но даже такой совершенный аппарат имел свои недостатки. Один из них стал причиной трагедии на стартовом комплексе. Во время предполетной тренировки в электрической сети произошли короткое замыкание. В считанные минуты пламя охватило всю площадку и астронавты Вирджил Гриссом, Эдвард Уайт Роджер Чаффи погибли.
Почти в тоже время погиб советский космонавт Владимир Комаров на экспериментальном корабле "Союз".
Длительный перерыв с 1977 по 1990 г.г. в исследованиях Луны космическими аппаратами объясняется, по-видимому, переосмыслением программ, связанных с дальнейшими исследованиями и подготовкой аппаратов нового поколения.
Япония в марте 1990 года своей ракетой "Нисан" вывела на орбиту вокруг Луны автоматический аппарат "Mycec A", с целью дистанционного исследования поверхности Луны. Однако выполнить эту программу не удалось.
Спектральную съемку поверхности Луны в 1990 и 1992 г. осуществила американская АМС "Галилео", которая, двигаясь по сложной орбите к Юпитеру, возвращалась к Земле дважды и фотографировала ее спутник.
КА "Клементина", запущенный в 1994 году помимо фотографирования поверхности Луны с помощью лазерного передатчика выполнял измерения высот рельефа, а по траекторным данным уточнялась модель гравитационного поля и некоторые другие параметры.
Специальные измерения в районе полюсов показали, что на дне постоянно затененных глубоких кратеров могут быть кусочки льда.
Запущенный в январе 1998 года американский космический аппарат "Лунар Проспектор" специально предназначался для уточнения площадей занятых льдом в приполярных районах. На основании данных, переданных космических аппаратов с орбиты в 100 км, предполагается, что у Луны имеется железосиликатное ядро размером в 300 км. Обширные исследования выполнялись этим аппаратом с низкой орбиты в 25 км.
История советской лунной программы. От Луны-1 до Вулкана.
I. Автоматы идут к Луне.
Луна.. В астрономических справочниках, в разделе "Первооткрыватели", для Луны стоит прочерк. Действительно, кто из людей мог похвастаться, что открыл Луну? Единственный естественный спутник Земли многие тысячелетия сиял в ночном небе нашей планеты. И многие века люди мечтали о путешествии через разделяющее нас пространство. Но мечты эти стали реальностью только во второй половине XX века.
С созданием в Советском Союзе мощной ракеты-носителя, способной выводить аппараты на орбиты искусственных спутников Земли, у специалистов, которых возглавлял С. П. Королев, появилось естественное желание достигнуть Луны. Но для этого нужно было расширить возможности ракеты-носителя, придать ей новое качество. Ведь для выведения спутника Земли на орбиту достаточно развить так называемую первую космическую скорость - около 8 км/с. Чтобы вырваться из пут земного тяготения, этой скорости уже недостаточно. Она должна возрасти до 11,2 км/с.
Итак, прежде всего следовало повысить мощность ракеты-носителя. Задачу эту удалось решить, установив на нее дополнительную ступень. Одновременно в конструкторском бюро С. П. Королева были разработаны первые космические аппараты для исследования Луны.
Первая попытка запуска в сторону Луны была предпринята 23 сентября 1958 года. В этот день был осуществлён пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая должна была вывести на траекторию полета к Луне АМС «Луна-1». Однако эта первая в СССР попытка пуска автоматической межпланетной станции к Луне закончилась неудачей. Из-за аварии ракеты-носителя АМС была утеряна. Вторая попытка (11 октября того же года) также закончилась неудачей.
И лишь четвертый запуск стал относительно удачным. 2 января 1959 осуществлён пуск ракеты-носителя, которая вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-1». Станция так же имела название «Мечта». Однако из-за неточного выхода на траекторию полета «Луна-1» прошла на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту.
Интересно, что полет станции можно было наблюдать и визуально - специальное устройство, установленное на последней ступени ракеты-носителя (а она мчалась почти по той же траектории, что и отделившаяся от нее станция), выбросило на высоте около 100 тыс. км натриевое облако. Эту искусственную комету видели люди во многих странах.
АМС Луна-1.
