«Луна-24» была запущена с космодрома БАЙКОНУР 9 августа 1976 года в 18 часов 4 минуты 12 секунд с помощью ракеты-носителя «Протон-К». Выход на траекторию полета к Луне был осуществлен с использованием промежуточной околоземной орбиты. Почти через 9 суток, 18 августа, станция «Луна-24» совершила мягкую посадку в юго-восточном районе Моря Кризисов.
Основной задачей миссии «Луна-24» был забор образцов лунного грунта. С этой задачей автоматическая станция справилась — 170 грамм лунного грунта с глубины 160 см были доставлены на Землю. Таким образом, доставленные на Землю образцы лунного грунта завершили серию проб, взятых ранее автоматическими станциями «Луна-16» и «Луна-20».
Возвратная ракета станции «Луна-24» с образцами лунного грунта стартовала к Земле 19 августа в 8 часов 25 минут. Продолжительность обратного перелета составила 84 часа. 22 августа она приблизилась к Земле со второй космической скоростью. В расчетное время за 8 часов до входа спасаемого аппарата в атмосферу Земли произошло его отделение от возвратной ракеты.
На высоте 15 км была введена в действие парашютная система, и спускаемый аппарат совершил посадку в 200 км юго-восточнее Сургута. Программа полета станции «Луна-24» была выполнена полностью.
Миссия «Луна-24» стала последней перед долгим перерывом (вплоть до 1990 года) в исследовании естественного спутника Земли космическими державами, а до момента следующей мягкой посадки китайского аппарата, доставившего на поверхность спутника Земли луноход Юйту, прошло целых 37 лет. Планируется, что следующая отечественная станция, «Луна-25», даст старт новому витку программы изучения Луны, цель этого проекта — проведение исследований в районе южного полюса Луны.
Источник
Чем доставлена станция луна 24
«Луна-24». 9-22 августа состоялся полет АС «Луна-24», доставившей на Землю образцы грунта из Моря Кризисов. Станция «Луна-24» принадлежит к поколению советских автоматических лунных аппаратов, уже дважды доставлявших на Землю образцы лунного грунта и дважды опускавших на поверхность Луны луноходы. Основой конструкции станции является посадочная ступень, используемая на трассе Земля-Луна в качестве перелетного ракетного блока. С помощью этой ступени осуществляются коррекция траектории полета, мягкая посадка станции на поверхность Луны. На ней размещена аппаратура, необходимая для обеспечения перелета к Луне, приборы системы ориентации, управления, радиокомплекса, системы терморегулирования, управления мягкой посадкой, энергопитания. На посадочной платформе размещена ракета «Луна — Земля» с возвращаемым аппаратом, а также смонтировано грунтозаборное устройство. При пуске ракеты «Луна — Земля» посадочная ступень является своеобразным стартовым столом.
В состав ракеты «Луна-Земля» входят возвращаемый аппарат, блок двигательной установки и приборный отсек с системами, обеспечивающими энергопитание и полет ракеты в заданном направлении, проведение измерений для уточнения координат ракеты по мере приближения ее к Земле. Возвращаемый аппарат имеет сферическую форму. Он размещен в верхней части ракеты. Внешняя поверхность его покрыта специальной теплозащитой, предохраняющей аппарат от воздействия высоких температур, возникающих при входе в атмосферу. Внутри возвращаемого аппарата находятся цилиндрический контейнер, предназначенный для размещения образцов грунта, источники питания, элементы автоматики, бортовое программное устройство, парашют, антенны радиопеленгационных передатчиков, наполняемые газом эластичные баллоны и радиопеленгационные передатчики, обеспечивающие обнаружение аппарата при его спуске на парашюте и после посадки на Землю.
Грунтозаборное устройство АС «Луна-24» существенно отличается от аналогичных устройств станций «Луна-16» и «Луна-20». Оно способно бурить лунный грунт самых широких вариаций — от твердых скальных до непрочных пылевидных пород с вкраплением отдельных камней различных размеров. Буровое грунтозаборное устройство состоит из следующих основных частей: буровой головки, буровой штанги с колонкой и механизмом забора грунта, механизма подачи буровой головки, механизма перегрузки керна, контейнера для укладки керна, системы автоматики и контроля. В процессе бурения грунт поступает во внутреннюю полость штанги. Там расположена гибкая трубка — грунтонос и механизм, который подхватывает грунт и удерживает его в виде столбика на протяжении всего процесса бурения. По окончании бурения грунтонос с грунтом извлекается из внутренней полости штанги и наматывается на барабан, размещенный в специальном контейнере. Затем контейнер помещают в герметизируемую капсулу возвращаемого аппарата ракеты «Луна — Земля».
