Меню

1 космический аппарат достигший поверхности луны

1 космический аппарат достигший поверхности луны

В субботу, 2 января 2021 года, исполняется 62 года старту первой межпланетной станции «Луна-1». Это советская автоматическая межпланетная станция была предназначена для изучения Луны и космического пространства. Несмотря на то, что она на Луну не попала, «Луна-1» стала первым в мире космическим аппаратом, достигшим второй космической скорости — 11 км/с, преодолевшим притяжение Земли и ставшим искусственным спутником Солнца.

Пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на траекторию полёта к Луне станцию «Луна-1», был выполнен 2 января 1959 года. Это была траектория сближения, без использования старта с орбиты. Станция также имела названия «Луна-1D» и «Мечта». Для достижения второй космической скорости носитель был снабжен третьей ступенью (блок «Е»), с двигателем РД0105, созданным на предприятии «Конструкторского бюро химавтоматики» (г. Воронеж, сегодня входит в состав Госкорпорации «Роскосмос»).

Через сутки, 3 января в 3 часа 56 минут и 20 секунд, на расстоянии 119 500 км от Земли «Луна-1» «превратилась» в искусственную комету, выпустив из специального контейнера натриевое облако. Эту искусственную комету видели люди во многих странах. В 6 часов 4 января 1959 года станция прошла наиболее близкую к Луне (5–6 тысяч километров) точку своей траектории.

Как уже было сказано, станция не достигла Луны. Причина, по которой станция не добралась до поверхности Луны, связана с ошибкой, закравшейся в циклограмму полёта: при команде на отсечку двигателя третьей ступени, которая выдавалась с Земли, не было учтено время прохождения сигнала от командного пункта до станции. Однако миссия «Луны-1» позволила понять и отработать технологию полета к естественному спутнику Земли для последующих космических аппаратов. Уже 14 сентября 1959 года в 00:02:24 станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Дождей вблизи кратеров Аристилл, Архимед и Автолик.

Среди выдающихся научных результатов, полученных в ходе полёта «Луны-1», можно отметить следующие:

  • При помощи бортового магнитометра впервые был зарегистрирован внешний радиационный пояс Земли;
  • при помощи ионных ловушек и счётчиков частиц были осуществлены первые прямые измерения параметров солнечного ветра;
  • было установлено отсутствие у Луны значительного магнитного поля.

Источник

1 космический аппарат достигший поверхности луны

Рис. 1. Расчетная орбита искусственной планеты.
На космической ракете, кроме герметического отделяемого контейнера с научной и измерительной аппаратурой, были расположены два радиопередатчика, работавших на частотах 19,997 и 19,995 мгц, счетчик космических лучей, аппаратура для образования искусственной кометы и радиосистема, с помощью которой определялась траектория полета ракеты и прогнозировалось ее дальнейшее движение.
Контейнер (рис. 2) был расположен в верхней части последней ступени ракеты под конусом, защищавшим его от аэродинамического нагрева. После прохождения плотных слоев атмосферы этот конус был сброшен. Внутри контейнера размещалась следующая аппаратура: 1) Радиопередатчик, работавший на частоте 183,6 мгц, и блок приемников, служивший для радиоконтроля траектории движения. 2) Радиопередатчик, работавший на частоте 19,993 мгц. 3) Телеметрическая аппаратура для радиопередачи на Землю результатов научных измерений и данных о температуре и давлении в контейнере. 4) Аппаратура для изучения межпланетного газа и корпускулярного излучения Солнца. 5) Магнитометр для измерения магнитного поля. 6) Аппаратура для измерение количества и силы ударов микрометеоров. 7) Счетчик тяжелых ядер в космическом излучении. 8) Аппаратура для измерения интенсивности космического излучения и его вариаций, а также для регистрации фотонов в космической радиации. Источниками электропитания приборов были серебряно-цинковые и окисно-ртутные батареи.
Контейнер имел сферическую форму и состоял из двух тонкостенных полуоболочек. На одной из них снаружи был расположен полый алюминиевый штырь датчика магнитометра, четыре антенны, раскрывающиеся после сбрасывания защитного конуса, две протонные ловушки и два пьезоэлектрических датчика для изучения метеорных частиц. На другой полуоболочке снаружи были расположены две протонные ловушки, а внутри укреплена приборная рама с аппаратурой. Контейнер был наполнен газом с давлением 1,3 атм. Принудительная циркуляция газа, обеспечиваемая вентилятором, позволила поддерживать в контейнере температуру ок. 20° С.
В контейнере были расположены также два металлических вымпела с Государственными гербами СССР и надписями «СССР, январь 1959 г.». Один из вымпелов выполнен к виде тонкой ленты, а другой — в виде сферы, символизирующей искусственную планету, с поверхностью из пятиугольных элементов, с изображением герба СССР.
Для определения траектории ракеты и приема телеметрических данных использовался большой комплекс измерительных средств: автоматизированные радиолокационные станции для определения координат ракеты; радиотелеметрические станции для приема научной информации, передаваемой ракетой; радиосистема для контроля траектории ракеты на больших расстояниях от Земли, работавшая на частоте 183,6 мгц; радиостанции для приема сигналов на частотах 19,993, 19,995 и 19,997 мгц; различные оптические средства для наблюдения и фотографирования вспышки искусственной кометы.
Данные радиолокационных траекторных измерений с помощью специальных счетно-решающих устройств преобразовывались в двоичный код, осреднялись, привязывались к астрономическому времени с точностью до нескольких миллисекунд и поступали по линиям связи в координационно-вычислительный центр, где автоматически вводились в электронные счетные машины, производящие совместную обработку результатов, измерений, расчет начальных данных и прогнозирование движения ракеты. Впервые в истории техники была осуществлена радиосвязь на расстоянии порядка 500 000 км.
Рис. 2. Контейнер с научной аппаратурой.