Следующий запуск 18 июня 1959 года оказался неудачным. Зато 12 сентября 1959 года осуществлён пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-2». 13 сентября 1959 года станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Ясности вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик. На поверхность Луны доставлен вымпел с изображением герба СССР.
Аппарат не имел собственных двигателей для коррекции траектории. Из научного оборудования на нём были установлены сцинтилляционные счётчики, счётчики Гейгера, магнитометры, детекторы микрометеоритов. Одним из основных научных достижений миссии было открытие солнечного ветра.
АМС Луна-2.
Принципиально новой стала автоматическая межпланетная станция "Луна-3". Впервые автоматический космический аппарат получил систему ориентации, причем в качестве источников тока для питания аппаратуры использовались солнечные батареи. Уникальная система ориентации аппарата была построена коллективом под руководством Бориса Викторовича Раушенбаха, впервые в мире решившему задачу управления аппаратами в космическом пространстве. На АМС было установлено также фототелевизионное устройство «Енисей» разработанное Ленинградским НИИ телевидения.
Космический аппарат был запущен 4 октября 1959 года отметив таким образом вторую годовщину начала космической эры. 7 октября 1959 года во время сеанса фотографирования (двумя аппаратами с длинно- и короткофокусным объективами) была заснята почти половина поверхности Луны (одна треть - в краевой зоне, две трети - на обратной невидимой с Земли стороне). Изображения - после проявления плёнки на борту - были переданы с помощью фототелевизионной системы на Землю.
Первая фотография Луны.
Передача изображения осуществлялась аналоговым методом камерой бегущего луча. На наземной стороне прием совершался несколькими приборами: съемкой камеры бегущего луча на кинопленку, фотографированием с экрана скиатрона, записью на магнитную ленту и прямой вывод изображения на термохимическую бумагу. Записи на магнитную ленту не удалось воспроизвести, изображения на термобумаге и скиатронах позволяли только оценить сюжет изображения. Единственным удачным методом регистрации оказался с использованием камеры бегущего луча.
При полете к Луне и при приеме сигналов качество сигнала было плохим, высоки были уровни шумов. Принятые картинки позволили определить некоторые элементы рельефа, но в сеансе связи, когда станция подошла поближе к Земле и можно было повторить прием с большим отношением сигнал-шум, установить связь со станцией не удалось. Максимальное удаление «Луна-3» от Земли в апогее составило около 480 тыс. км, в перигее - около 40 тыс. км. Совершив 11 оборотов вокруг Земли, аппарат вошёл в земную атмосферу и прекратил существование.
Конечная масса последней ступени ракеты-носителя с «Луной-3» составляла 1553 кг (масса научной и измерительной аппаратуры с источниками питания 435 кг). Масса самого аппарата «Луна-3» составила 278.5 кг.
АМС Луна-3.
Следующий шаг в исследовании Луны был сделан 9 мая 1965 года. В тот день был осуществлён пуск ракеты-носителя «Молния», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-5». Целью запуска была мягкая посадка на поверхность Луны. 12 мая 1965 года станция «Луна-5» достигла поверхности Луны в районе моря Облаков, однако запланированную мягкую посадку осуществить не удалось. Следующие три попытки мягкой посадки на Луну ("Луна-6, 7, 8") так же закончились неудачно.
Однако настойчивость инженеров и ученых была вознаграждена. 31 января 1966 года осуществлён пуск ракеты-носителя «Молния», которая вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-9». 3 февраля 1966 года станция «Луна-9» впервые в мире совершила мягкую посадку на поверхности Луны в Океане Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 64 градуса 22 минуты западной долготы и 7 градусов 8 минут северной широты. Со станцией были проведены 7 сеансов связи бщей продолжительностью более 8 часов. Во время этих сеансов АМС передавала панорамное изображение поверхности Луны вблизи места посадки.
Спускаемый аппарат Луна-9.
Следующий успешный запуск состоялся 31 марта 1966 года. В этот день ракета-носитель Молния вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-10».
3 апреля 1966 станция «Луна-10» впервые в мире вышла на орбиту вокруг Луны. На орбите спутника Луны станция находилась почти два месяца.
29 мая 1966 АМС «Луна-10» упала на поверхность Луны.
АМС Луна-10.