Полет АС «Луна-24» начался 9 августа в 18 час 04 мин. Запуск станции к Луне произведен с орбиты ИСЗ. С целью обеспечения выхода станции в заданную точку окололунного пространства 11 августа была осуществлена коррекция траектории движения. При подлете к Луне 14 августа в 2 час 11 мин было проведено торможение станции, в результате чего она перешла на круговую селеноцентрическую орбиту с параметрами: высота над поверхностью Луны 115 км, наклонение к плоскости лунного экватора 120 °, период обращения вокруг Луны 1 час 59 мин. В соответствии с программой полета 16 и 17 августа проводились коррекции траектории движения. В результате станция стала совершать полет по эллиптической орбите с максимальной высотой над поверхностью Луны 120 км и минимальной высотой 12 км. Для обеспечения посадки станции в расчетный район Луны 18 августа в 9 час 30 мин был включен тормозной двигатель. Снижение станции проходило в режиме управляемого спуска и завершилось в 9 час 36 мин мягкой посадкой в юго-вост. районе Моря Кризисов. Селенографические координаты точки посадки: 12° 45′ с. ш. и 62° 12′ в. д.
Через 15 мин после проверки состояния бортовых систем станции, определения ее положения на лунной поверхности по команде с Земли было включено грунтозаборное устройство. В процессе забора грунта до глубины 120 см использовался режим вращательного бурения, а далее происходила смена способов бурения- с вращательного на ударно-вращательный. Общая глубина бурения составила 225 см . В связи с тем, что оно производилось с наклоном, общее заглубление составило около 2 м.
Космическая ракета станции «Луна-24» с образцами лунного грунта стартовала к Земле 19 августа в 8 час 25 мин. 22 августа она приблизилась к Земле со второй космической скоростью. В расчетное время произошло отделение возвращаемого аппарата. Для слежения за его полетом использовались наземные радиолокационные и пеленгационные средства. В конце участка торможения на высоте 15 км была введена в действие парашютная система. В 20 час 55 мин возвращаемый аппарат АС «Луна-24» совершил посадку в расчетном районе в 200 км юго-вост. Сургута. Доставленные на Землю образцы лунного грунта заканчивают серию проб, характеризующих геологический разрез Море Кризисов (АС «Луна-24»)- его древнее материковое обрамление (АС «Луна-20»)- Море Изобилия (АС «Луна-16»).
В процессе предварительной обработки в приемной лаборатории Ин-та геохимии и аналитической химии АН СССР были получены магнитограмма и рентгенограмма грунтоноса с находящимся в нем грунтом, а после удаления грунтоноса было проведено визуальное описание колонки, ее фотометрическое и рентгеновское изучение. Было установлено, что номинальное погружение буровой коронки в грунт соответствовало 225 см. Фактическая длина колонки составляет около 160 см при общем весе грунта 170 г.
В колонке грунта, доставленного «Луной-24», по цвету реголита можно выделить шесть основных слоев. Все они происходят из районов распространения темных базальтовых (вулканических) пород, заполняющих чашу бассейна Моря Кризисов, но в ряде участков отмечаются также крупные фрагменты интрузивных (застывших на глубине) пород и примесь древнего материкового материала. Изучение отдельных слоев колонки позволит оценить условия и время их формирования. Ученые считают, что в колонке реголита из Моря Кризисов записана история Луны в течение двух-трех миллиардов лет. Поэтому ее исследование поможет найти ответ на очень важные вопросы образования, строения и развития планет Солнечной системы. Л. Лебедев.