Читайте также:  Какова траектория движения луны вокруг земли

Научные исследования, выполненные с помощью космической ракеты, дали ряд результатов фундаментального значения. Был исследован ореол излучения вокруг Земли. По современным представлениям, этот ореол имеет две концентрические зоны повышенной интенсивности: внутреннюю и внешнюю (рис. 3). Ранее с помощью искусственных спутников Земли удалось исследовать прилегающую к Земле часть внутренней зоны, а также обнаружить в районе 55° геомагнитной широты постоянное электронное излучение с энергией в несколько килоэлектронвольт (кэв). С помощью космической ракеты было установлено, что внешняя зона радиации состоит из электронов и что излучение, обнаруженное в районе 55° геомагнитной широты, есть не что иное, как примыкающая к атмосфере часть этой зоны. Энергия частиц внешней зоны гораздо меньше, чем энергия частиц внутренней зоны, и находится в диапазоне от нескольких электронвольт до 100 кэв. Область максимальной интенсивности внешней зоны радиации, исследованная при полете ракеты, находится вблизи плоскости геомагнитного экватора на расстоянии 4-5 земных радиусов от центра Земли. С дальнейшим ростом расстояния от центра Земли интенсивность радиации монотонно убывает, приближаясь к интенсивности первичного космического излучения, составляющей примерно 2 частицы на см 2 в сек., что касается тяжелых ядер (тяжелее ядер железа) в первичном космическом излучении, то их поток оказался весьма малым.
Рис. 3. Ореол радиации вокруг Земли.

Рис. 4. Изменение напряженности магнитного поля Земли с расстоянием
от центра Земли

Результаты изучения космической радиации показывают, что для экипажей космических ракет будущего области повышенной интенсивности излучения могут представлять известную опасность. Однако при пересечении ореола радиации в полярных широтах и во время полета в межпланетном пространстве при спокойном состоянии Солнца эта опасность значительно снижается.

С помощью космической ракеты был впервые непосредственно обнаружен ионизованный газ в межпланетном пространстве. На расстояниях 20-25 тыс. км от поверхности Земли измеренная концентрация его составила ок. 700 частиц в см 3 , а на расстояниях 100-150 тыс. км — ок. 300- 400 частиц в см 3 .

Исследование магнитного поля с помощью космической ракеты показало, что замеренная напряженность поля убывает с высотой быстрее расчетной, достигая минимума 400 γ (I γ = 10 -5 эрстеда) на расстоянии 20 800 км от центра Земли; затем она возрастает до 800 γ на расстоянии 22 000 км и далее медленно убывает (рис. 4). Наличие максимума напряженности приводит к важному выводу о том, что даже при спокойном состоянии Солнца на расстоянии 21 000-22 000 км находится внеионосферная токовая система.

Счетчики ударов микрометеоров на космической ракете могли регистрировать частицы с массой от 3 · 10 -10 г и выше. Результаты исследования показывают, что метеорная опасность при полетах в межпланетном пространстве невелика.