Следующие АМС (Луна-11 и 12), запущенные соостветственно 24 августа и 22 октября 1966 года ак же были успешно выведены на окололунную орбиту. А запущенная 21 декабря того же года АМС "Луна-13" совершила вторую успешную мягкую посадку на Луну в Океане Бурь в точке с координатами 62 градуса 3 минуты западной долготы и 18 градусов 52 минуты северной широты.
А основной задачей следующей АМС Луна-14, стартовавшей 7 апреля 1968 года стала проверка работы в космосе материалов и узлов будущего Лунохода и радиационная разведка окрестностей Луна с перспективой для будущих пилотируемых полетов. Станция проработала на на орбите 75 суток, (программой полета было предусмотренно 30) до выработки емкости химических батарей. Всего с ней был проведен 271 сеанс связи.
Запущенная 13 июля 1969 года ракетой-носителем Протон-К АМС Луна-15 должна была впервые не только сесть на Луну, но и взлететь с нее, доставив на Землю образцы лунного грунта. Особую интригу предсталяло то, что в эти же дни в США был запущен пилотируемый космический корабль Аполлон-11, с целью высадки первой американской экспедиции на Луну (состояшейся 19 июля). 17 июля Луна-15 вышла на окололунную орбиту. 21 июля 1969 года в 18 часов 46 минут 43 секунды была включена двигательная установка для схода с орбиты. Первый этап снижения с помощью двигателя большой тяги должен был завершиться через 267.3 секунды после включения на высоте примерно 2.5 км. Однако сигнал с космического аппарата внезапно пропал на 237-й секунде снижения в 18 часов 50 минут 40 секунд, причем параметры бортовых систем аппарата на момент пропадания сигнала были в норме.
А вот Луне-16 повезло больше. Запущенная 12 сентября 1970 года, 17 сентября она вышла на окололунную орбиту. Через три дня, 20 сентября станция совершила совершила мягкую посадку на поверхности Луны в районе Моря Изобилия в точке с координатами 0 градусов 41 минута южной широты и 56 градусов 18 минут восточной долготы. Отклонение от расчетной точки посадки составило 1,5 километра.
21 сентября 1970 года с поверхности Луны стартовал возвращаемый аппарат автоматической межпланетной станции «Луна-16». Непосредственно перед стартом был произведен забор лунного грунта, который в специальной капсуле был помещен в возвращаемый аппарат.
24 сентября 1970 года на территории СССР в 80 километрах юго-восточнее города Джезказган совершил мягкую посадку возвращаемый аппарат станции «Луна-16». На Землю 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.
АМС Луна-16.
АМС Луна-17, запущенная 10 ноября 1970 года, прославилась грузом, доставленным на поверхность Луны. Совершив мягкую посадку на Луну 17 ноября в районе Моря Дождей в точке с координатами 38 градусов 17 минут северной широты и 35 градусов западной долготы, станция доставила на поверхность спутника Земли первый лунный самоходный аппарат Луноход-1.
Луноход-1 был создан в конструкторском бюро химкинского Машиностроительного завода имени С. А. Лавочкина под руководством Григория Николаевича Бабакина.
Эскизный проект лунохода был утвержден осенью 1966 года. К концу 1967 года была готова вся конструкторская документация.
Через два с половиной часа после посадки Луноход-1 съехал по трапу с посадочной платформы на лунный грунт.
Управление исследовательским аппаратом осуществлялось при помощи комплекса аппаратуры контроля и обработки телеметрической информации на базе «Минск-22» - СТИ-90. Центр управления луноходом в Симферопольском Центре космической связи включал в себя пункт управления луноходом, который состоял из пультов управления командира экипажа, водителя лунохода и оператора остронаправленной антенны, рабочее место штурмана экипажа, а также зал оперативной обработки телеметрической информации. Основную сложность при управлении луноходом составляла задержка времени, радиосигнал двигался до Луны и обратно около 2 секунд, и применение малокадрового телевидения с частотой смены картинки от 1 кадра в 4 секунды до 1 в 20 секунд. В результате общая задержка в управлении доходила до 24 секунд.
В течение первых трёх месяцев запланированной работы, помимо изучения поверхности аппарат выполнял еще и прикладную программу, в ходе которой отрабатывал поиск района посадки лунной кабины. После выполнения программы луноход проработал на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного ресурса. За время нахождения на поверхности Луны Луноход-1 проехал 10 540 м, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведён анализ его химического состава.
