Земля – космос – Луна

ПОЛЕТЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛУНЫ ЛЕТОПИСЬ ЗАПУСКОВ

Достижение ближайших к Земле небесных тел долгое время оставалось только мечтой человечества. Лишь в наше время удалось преодолеть гравитационный барьер и создать летательные аппараты для длительных полетов в космическом пространстве. Ведущая роль в решении этой грандиозной проблемы принадлежит советской науке и технике.

В октябре 1957 года был произведен запуск первого в мире искусственного спутника Земли, ознаменовавший начало космической эры. Для вывода спутника на околоземную орбиту ему необходимо было сообщить первую космическую скорость, значение которой у поверхности Земли составляет 7,9 километра в секунду. Вслед за первым спутником в космос был запущен ряд советских тяжелых искусственных спутников Земли.

В результате дальнейшей творческой работы советских ученых, конструкторов, инженеров и рабочих была создана многоступенчатая ракета, последняя ступень которой развивала вторую космическую скорость – 11,2 километра в секунду. Достижение второй космической скорости открыло возможности межпланетных полетов по заранее заданным траекториям. Это позволило начать систематическое изучение и освоение межпланетного пространства.

Понятно, что первым объектом нашего внимания стало наиболее близкое к Земле небесное тело – наш «вечный» естественный спутник Луна.

Советская программа изучения Луны и окололунного пространства выполняется последовательно и планомерно. Она предусматривает:

– экспериментальные исследования в окололунном пространстве и, в частности, изучение гравитационного и магнитного полей Луны;

– изучение недоступной для наблюдений с Земли части лунной поверхности;

– исследования излучения Луны в тех участках спектра, которые недоступны для наблюдений с Земли из-за поглощения земной атмосферой;

– изучение деталей лунной поверхности с максимальной разрешающей способностью;

– непосредственные экспериментальные исследования на поверхности Луны.

Последовательность выполнения программы обусловлена возможностями ракетно-космических комплексов, которые вначале позволяли решать наиболее простые задачи космической баллистики с последующим их усложнением:

– пролет вблизи Луны;

– прицельное попадание в заданный район;

– облет Луны;

– жесткая посадка с частичным гашением скорости V поверхности;

мягкая посадка с практическим гашением скорости до нуля у поверхности;

– выход на селеноцентрическую орбиту;

– облет Луны с возвращением на Землю;

– посадка на Луну и возвращение на Землю.

Таким образом, при создании автоматических станций для исследования Луны необходимо было, с одной стороны, обеспечить выполнение предусмотренных общей программой задач данного полета и, с другой стороны, учесть возможности существующих ракетно-космических комплексов.

С каждым последующим запуском перед автоматическими станциями ставились все более и более сложные научные и технические задачи с учетом, естественно, ранее накопленных сведений.

Полеты советских автоматических станций к Луне начались с 1959 года, и этот год вошел в историю мировой науки и техники, как год советских космических ракет. Советский Союз в соответствии с программой освоения космического пространства в тот год провел успешные запуски космических ракет к Луне и на Луну.

2 января 1959 года впервые к Луне отправилась космическая ракета с автоматической станцией «Луна-1» на борту.

4 января станция прошла вблизи Луны (на расстоянии 5000 – 6000 километров), а затем, продолжая полет, вышла на околосолнечную орбиту и стала первой искусственной планетой Солнечной системы. Стремительно удаляясь в пространство, она несла на себе вымпел Страны Советов.

Первый межпланетный полет советской космической ракеты открыл славную страницу в изучении космического пространства и продемонстрировал всему человечеству гигантский научно-технический прогресс, достигнутый трудящимися первой в мире страны победившего социализма.

Мир был поражен и восхищен успехом советской науки и техники. Мечта становилась реальностью, и «Луна-1» получила второе, неофициальное, название – «Мечта».

Полет станции «Луна-1», помимо отработки старта ракеты-носителя, в строго заданное время (обусловленное точностью полета к Луне) позволил испытать системы управления ракетой, энергопитания аппаратуры и терморегулирования в контейнере, а также радиотехнические средства связи и контроля траектории полета.

В результате полета станции «Луна-1» удалось получить ряд важных научных данных. Уточнено расположение внешнего радиационного пояса, окружающего Землю и получены новые сведения о составе заряженных частиц в этом поясе. Впервые проведены измерения магнитного поля на больших расстояниях от Земли. Измерена интенсивность первичных космических лучей, а также рентгеновского и гамма-излучений в межпланетном пространстве. Начато непосредственное исследование газовой компоненты межпланетного вещества. Осуществлена регистрация метеорных частиц в межпланетном пространстве.

Второй пуск космической ракеты со станцией «Луна-2» был осуществлен 12 сентября 1959 года.

Станция успешно завершила перелет и 14 сентября прилунилась вблизи восточной границы Моря Ясности на склоне кратера Автолик.