Маров:
Огорченный, но возвращенный к жизни четвертой катастрофой американской ракеты два дня спустя, 6 декабря, Королев предпринял следующую попытку. Четвертый запуск оказался успешным, и 2 января 1959 года Е-1 №4 была выведена на траекторию полета к Луне. Отработав, третья ступень рассеяла 1 кг натрия 3 января на расстоянии 113000 км от Земли, создав мерцающий оранжевый хвост яркостью звезды шестой величины, видимый из района Индийского океана. Эксперимент был направлен на сбор данных об ионизированном газе в околоземном пространстве, и кроме того помогал вести слежение за станцией. Зонд, который позднее получил название «Луна-1», в цель не попал и 4 января после 34 часов полета разминулся с лунной поверхностью на 5965 км. Промах был вызван задержкой команды наземной радиосистемы управления на отключение второй ступени. Тем не менее, «Луна-1» трижды стала первой в космосе: первой из космических станций достигла второй космической скорости, первой пролетела вблизи Луны и первой вышла на независимую околосолнечную орбиту. Связь с ней была потеряна 5 января после 62 часов полета, возможно, причиной тому были севшие батареи. «Луна-1» была наивысшим успехом и служила символом советских космических исследований, но она не совершила посадку на Луну, как планировалось, и цели программы еще не были достигнуты.
Читайте также:  Лун жии тебе конец содержание

Черток:
«Сегодня, 14 сентября, в 00 часов 02 минуты 24 секунды московского времени вторая советская космическая ракета достигла поверхности Луны. Впервые в истории осуществлен космический полет с Земли на другое небесное тело. В ознаменование этого выдающегося события на поверхность Луны доставлены вымпелы с изображением герба Советского Союза и надписью «Союз Советских Социалистических республик. Сентябрь 1959 года».
Достижение Луны советской космической ракетой является выдающимся успехом науки и техники. Открыта новая страница в исследовании космического пространства».
Это сообщение ТАСС, которое успели напечатать утренние газеты 14 сентября 1959 года. В 6 часов утра эту ошеломляющую новость разнесли по миру все радиостанции Советского Союза.
В приведенном выше сообщении ТАСС есть одна неточность, по поводу которой при составлении ночью текста были ожесточенные споры между Королевым, Келдышем и авторами текста. «Вторая космическая ракета достигла поверхности Луны. »
Поверхности Луны достигла только одна ракета. Предыдущая, стартовавшая 2 января 1959 года, промахнулась. Ее третья ступень с лунным контейнером, в котором была научная аппаратура и точно такой же вымпел, пролетела мимо Луны и превратилась в искусственную планету Солнечной системы. Непонятно почему она была названа «Мечтой». Эта «Мечта» должна была попасть в Луну. В официальной истории космонавтики считалось, что 2 января была пущена «Луна-1» — она же «Мечта» — она же искусственная планета — вроде бы так и было задумано.

НК:
И.Черный. «Новости космонавтики»
Фото из архива автора.
О полетах на ракете к Луне и планетам говорили все классики «теоретической» космонавтики. Но с середины 20-х годов эта идея завладела умами двух ученых-практиков: в СССР — М.К.Тихонравова и в США — Р.Годдарда. Они смогли математически обосновать возможность запуска к естественному спутнику Земли многоступенчатой ракеты, работающей на обычных химических компонентах топлива.
Перевел проблему в практическую плоскость Главный конструктор ОКБ-1 Министерства оборонной промышленности С.П.Королев. Еще до первого полета межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7, 30 августа 1955 г. на совещании у председателя Военно-промышленной комиссии В.М.Рябикова он представил данные аппарата для полета к Луне, предлагая два варианта третьей ступени МБР с компонентами топлива «кислород-керосин» и «моноокись фтора-этиламины». В первом случае к Луне можно было забросить аппарат массой до 400 кг, во втором — 800-1000 кг [1].
С.П.Королев говорил о задаче полета на Луну, выступая в апреле 1956 г. на Всесоюзной конференции по ракетным исследованиям верхних слоев атмосферы, проходившей в АН СССР под председательством академика Е.К.Федорова [2].
Эта «не такая уж далекая перспектива», по словам С.П.Королева, явилась причиной создания в ОКБ-1 проектного отдела №9 по космическим аппаратам, начальником которого стал М.К.Тихонравов. В процессе предварительных разработок группе проектантов во главе с Г.Ю.Максимовым удалось сконструировать несколько вариантов лунных аппаратов. Модернизация Р-7 путем установки на ней третьей ступени (блока «Е») даже на «неэкзотическом» кислородно-керосиновом топливе ставила проблему полета беспилотных КА к Луне на реальную основу. Постановление Правительства от 20 марта 1958 г. предписывало разработать в ОКБ-1 несколько типов КА — лунных станций:
Е1 — для попадания в Луну с доставкой на ее поверхность неразрушающегося вымпела СССР (при скорости прилунения более 3 км/с);
Е2 — для облета Луны и фотографирования ее обратной стороны с передачей изображения по радиоканалу на Землю;
Е2А — в качестве запасного варианта Е2;
Е3 — для попадания в Луну с фиксацией события яркой вспышкой на поверхности; при этом не исключалось применения ядерного заряда.