15 сентября 1971 года температура внутри герметичного контейнера лунохода стала падать, так как исчерпался ресурс изотопного источника тепла.
30 сентября аппарат на связь не вышел и 4 октября все попытки войти с ним в контакт были прекращены.
Общий путь, пройденый Луноходом-1 составил примерно 11 км.
Масса Лунохода-1 - 756 кг. Диаметр по верхнему основанию корпуса - 2150 мм, высота 1920 мм, длина шасси - 2215 мм, ширина колеи - 1600 мм. Колёсная база 1700 мм. Диаметр колёс по грунтозацепам 510 мм, ширина 200 мм.
Система электропитания лунохода, выполненная по схеме солнечная батарея - буферная аккумуляторная батарея, обеспечивала питание всех бортовых систем постоянным током. На луноходе были применены серебро-кадмиевые аккумуляторные батареи ёмкостью 200 ампер-часов. Площадь солнечной батареи составляла 3,5 м?, мощность - 180 ватт.
Луноход-1.
Фрагмент панорамы Лунохода-1.
Пульт управления Луноходом-1.
Программы станций Луна-18 и 19 (2 и 28 сентября 1971 года) ничем особенным не выделялись. Отмечу лишь, что Луне-18 не удалось полностью выполнить программу полета, так как мягкая посадка на Луну в сложных условиях гористой местности в Море Изобилия не удалась.
А вот Луна-20 (14 февраля 1972 года) успешно прилунилась на участке, примыкающем к северо-восточной оконечности Моря Изобилия, в точке с координатами 3 градуса 32 минуты северной широты и 56 градусов 33 минуты восточной долготы. Взяв образцы лунного грунта, 22 февраля 1972 года с поверхности Луны в сторону Земли стартовала взлетная ступень станции Луна-20. 25 февраля 1972 года в 40 километрах северо-западнее города Джезказган совершила мягкую посадку возвращаемая ступень автоматической станции Луна-20.
АМС Луна-21 (8 января 1973 года) совершила мягкую посадку на поверхность Луны 15 января на восточной окраине Моря Ясности, внутри кратера Лемонье в точке с координатами 25 градусов 51 минута северной широты и 30 градусов 27 минут восточной долготы. На поверхность Луны доставлен автоматический самоходный аппарат Луноход-2, представлявший собой аппарат, усовершенствованный с учетом опыта Лунохода-1.
Посадка произошла в 172 километрах от места прилунения Аполлона-17. Система навигации Лунохода-2 оказалась повреждена и наземный экипаж лунохода ориентировался по окружающей обстановке и Солнцу. Несмотря на повреждение системы навигации аппарат преодолел большее растояние, чем его предшественник. За четыре месяца работы прошёл 37 километров, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки.
Официально работа с ним прекращена 4 июня 1973 года.
Две следующие АМС Луна-22 и 23 (29 мая и 28 октября 1974 года) не смогли полностью выполнить намеченную программу исследований. Луна-23, которая должна была собрать лунный грунт села со скоростью, превышающей расчетную, в результате чего было повреждено грунтозаборное устройство. Поэтому работа с ней была проведена по сокращенной программе.
Последней станцией, запущенной в СССР по программе изучения Луны стала Луна-24, запущенная августа 1976 года. . 18 августа 1976 она совершила мягкую посадку на Луну в юго-восточном районе Моря Кризисов в точке с координатами 12 градусов 45 минут с. ш. и 62 градуса 12 минут в. д. Через 15 минут после посадки по команде с Земли было включено буровое грунтозаборное устройство. Общая глубина бурения составила
225 см. В связи с тем, что оно проводилось с наклоном, общее заглубление составило около 2 метров.
19 августа 1976 с поверхности Луны стартовала взлетная ступень станции «Луна-24» с образцами лунного грунта. 22 августа 1976 в 200 километрах юго-восточнее Сургута (Тюменская область) совершил посадку спускаемый аппарат. На Землю доставлена колонка лунного грунта длиной около 160 сантиметров и весом 170 грамм.
АМС Луна-24.
Однако кроме АМС серии Луна в 60-е годы к спутнику Земли были запущены еще 6 аппаратов серии Зонд. Что же представляла из себя эта программа?