Ю.Марков «Курс на Марс»
Аналог возвращаемого аппарата на испытаниях «Луна-24». Следующая попытка доставки образцов космической станцией Е-8-5М №412, десятая в серии, не удалась, из-за отказа «Блока Д», двигатель которого не запустился и не вывел станцию на промежуточную околоземную орбиту. Но следующий запуск станции Е-8-5М №413 был успешным. «Луна-24», ставшая последней в серии космических роботов для автоматического забора и доставки на Землю образцов лунного грунта, стартовала 9 августа 1976 года. 11 августа была проведена коррекция траектории полета к Луне, и 14 августа станция вышла на круговую окололунную 115-км орбиту с наклонением 120°. 17 августа в 02:00:00 по Всемирному времени она была переведена на орбиту 120 кмх12 км, а 18 августа в темное время лунных суток совершила посадку в точке с координатами 12,5° с. ш. и 62,20° в. д. в Море Кризисов (рис. 11.29), всего в 2400 метрах 294 Гл. 11. Достижения космических роботов на фоне «Аполлонов» Рис. 11.28. Фотографии, полученные камерой посадочного аппарата «Луна-20». В верхней части слева и справа — изображения поверхности, на которых виден лунный горизонт; внизу — часть посадочной станции с устройством для взятия образцов грунта (с разрешения НПО им. Лавочкина) от места посадки «Луны-23» и вблизи места посадки «Луны-15». Целью «Луны-24», как представителя усовершенствованной серии Е-8-5М, было получение проб грунта с глубины более 2 м на поверхности маскона в Море Кризисов. Бур смог проникнуть на глубину 2,25 метров под небольшим углом наклона, который обеспечивал вертикальную глубину 2 метра. Образцы были перемещены в капсулу, и затем 19 августа в 05:25 по Всемирному времени взлетная ракета направила ее к Земле. Капсула приземлилась в Сибири в 200 км севернее Сургута 22 августа в 17:53 по Всемирному времени. Масса доставленных образцов пород составила 170,1 граммов. Завершение исследований Луны и начало создания Фото с КА «Луна-24» Запуски автоматических станций «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» позволили получить выдающиеся научные результаты благодаря забору и доставке образцов лунных пород из разных районов Луны и их всесторонним исследованиям в земных лабораториях. Грунт, взятый «Луной-16» (рис. 11.30) в Море Изобилия, представлял собой темный порошкообразный морской базальт, аналогичный полученному «Аполлоном-12» в Океане Бурь. Образцы пород, доставленных «Луной-20» (рис. 11.31) из горного района оказались существенно отличающимися от морского грунта «Луны-16». Они оказались гораздо светлее и содержали больше крупных частиц. Более половины вещества горных пород представляли собой древние анортозиты, в то время как в образцах «Луны-16» их было не более 2%. В двухметровой колонке лунного вещества, взятой «Луной-24» с сохранением 296 Гл. 11. Достижения космических роботов на фоне «Аполлонов» Рис. 11.30. Вверху — возвращаемая капсула космической станции «Луна-16» после приземления. Видны воздушные шары, надутые после посадки, чтобы выставить из капсулы антенны. Внизу — колонка грунта, доставленного «Луной-16» (с разрешения НПО им. Лавочкина и Института геохимии им. Вернадского) стратификации пород, помимо отличий химического состава, были обнаружены напластования, явно указывающие на последовательность процессов их формирования. Проведенный изотопный анализ позволил провести датировку образцов и определить возраст лунных пород из горных и морских областей и лучше понять историю Луны. 11.5. Космические аппараты Е-8-5 297 ^Jrk Рис. 11.31. Вверху — возвращаемая капсула космической станции «Луна-20» после приземления; внизу — возвращаемая капсула космической станции «Луна-24» Наиболее полные космохимические исследования доставленного лунного вещества были проведены учеными Института геохимии и аналитической химии им. Вернадского в Москве и одновременно по инициативе А.П. Виноградова, возглавлявшего Секцию наук о Земле МНТС по КИ, образцы лунного грунта были переданы для физических и химических исследований в целый ряд других организаций. Резуль- 298 Гл. //. Достижения космических роботов на фоне «Аполлонов» таты исследований были опубликованы в многочисленных изданиях. В 1971 году три грамма грунта, полученного «Луной-16», были обменены на три грамма грунта, взятого в ходе программы «Аполлон-11» и три грамма грунта, взятого «Аполлоном-12». Два грамма вещества, полученного «Луной-20», были обменены на один грамм горных пород, доставленных «Аполлоном-15». Был проведен также обмен вещества из колонки «Луны-24» с образцами, доставленными другими экспедициями «Аполлон». Некоторые образцы были подарены советскими учеными лабораториям другим стран, в том числе Франции, Австрии и Чехословакии. Среди других результатов заслуживают внимание данные, полученные при помощи высотомеров в ходе спуска посадочных аппаратов, в частности, «Луны-15», которые позволили оценить среднюю плотность лунной поверхности.