Макет блока «Е» со станций «Луна-1» на ВДНХ СССР

2 сентября 1958 г. вышло следующее постановление Правительства о пусках станций к Луне, начиная с сентября того же года. Выходу постановления способствовали усилия американцев по завоеванию приоритета в освоении космического пространства. Потерпев неудачу с запуском первого ИСЗ, они обратили свои взоры к Луне, срочно разработав КА Pioneer (вспомните проект Vanguard — «Авангард» по запуску ИСЗ!) для исследования лунного и межпланетного пространства. Их предполагалось пускать с помощью носителей Thor-Able и Juno 2. Уже 17 августа 1958 г. был осуществлен первый запуск КА Pioneer, однако взрыв ракеты на 77 сек полета прервал путь к Луне.
Следующие попытки (11 октября 1958 г. Pioneer 1; 8 ноября 1958 г. Pioneer 2; 6 декабря 1958 г. Pioneer 3) также были неудачными. На очереди — пуск Pioneer 4!
Мы приняли вызов. Наш путь к Луне тоже не был устлан розами. При первом пуске трехступенчатой ракеты Р-7 (8К72) на 87-й секунде полета из-за колебаний конструкции резонансного характера с частотой 10 Гц в направлении тяги двигателей [3] разрушились связи центрального блока с боковыми. Решить проблему попытались, снизив тягу в соответствующей точке траектории, — снова неудача (12 октября 1958 г.), теперь уже на 104-й секунде, но по той же причине. Налицо была явная динамическая несовместимость двигателей и конструкции ракеты.
Сотрудник НИИ-1 М.С.Натансон предложил способ устранения колебаний путем установки демпферов в трубопроводах окислителя. Пуск 4 декабря 1958 г. закончился аварией на 245-й секунде полета из-за дефекта мультипликатора насоса перекиси водорода второй ступени. Но эта авария уже не была связана с колебаниями.
2 января 1959 г. в 19:21:25 по московскому времени к Луне стартовала ракета 8К72 №Б1-6 с КА типа Е1, получившим в сообщении ТАСС название «Первая космическая ракета», а в печати — «Лунник», или «Мечта». Впервые аппарат превысил вторую космическую скорость, развив скорость 11.4 км/с [4].
Система управления ракеты совместно с наземными радиотехническими средствами обеспечивала вывод на требуемую траекторию. Пуск выполнялся без использования маневра старта с орбиты ИСЗ (тогда этого еще не умели). Необходимо было достичь скорости, несколько превышающей параболическую. Чтобы попасть в Луну при старте с территории СССР, допустимо было иметь ошибку в величине начальной скорости не более нескольких метров в секунду, в угле возвышения вектора скорости — 0,1° и во времени старта — несколько секунд [4].
После выключения двигателя блока «Е» произошло отделение КА. Дальнейший полет продолжали уже два тела*, движущиеся на близком расстоянии друг от друга в плоскости, наклоненной к плоскости экватора Земли под углом 65°. Через 34 часа после старта оба космических тела прошли около цели на расстоянии 6400 км (придя в расчетную точку раньше Луны) и вышли на гелиоцентрическую орбиту с минимальным расстоянием от Солнца 146,4 млн км и максимальным — 197,2 млн км с периодом обращения 450 суток, наклонение орбиты к плоскости эклиптики — 1°. Геоцентрическая скорость в районе Луны была около 2 км/с.

* Интересно, что для исключения попадания на Луну земных микроорганизмов КА подвергался термической стерилизации. Однако никому в голову не пришла мысль стерилизовать блок «Е», который в случае успеха «Луны-1» тоже должен был упасть на Луну!

Источник

Космос, солнце и луна © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Adblock
detector