Серия космических аппаратов Зонд, начиная с Зонд-3, являлась беспилотным вариантом космического корабля 7К-Л1. Его разработка в ОКБ-1 велась под руководством главного конструктора С. П. Королева, а после его смерти (1966 г.) под общим руководством главного конструктора В. П. Мишина.
Фактически это был корабль 7К-ОК («Союз»), переоборудованный для пилотируемого полета к Луне по программе УР500-Л1 (о программе пилотируемых полетов - в следующей части).
Программа летно-конструкторских испытаний 7К-Л1 первоначально предусматривала десять беспилотных запусков, один пилотируемый облет Луны (намечавшийся на 26 июня 1968 г.), затем еще два беспилотных полета, а четырнадцатый запуск должен был быть вновь пилотируемым. Фактически же состоялось всего 6 беспилотных запусков этой серии.
Зонд-3, запущенный 18 июля 1965 года, совершил пролет мимо Луны 20 июля и ушел в околосолнечное пространство. Была проведена съемка обратной стороны Луны с гораздо более высоким качеством, чем у Луны-3.
АМС Зонд-3.
Зонд-4 был запущен 2 марта 1968 года. Космический аппарат, был выведен на сильно вытянутую орбиту с апогеем 330 000 км. Был осуществлен облет Луны и фотографирование лунной поверхности. После этого на Землю должен был вернуться спускаемый аппарат. Но при возращении на Землю отказала система управления, и посадка на территории Советского Союза не была возможна, как и плавный спуск: в ходе возращения капсулы "Зонда-4" перегрузки достигали 20 g. Как и все космические аппараты, садившиеся вне зоны досягаемости советских военных, он имел заряд тротила, который и был подорван на высоте 12 км над Гвинейским заливом. Через некоторое время выяснилось, что аппарат всё-таки мог бы быть подобран ВВС СССР, поэтому было принято решение не взрывать в таких случаях спускаемые аппараты.
Зонд-5, запущеный 14 сентября 1968 года, через три дня, 18 сентября совершил облет Луны, пройдя на минимальном расстоянии от ее поверхности 1960 км. На борту космического корабля находились биологические объекты: черепахи, плодовые мушки, черви, растения, бактерии и пр. С расстояния 90 000 км была произведена съемка Земли с высоким разрешением в течении 30 минут.
21 сентября 1968 года спускаемый аппарат КК "Зонд-5" приводнился в Индийском океане в точке с координатами 32 градуса 38 минут ю. ш. и 65 градусов 33 минуты в. д. Как и в случае с "Зонд-4" произошел отказ в системе управления при возвращении. Однако биологические объекты на борту остались живы.
Повторил возврат на Землю и Зонд-6, запущеный 10 ноября 1968 года. 14 ноября, пройдя на расстоянии 2420 км от ее поверхности, он был переведен на траекторию возвращения к Земле. Был осуществлен первый управляемый спуск на Землю со второй космической скоростью после облета Луны. В ходе пролета были сделаны панорамные фотографии лунной поверхности видимой и обратной сторон Луны.
07 августа 1969 года с Байконура стартовал Зонд-7. 8 августа он сделал первую цветную фотографию Земли с 78 000 км и Луны. 11 августа КК "Зонд-7" совершил облет Луны при минимальном расстоянии от ее поверхности около 1200 км. 14 августа спускаемый аппарат сел южнее города Кустанай.
Ну и последний Зонд (восьмой), запущеный 20 октября 1970 года, облетел Луну, произвел фотографирование Луны и Земли и 27 октября так же приземлился на территории СССР.
На этом и закончилась советская лунная программа. Автоматические межпланетные станции серий Луна и Зонд выполнили множество самых разнообразных исследований. На Землю были доставлены образцы лунного грунта. По результатам фотографирования были созданы подробные карты Луны.
Однако возникает естественный вопрос - а что, СССР вел исследования Луны только беспилотными аппаратами и не собирался отправить на естественный спутник Земли людей? Довольно долго официальная версия была именно таковой. Однако сейчас многое, бывшее ранее секретным, перестает быть таким. И сегодня о действительно существовавшей в 60-е и 70-е годы советской лунной пилотируемой программе известно очень даже многое.
Но это уже другая история.