Впервые за всю историю человечества космический аппарат, сделанный руками человека, был переброшен с одного небесного тела на другое. На Луну были доставлены вымпелы с изображением Государственного герба СССР и надписью «СССР сентябрь 1959».

Научная аппаратура, установленная на станции «Луна-2», позволила провести ряд важных исследований на пути полета к Луне и в непосредственной близости от ее поверхности.

В результате измерений было установлено отсутствие заметного магнитного поля Луны и лунных радиационных поясов. Измерения вдоль траектории полета позволили уточнить структуру радиационных поясов Земли, оценить содержание углерода, гелия, азота, кислорода и более тяжелых ядер в составе космических лучей. Были получены также новые данные о микрометеоритах и газовой компоненте межпланетного вещества.

И еще одним достижением 1959 года явился запуск станции «Луна-3», которая успешно выполнила фотографирование обратной (невидимой с Земли) стороны Луны.

4 октября 1959 года третья космическая ракета вывела автоматическую межпланетную станцию «Луна-3» на траекторию, обеспечивающую облет вокруг Луны. 7 октября, когда станция находилась между Солнцем и Луной, а объективы фотоаппаратуры были нацелены на Луну, был начат сеанс фотографирования, который продолжался около 40 минут. Полученные кадры были автоматически обработаны на борту станции и при возвращении станции к Земле были переданы по телевизионному каналу на Землю. Траектория полета станции «Луна-3» напоминала полет космического бумеранга.

Станция «Луна-3» сфотографировала с удаления 60 – 70 тысяч километров почти половину поверхности лунного шара. Одна треть сфотографированной поверхности находится в краевой зоне видимой с Земли стороны Луны, две трети – на невидимой стороне.

Полученные снимки – результат первого успешного эксперимента по фотографированию и передаче из космоса изображений другого небесного тела. Этот фототелевизионной способ получения и передачи изображений оказался очень эффективным и впоследствии применялся на советских автоматических станциях «Зонд-3» и «Луна-12», а также на американских аппаратах «Лунар Орбитер».

Обнаружено около 400 объектов, наиболее заметным из которых были присвоены имена выдающихся ученых.

На основании изучения фотографий, переданных станцией «Луна-3», были составлены первый атлас и карта обратной стороны Луны и изготовлен глобус Луны.

Создание в СССР многоцелевых межпланетных станций «Зонд» позволило в 1965 году продолжить исследование обратной стороны Луны.

18 июля 1965 года была запущена автоматическая станция «Зонд-3» для продолжения испытаний бортовых аппаратуры и систем в условиях длительного полета и для проведения дальнейших научных исследований в космическом пространстве (станции «Зонд-1» и «Зонд-2» запускались в сторону планеты Марс).

Станция была оснащена новой фототелевизионной малогабаритной аппаратурой для передачи изображений с расстояний в сотни миллионов километров.

Станция «Зонд-3» сфотографировала примерно одну треть поверхности обратной стороны Луны, оставшуюся вне поля зрения станции «Луна-3», общей площадью около 6 миллионов квадратных километров, и таким образов был практически завершен первый глобальный обзор лунной поверхности. На фотографиях получены также изображения части видимой стороны Луны. На ряде снимков рельеф поверхности хорошо подчеркивается тенями вследствие благоприятных условий освещенности.

Фотоизображения лунной поверхности являются уникальными со многих точек зрения и отличаются очень высоким качеством. На снимках почти нет дефектов, вызванных радиопомехами или процессом проявления. Они впервые показывают последнюю, неизвестную еще до того область обратной стороны Луны и передают вид многих интересных образований на лунной поверхности. Более трех тысяч различных объектов достаточно отчетливо видны на снимках обратной стороны Луны и занесены в каталог.

Подтвердив прежние выводы советских селенологов, эти фотографии дали возможность судить о морфологии обратной стороны Луны гораздо полнее. Более того, они стали научной сенсацией. Если в 1959 году сходство обратной стороны Луны с видимой только ставилось под сомнение, то в 1965 году сомнений уже не осталось: обратная сторона действительно во многих отношениях отличается от видимой.

На основании изучения снимков лунной поверхности (обратной стороны), переданных автоматическими межпланетными станциями «Луна-3» и «Зонд-3», а также фотографий видимой с Земли части Луны, полученных в отечественных и зарубежных обсерваториях, советскими учеными были составлены полная карта и глобус Луны. Кроме того, была составлена фотокарта видимой стороны Луны в масштабе 1: 500 000.

Кроме фотографирования обратной стороны Луны, станция «Зонд-3» произвела спектрофотометрические исследования лунной поверхности в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. В космосе такие измерения проводились впервые, а с Земли ультрафиолетовое излучение вообще недоступно наблюдению из-за непрозрачности земной атмосферы.

После пролета вблизи Луны станция «Зонд-3», постепенно удаляясь от Земли и Солнца, в течение длительного времени вела в межпланетном пространстве наблюдение магнитных полей, космических лучей, солнечного ветра, микрометеоритов и низкочастотного излучения Галактики.

Радиосвязь со станцией поддерживалась в течение восьми месяцев! К этому времени станция удалилась от Земли на расстояние свыше 150 миллионов километров.

Несмотря на чрезвычайно ценные данные, полученные автоматическими станциями, пролетавшими около Луны и достигавшими ее поверхности, дальнейшее развитие науки об естественном спутнике Земли и окружающей его среде требовало более длительного функционирования научных приборов вблизи Луны или на ее поверхности.

Для дальнейшего исследования Луны и решения задачи мягкой посадки контейнера с научной аппаратурой на лунную поверхность и создания искусственных спутников Луны в период с 1963 по 1965 годы с космодромов Советского Союза было запущено пять автоматических станций: «Луна-4», «Луна-5», «Луна-6», «Луна-7» и «Луна-8».

С созданием новых типов многоступенчатых космических ракет большой мощности автоматические межпланетные станции начали стартовать к Луне с промежуточной орбиты искусственного спутника Земли.

Станция «Луна-5» достигла поверхности Луны 12 мая 1965 года. Этот запуск позволил получить первые опытные данные о работе систем, обеспечивающих мягкую посадку.

Полеты автоматических станций «Луна-7», достигшей поверхности Луны 8 октября 1965 года, и «Луна-8», опустившейся на Луну 7 декабря 1965 года, завершили экспериментальную отработку систем астроориентации, управления бортовой радиоаппаратурой, радиоконтроля траектории полета и приборов автоматического управления.

Качественно новый этап в исследовании Луны был открыт запуском автоматической станции «Луна-9», стартовавшей 31 января 1966 года.

Наступило время решения одной из важнейших задач исследования других планет – мягкой посадки станции на поверхность Луны. После посадки «Луна-9» должна была передать на Землю телевизионные изображения лунного ландшафта в целях определения структуры и особенностей поверхности Луны, а также данные о радиационной обстановке на Луне.

Полет станции «Луна-9» завершился 3 февраля в 21 час 45 минут 30 секунд – станция «Луна-9» прилунилась на западном краю Океана Бурь.

После посадки станция начала обзор лунного ландшафта и передачу его изображения на Землю. Телевизионные панорамные изображения Луны передавались в течение четырех сеансов при различных условиях освещенности. Всего со станцией было проведено семь сеансов радиосвязи общей продолжительностью свыше 8 часов. Длительность активного существования станции на поверхности Луны составила 75 часов.

Прежде всего огромное значение имел сам по себе факт посадки – безукоризненное доказательство правильности как инженерных расчетов, так и теоретических предпосылок конструкторов.

Эта выдающаяся победа нашей науки и техники, по своей значимости сравнимая с запуском первого искусственного спутника Земли, полетом Юрия Гагарина и выходом в космос Алексея Леонова, открыла новую страницу в исследовании космического пространства.

Громадное научное значение имело также получение панорамных изображений лунной поверхности с очень близкого расстояния.

Кроме получения первых достоверных сведений о микрорельефе и структуре лунного грунта, станция «Луна-9» открыла возможности для проведения непосредственных экспериментальных исследований на поверхности Луны. Так, на поверхности Луны была измерена интенсивность жесткой радиации, обусловленной космическими и солнечными лучами и радиоактивным излучением лунного грунта. Доза этой радиации оказалась небольшой. В дальнейшем непосредственные исследования на поверхности Луны проводились советскими станциями «Луна-13», «Луна-16», «Луна-17», «Луна-20», американскими аппаратами «Сервейер» и космическими кораблями «Аполлон».

21 декабря 1966 года был дан старт автоматической станции «Луна-13». Эта станция была близка по весу и конструкции к станции «Луна-9», имела такую же телевизионную систему для обзора лунного ландшафта и передачи его изображения на Землю, но дополнительно на ней были установлены приборы для непосредственного исследования лунного грунта и другая научная аппаратура.

Через 3,5 суток полета станция прилунилась примерно в четырехстах километрах от -места посадки станции «Луна-9». На Землю было передано пять панорам лунного ландшафта, снятых при различных высотах Солнца над горизонтом. Изучение панорам подтвердило выводы, полученные по данным станции «Луна-9». Дополнительные сведения о свойствах грунта были получены с помощью динамографа, регистрировавшего перегрузку, которая возникла при контакте станции «Луна-13» с поверхностью Луны.

Особенно ценную информацию дали размещенные на станции приборы для изучения физико-механических свойств лунного грунта: механический штамп-грунтомер и радиационный плотномер.

С помощью радиационных датчиков измерялась эффективная температура лунного грунта, которая постепенно возрастала по мере увеличения высоты Солнца над лунным горизонтом.

Газоразрядные счетчики, регистрировавшие космическое корпускулярное излучение, позволили определить отражательную способность лунной поверхности для космических лучей.

Важным шагом в дальнейшем изучении Луны явилось создание и запуск на селеноцентрическую орбиту искусственных спутников, которые открыли широкую перспективу глобального изучения лунной поверхности и окололунного пространства: изучение гравитационного поля и фигуры Луны, исследование магнитного поля, радиационной и микрометеорной обстановки вблизи Луны, изучение естественной радиоактивности и химического состава лунных пород.

31 марта 1966 года с Земли стартовала автоматическая станция «Луна-10», которая 3 апреля была выведена на окололунную орбиту и стала первым искусственным спутником Луны, – первой летающей лабораторией для исследования Луны и окололунного пространства.

4 апреля, в день работы XXIII съезда Коммунистической партии Советского Союза, с борта искусственного спутника Луны была передана мелодия партийного гимна «Интернационал».

Активное существование искусственного спутника Луны длилось почти два месяца (до 3G мая). За этот период с борта спутника был получен большой объем научной информации. Научные приборы станции «Луна-10» передали важнейшие сведения о Луне и окололунном пространстве.

Изучение эволюции орбиты спутника легло в основу определения формы динамической фигуры Луны, т. е. характера ее гравитационного поля. Исследования гравитационного поля показали, что его отклонения от поля центрального типа сравнительно невелики.

Принципиально новым было первое в истории определение химического состава лунных пород по характеру гамма-излучения поверхностных слоев Луны. Полученные гамма-спектры позволили сделать заключение, что радиоактивность пород лунного грунта намного меньше, чем у гранитов, и не превышает радиоактивности базальтов.

Большой научный интерес представляли также систематические измерения в окололунном пространстве: напряженности магнитного поля, плотности микрометеоритов, интенсивности корпускулярного излучения.

Советские ученые, конструкторы и рабочие, принявшие участие в создании и запуске автоматической станции «Луна-9», совершившей мягкую посадку на поверхность Луны, и станции «Луна-10» – первого в мире искусственного спутника Луны, были награждены почетным дипломом Международной авиационной федерации (ФАИ)(рис. 13).

24 августа 1966 года в сторону Луны была запущена следующая станция серии «Луна», и 27 августа на окололунную орбиту вышел второй искусственный спутник – «Луна-11».

Станция «Луна-11» за период активного существования (38 суток) совершила 277 витков по окололунной орбите.

Приборы, установленные на ее борту, продолжали исследование Луны и окололунного пространства, начатые спутником «Луна-10». Но предыдущая программа была дополнена изучением длинноволнового космического радиоизлучения и исследованиями особенностей трения в вакууме.

За 137 сеансов радиосвязи со станцией была получена информация, подтвердившая и расширившая основные выводы, сделанные по результатам исследований на «Лу-не-10».

Перед третьим советским искусственным спутником Луны – «Луна-12», – запущенным в сторону Луны 22 октября 1966 года, помимо исследований, начатых двумя предыдущими спутниками Луны, была поставлена новая задача – крупномасштабное фотографирование участков лунной поверхности.

Рис. 13. Почетный диплом Международной авиационной федерации, врученный коллективу советских ученых, конструкторов и рабочих за участие в создании и запуске автоматических станций «Луна-9» и «Луна-10»

Спутник активно существовал 85 суток (до 19 января). За это время он совершил 602 витка вокруг Луны, было проведено 218 сеансов связи общей продолжительностью около 63 часов.

На фотографиях получены крупномасштабные изображения фрагментов лунной поверхности, хорошо просматриваются отдельные объекты размером от 5 метров.

В результате исследований гамма-излучений лунной поверхности, проведенных станциями «Луна-11» и «Луна-12», были получены новые сведения о радиоактивности лунных пород.

Успешно проведенные научные исследования уточнили и расширили ранее полученные сведения о Луне и окололунном пространстве.

Накануне дня космонавтики, 7 апреля 1968 года, была запущена и через трое с половиной суток выведена на орбиту искусственного спутника Луны автоматическая станция «Луна-14». Длительные наблюдения за изменением параметров этого лунного спутника позволили уточнить соотношение масс Земли и Луны, форму последней и ее гравитационное поле. Кроме того, проводились измерения потоков заряженных частиц, идущих от Солнца и космических лучей, а также исследования условий прохождения и стабильности радиосигналов, передаваемых с Земли на борт станции и в обратном направлении при различных положениях станции относительно Луны.

В целях дальнейшего уточнения глобальных параметров Луны и окололунного пространства 28 сентября 1971 года была запущена автоматическая научная станция сЛуна-19», выведенная на орбиту спутника Луны 3 октября 1971 года.

Систематические многомесячные наблюдения за эволюцией орбиты станции и получение панорамных изображений лунной поверхности дали обширный материал для уточнения гравитационного поля Луны, ее топографических и геолого-морфологических особенностей.

Непрерывная регистрация характеристик магнитного поля и космического излучения в окололунном пространстве (сопоставляемая с одновременно проводимыми измерениями станциями «Марс-2» и «Марс-3») дала ценную информацию о динамике интенсивности корпускулярных потоков космического излучения.

Во всех этих полетах автоматических станций научная информация поступала на Землю только по радиотелеметрическим и телевизионным каналам. Ни одна станция к тому времени не была возвращена на Землю и непосредственно не доставила результатов своих исследований в руки ученых.

Однако не всякая информация, получаемая научной аппаратурой, может быть проанализирована на борту станции, тем более, что возможности радиотелеметрических и телевизионных средств передачи информации не беспредельны; они ограничены скоростью передачи информации, точностью, объемом памяти, мощностью и т. д.

Такие виды исследований, как определение воздействия лучей высоких энергий на материалы, аппаратуру и приборы космических станций, изучение поверхности планет и состава химических элементов и минералов, их образующих, анализ снимков поверхности Луны и планет, свободных от помех и искажений, внесенных телеметрической системой, могут быть тщательно и эффективно изучены и оценены только на Земле, после возвращения станции на Землю.

Естественно, что задача возвращения автоматической станции на Землю после выполнения программы полета не могла быть поставлена на первых этапах развития космонавтики. Для этого требовалось дальнейшее развитие отечественной ракетной и космической техники, которое позволило поставить и успешно решить эту задачу, и а первую очередь наиболее сложную ее часть – проблему спуска космического аппарата в атмосфере Земли после полета по межпланетной траектории, когда скорость подлета превышает 11 километров в секунду.

15 сентября 1968 года стартовала с Земли автоматическая станция «Зонд-5». Облетев Луну на минимальном расстоянии от ее поверхности, равном 1950 километрам, станция перешла на траекторию движения к Земле и на седьмые сутки полета отделившийся от нее спускаемый аппарат приводнился в заданном районе акватории Индийского океана. (Станция «Зонд-4» была запущена для изучения дальних областей околоземного космического пространства.) Успешный полет автоматической станции «Зонд-5» позволил впервые в мире решить сложнейшую научно-техническую задачу возвращения с космической трассы Луна – Земля аппарата, летящего со второй космической скоростью.

Вслед за станцией «Зонд-5» 10 ноября была запущена станция «Зонд-6». Станция облетела Луну на заданном расстоянии от ее поверхности, равном 2420 километрам, и 17 ноября ее спускаемый аппарат приземлился на территории Советского Союза. В ходе полета станции «Зонд-6» удалось решить еще более сложную по сравнению с полетом станции «Зонд-5» проблему – осуществить управляемый спуск на Землю космического аппарата, облетевшего Луну. Отработку управляемого спуска с использованием аэродинамической подъемной силы аппаратов, входящих в земную атмосферу со второй космической скоростью, завершили научные станции «Зонд-7» и «Зонд-8», запущенные по траектории облета Луны с возвратом на Землю (8 – 14 августа 1969 года и 20 – 27 октября 1970 года).

Во время полета станций в районе Луны проводился комплекс научных исследований и измерений физических характеристик окололунного космического пространства.

При полете станции «Зонд-5» с расстояния 90 тысяч километров была сфотографирована Земля, а станция «Зонд-6» выполнила в соответствии с программой полета два сеанса фотографирования Луны. Станция «Зонд-7» и «Зонд-8» осуществили фотографирование Луны и Земли на цветную пленку при различных удалениях.

Полеты станций «Зонд-5», «Зонд-6», «Зонд-7» и «Зонд-8», кроме решения технических задач, связанных с отработкой конструкции и систем космических аппаратов, дали в руки ученых много ценного научного материала.

В полете была измерена доза радиации внутри спускаемого аппарата; получен интересный материал с микро-метеоритных датчиков станции; с успешным решением задачи возвращения с межпланетных трасс на Землю автоматических станций появилась возможность полностью использовать один из лучших способов запоминания и хранения информации – фотографический. Особый интерес представило изучение доставленной на Землю фотопленки с изображением лунной и земной поверхностей для картографов, астрономов, метеорологов, геологов, ботаников и целого ряда представителей других наук.

Снимки лунной поверхности (свободные от телевизионных помех), полученные станциями «Зонд-6», «Зонд-7» и «Зонд-8», отличаются более высоким качеством, чем фототелевизионные изображения, переданные с борта станций «Луна-3» и «Зонд-3». Кроме того, обработка в наземных условиях экспонированной в космосе фотопленки, доставленной автоматическими станциями на Землю, позволила полнее использовать весь арсенал хорошо известных средств и методов аэрофотосъемки, фотограмметрии и картографии.

Большой научный и практический интерес представляют также и снимки Земли из космоса.

В целях дальнейшего исследования Луны и окололунного пространства 13 июля 1969 года был произведен запуск новой автоматической станции «Луна-15».

На станции были установлены некоторые новые агре-гаты и системы (в частности, автоматические навигационные системы), которые при их работе в полете дали богатый экспериментальный материал, необходимый для разработки новых образцов крсмической техники.

Крупным достижением советских инженеров, рабочих и ученых явилось создание научной станции «Луна-16», ярко показавшей исключительно высокие возможности автоматических аппаратов в исследовании космоса.

Автоматическая станция «Луна-16» – уникальный автомат, осуществивший доставку на Землю образцов лунного грунта.

Станция стартовала с Земли 12 сентября 1970 года, 1 7 сентября (при подлете к Луне) она была переведена на круговую орбиту лунного спутника и после ряда маневров начала двигаться по эллиптической орбите с минимальной высотой над поверхностью Луны – 15 километров.

Формирование такой предпосадочной селеноцентрической орбиты позволило 20 сентября успешно совершить мягкую посадку станции лунной ночью в заданный район Моря Изобилия с высокой точностью.

Научная станция «Луна-16» явилась первым космическим аппаратом, который активно функционировал в условиях лунной ночи. По радиокомандам с Земли грун-тозаборный механизм заполнил лунным грунтом возвращаемый контейнер и загерметизировал его.

21 сентября состоялся старт с Луны космической ракеты с возвращаемым аппаратом, который 24 сентября успешно совершил мягкую посадку в заданном районе Советского Союза, доставив на Землю лунный грунт.

Полет станции «Луна-16» открыл широкие перспективы для непосредственного исследования различных районов Луны. Опыт, приобретенный при этом, может быть использован при исследовании и других небесных тел. Полет научной станции «Луна-16» показал, что многие сложные задачи изучения космоса могут решаться автоматическими аппаратами, которые значительно дешевле пилотируемых кораблей и не связаны с риском для людей.

Еще одним убедительным подтверждением этого явился полет станции «Луна-20», стартовавшей с Земли 14 февраля 1972 года. Станция доставила с Луны образцы грунта из труднодоступного горного района.

Новым триумфом советской космической техники явился запуск автоматической научной станции «Луна-17» с луноходом на борту, которая стартовала на Луну с Земли 10 ноября 1970 года.

Основные этапы полета этой станции, вплоть до посадки на лунную поверхность, проходили аналогично этапам перелета станции «Луна-16». 17 ноября автоматическая станция «Луна-17» совершила мягкую посадку на Луну южнее Залива Радуги Моря Дождей.

С посадочной ступени по специальным трапам на лунную поверхность съехал самоходный аппарат «Луноход-1» оснащенный комплексом разнообразного научного оборудования.

В течение лунного дня луноход совершал движение по лунной поверхности, проводя научные исследования.

Управление луноходом осуществлял экипаж по радиокомандам с Земли, информация о рельефе местности поступала от двух телекамер, дающих обзор площадки непосредственно перед луноходом, и четырех телефотометров, передающих панораму лунной поверхности.

В период лунной ночи луноход находился в стационарном положении; система терморегулирования поддерживала в нем температуру около 20° С; проводились контрольные телеметрические сеансы связи, наземные средства осуществляли локацию Луны с помощью лазерного отражателя (созданного французскими специалистами), установленного на луноходе.

2 сентября 1971 года с Земли стартовала научная автоматическая станция «Луна-18», которая была выведена на круговую орбиту спутника Луны и после ряда маневров на селеноцентрической орбите осуществила посадку на лунную поверхность.

При полете станции была выполнена отработка методов автоматической окололунной навигации и обеспечения посадки в заданный район Луны с орбиты ее спутника.

Получены новые экспериментальные данные о работе конструкции и бортовых систем станции, позволяющие продолжить совершенствование новых образцов космической техники.

И в заключение раздела «Летопись», посвященного советским автоматическим «лунникам», мы приведем отзывы зарубежных ученых о станциях «Луна-16», «Луна-17» и о космической программе СССР.

Б. Ловелл (Англия): «Задача, выполненная «Луной-'6», – это настоящая революция в деле освоения космоса. Вы доказали, что с помощью новейших автоматических систем можно, не ставя под угрозу человеческие жизни, проводить самые дерзновенные опыты».

Г. Каминский (ФРГ): «Особенность полета «Луны-16» заключается в использовании экономически в высшей степени рациональных, целесообразных и, – что не менее важно, – безопасных методов исследования соседних с Землей планет…»

Н. Армстронг (США): «Посадка «Луны-17» на лунную поверхность является очевидным свидетельством как достижений Советского Союза в области техники, так и его намерений в широких масштабах продолжать исследование космического пронстранства».

В США попытки исследования Луны и окололунного пространства с помощью небольших космических аппаратов «Пионер» начались еще в августе 1958 года. Всего было запущено шесть зондов типа «Пионер», но ни один из этих аппаратов не выполнил заданную программу; частично удачным был запуск аппарата «Пионер-4», который прошел от Луны на расстоянии около 60 000 километров (в два раза дальше, чем это было запланировано).

В дальнейшем для исследования Луны были использованы космические аппараты «Рейнджер», в своем первоначальном варианте предназначенные для достижения лунной поверхности.

Первые два аппарата были запущены с целью экспериментальной проверки бортовых реактивных двигателей коррекции. Три «Рейнджера» – с третьего по пятый, – предназначенные для жесткой посадки, потерпели неудачу.

В связи с этим программа «Рейнджер» была пересмотрена и упрощена: ее единственной задачей стало получение телевизионных изображений Луны в последние минуты перед разрушением аппарата при его ударе о лунную поверхность.

Однако, хотя «Рейнджер-6» и достиг нашего естественного спутника, телевизионные камеры, включенные задолго до встречи, к моменту сближения с Луной отказали и не передали ни одного изображения.

Аппарат «Рейнджер-7», запущенный в конце июля 1964 года, был направлен в район Моря Облаков. За 17 минут 10 секунд до столкновения с Луной он начал передавать на Землю изображения лунной поверхности. Всего удалось таким образом получить 4316 снимков. Первый снимок был получен с высоты 1800 километров, последний был сделан с высоты 480 метров за 0,12 секунды до столкновения аппарата с Луной.

На фотографиях, полученных с помощью аппарата «Рейнджер-7», удается различить детали, в 2 тысячи раз более мелкие, чем наименьшие формы рельефа, различимые с помощью самых мощных наземных телескопов. Район прилунения «Рейнджера-7» назван американскими учеными Морем Познанным.

Во второй половине февраля 1965 года был запущен «Рейнджер-8». Он достиг Моря Спокойствия; перед этим телевизионные камеры произвели передачу 7500 изображений лунной поверхности на Землю.

Через месяц для фотографирования лунного кратера Альфонс был запущен космический аппарат «Рейнд-жер-9». Телевизионные камеры, установленные на нем, передали на Землю 6150 изображений дна этого кратера.

За несколько минут до встречи с Луной через специальную систему расшифровки началась передача снимков по телевизионным программам, что дало возможность телезрителям наблюдать поверхность Луны.

Таким образом, в 1964 – 1965 годах аппараты «Рейнджер» передали в общей сложности свыше 17 000 изображений лунной поверхности с различных высот, вплоть до 480 метров над нею.

Снимки впервые позволили получить достоверные сведения о деталях рельефа размером более метра, среди которых подавляющее большинство составляют кратеры. Они подтвердили выводы об относительной гладкости лунных морей и об отсутствии в этих районах крутых склонов.

В рамках программы «Аполлон», задачей которой являлась высадка экспедиции на Луну, в США было предусмотрено исседование лунного грунта с целью определения возможности посадки на поверхность Луны лунной кабины с космонавтами и возможности выхода их из кабины на поверхность Луны. Предусматривались главным образом исследования механических характеристик и химического состава лунного грунта, тепловых условий на поверхности Луны, а также воздействия истекающей струи двигателя на грунт.

Для проведения таких исследований был создан космический аппарат «Сервейер» («Наблюдатель»), дополнительными задачами которого являлись: отработка системы мягкой посадки и проведение ряда научных исследований, не связанных с программой «Аполлон».

Всего в 1966 – 1968 годах было запущено семь космических аппаратов «Сервейер», пять из них совершили мягкую посадку на Луну.

Первый аппарат («Сервейер-1») был запущен 30 мая 1966 года и 2 июня совершил посадку в Океане Бурь. Помимо телевизионной камеры и температурных датчиков, на аппарате была установлена «подлетная» телевизионная камера.

Аппарат активно существовал один полный дневной период (14 суток). Еще несколько дневных периодов аппарат работал лишь в течение коротких интервалов. Было передано 11 150 снимков лунной поверхности.

Аппарат «Сервейер-2» был полностью аналогичен аппарату «Сервейер-1», однако запуск его был неудачным из-за неисправности одного из верньерных двигателей.

17 апреля 1967 года был запущен аппарат «Сервейер-3», оборудованный панорамной телевизионной камерой и ковшом-захватом для исследования механических свойств лунного грунта. Аппарат прилунился 20 апреля и активно существовал один полный дневной период. Было получено 6319 снимков лунной поверхности, определены механические характеристики грунта.

Следующий аппарат – «Сервейер-4» – был запущен 14 июля 1967 года, но непосредственно перед посадкой 17 июля связь с ним была потеряна.

Аппарат «Сервейер-5», снабженный альфа-анализатором для определения химического состава лунного грунта по отраженному альфа-излучению и магнитом для определения железа в лунном грунте, был запущен 8 сентября 1967 года. После прилунения 11 сентября аппарат активно существовал один полный дневной период, а в последующие дневные периоды работал в течение коротких интервалов. Передано 18 006 снимков, определен химический состав грунта.

Задачи аппарата «Сервейер-6», запущенного 7 ноября 1967 года, были аналогичны задачам аппарата «Сервейер-5». После посадки 10 ноября с аппарата было получено 30 000 снимков лунной поверхности, исследован химиче-кий состав грунта. Кроме того, был проведен дополнительный эксперимент по перемещению аппарата на поверхности Луны с помощью верньерных двигателей. 17 ноября были включены на 2,5 секунды три верньерных ЖРД, аппарат оторвался от поверхности, поднялся на высоту 3 метров и опустился на расстоянии 4 метров от места первоначальной посадки.

Последний аппарат этой серии – «Сервейер-7» – был запущен 7 января 1968 года и в отличие от предыдущих аппаратов, совершавших посадку в морских районах, прилунился Ю января в материковом районе кратера Тихо.

Было передано 21 000 снимков, определены химический состав грунта и его механические характеристики.

Основными научными результатами аппаратов «Сервейер» является:

1. Получение в общей сложности 86 000 телевизионных снимков поверхности Луны, которые представляют большой интерес для селенологов.

2. Определение механических и физических характеристик лунного грунта. Установлено, что грунт может выдержать давление лунной кабины корабля «Аполлон», а также давление космонавтов, вышедших из кабины на поверхность Луны. Прочность грунта возрастает с глубиной. Частицы, составляющие лунный грунт, в 10 раз меньше, чем земной песок. Эти частицы слипаются в массу, напоминающую ил. Основным механизмом эрозии поверхности Луны является бомбардировка ее метеоритами. Поверхность Луны имеет хорошую отражательную способность в радиодиапазоне. Полученные цветные снимки показали, что на Луне преобладают оттенки серого света.

3. Определение химического состава лунного грунта: в нем присутствуют такие же элементы, как и на Земле, причем процентное содержание кислорода, кремния и некоторых других элементов близко к содержанию их в земных базальтах. Ма основе полученных данных был сделан вывод, что лунный грунт состоит в основном из вулканических пород. Эти выводы подтвердили результаты исследований, выполненных советскими станциями «Луна-9» и «Луна-13».

Результаты исследований подтвердили гипотезу о том, что поверхность Луны представляет собой застывшую лаву и геологическая эволюция Луны аналогична эволюции Земли – постепенное остывание горячей пластической массы.

В рамках той же программы «Аполлон» были созданы космические аппараты «Лунар Орбитер». Основной их задачей являлось обнаружение участков поверхности Луны, пригодных для посадки лунной кабины космического корабля «Аполлон».

Кроме этой основной задачи, с помощью аппаратов «Лунар Орбитер» проводились:

– изучение метеорной и радиационной обстановки на трассе полета и у Луны;

– изучение характеристик гравитационного поля Луны по эволюции селеноцентрической орбиты аппарата;

– отработка коррекции траектории полета аппарата к Луне, перевода с этой траектории на начальную селеноцентрическую орбиту и с одной селеноцентрической орбиты на другую.

Эта программа предусматривала вывод серии из пяти космических аппаратов на эллиптические селеноцентрические орбиты; два аппарата были запущены к Луне в 1966 году, остальные три – в 1967 году.

Аппараты «Лунар Орбитер» позволили получить детальные снимки поверхности Луны; всего от пяти аппаратов было получено на Земле 833 пары снимков.

На основании научных исследований, проведенных с помощью космических аппаратов, были сделаны следующие выводы.

1. По химическому составу поверхностные горные области Луны отличаются от низменностей, где встречаются районы как вулканического, так и ударного происхождения.

2. Радиальные разрывы наблюдаются более часто, чем можно было предполагать по наблюдениям с Земли. Обнаружены явные признаки последовательных смещений, в результате чего образовались гряды высотой более 300 метров.

3. Лунные моря состоят из пород, примерно 20 процентов которых составляют, по-видимому, базальты вулканического происхождения.

4. Морфология Луны близка к земной. Геологи считают следы эволюции на Луне по своему характеру идентичными следам, вызываемым на Земле подземными взрывами.

5. Селенодезические исследования показали, что Луна имеет некоторую несферичность, а центр массы Луны несколько смещен по направлению к Земле. Центральные части Луны не столь плотны, как предполагалось. Плотность глубинных слоев почти постоянна в отличие от Земли, которая имеет плотное ядро и менее плотную мантию.

6. Метеорная обстановка, так же как и радиационная, представляет собой серьезной опасности для космонавтов.

В интерпретации снимков между американскими учеными нет согласия. Как отметил один из них, снимки, полученные аппаратами «Рейнджер» и «Лунар Орбитер», представляют собой «магическое зеркало», в котором каждый ученый видит отражение своей собственной теории о происхождении Луны и ее физических характеристиках.