Луна-24 — автоматическая межпланетная станция для изучения Луны и доставки лунного грунта, запуск которой осуществлён с космодрома Байконур 09.08.1976 года. В результате анализа результатов этого полёта было впервые получено убедительное доказательство наличия на Луне воды — значительно раньше, чем в ходе американских аналогичных проектов Clementine (1994) и Lunar Prospector (1998). Грунтозаборное устройство станции было сконструировано Алимовым Олегом Дмитриевичем, ученым в области горного ударного бурения (выпускник машиностроительного факультета Томского политехнического института (ТПУ) 1949 г., декан горно-механического факультета ТПИ, академик АН Киргизской ССР).
Содержание
Космический аппарат
Автоматический комплекс по доставке грунта с Луны «Луна-24» был создан на базе станций «Луна-16» и «Луна-20», но с некоторыми доработками. В частности, в три раза уменьшена заправка водой системы обеспечения теплового режима торового приборного отсека и снят высотомер малых высот «Квант».
Основным же отличием стала замена грунтозаборного устройства. Новое буровое грунтозаборное устройство ЛБ09 состояло из буровой головки, буровой штанги с колонкой и механизмом забора грунта, механизма подачи буровой головки, механизма перегрузки керна и контейнера для укладки керна. В процессе бурения грунт поступает во внутреннюю полость штанги, где расположена гибкая трубка — грунтонос и механизм, который подхватывает грунт и удерживает его в виде столбика на протяжении всего процесса бурения. По окончании бурения грунтонос с грунтом извлекается из внутренней полости штанги и наматывается на барабан, размещенный в специальном контейнере. Затем этот контейнер помещается в герметизируемую капсулу спасаемого аппарата возвратной ракеты.
Максимальная глубина бурения составляла 2,3 метра. В связи с жесткой установкой ГЗУ на корпусе посадочной ступени из состава аппаратуры были исключены телефотометры и светильники. Конструкция возвратной ракеты и спасаемого аппарата остались без изменения за исключением герметизируемой капсулы для размещения грунта, чей диаметр был увеличен с 68 до 100 мм.
Полет
Автоматическая станция «Луна-24» была запущена с космодрома Байконур 9 августа 1976 года в 18 часов 4 минуты 12 секунд с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя «Протон-К». Выход на траекторию полета к Луне был осуществлен с использованием промежуточной околоземной орбиты. 18 августа в заданное время был включен двигатель посадочной платформы и спустя 6 минут в 9 часов 36 минут станция «Луна-24» совершила мягкую посадку в юго-восточном районе Моря Кризисов, в точке с координатами 12° 45′ с. ш. и 62° 12′ в. д. Через 15 минут после проверки состояния бортовых систем станции, определения ее положения на лунной поверхности по команде с Земли было включено грунтозаборное устройство. В процессе забора грунта до глубины 120 см использовался режим вращательного бурения, а далее происходила смена способов бурения — с вращательного на ударно- вращательный. Общая глубина бурения составила 225 см. В связи с тем, что оно производилось с наклоном, общее заглубление составило около 2 метров. Возвратная ракета станции «Луна-24» с образцами лунного грунта стартовала к Земле 19 августа в 8 часов 25 минут.
Главным результатом полета «Луны-24 стала доставка на Землю образцов лунного грунта массой 170 грамм, при этом номинальное погружение буровой коронки в грунт соответствовало 225 см, а фактическая длина колонки составила около 160 см.
Данные о наличии воды на Луне впервые были получены в 1976 г. именно советским аппаратом «Луна-24», но были проигнорированы мировым научным сообществом. Кроме того, то что забор грунта происходил на достаточно большой глубине (более 2 метров, из за наклонного бурения номинальное погружение буровой коронки в грунт сооставило 225 см), резко повышало ценность этих образцов, в отличие от грунта взятого апполонами с поверхности Луны.
По словам профессора Колумбийского университета Арлина Кроттса, опубликовавшего материал о этом в журнале Astronomical Review,
. представление об отсутствии на Луне воды возникло благодаря тому, что ученые считали испорченными образцы грунта, доставленные в ходе американской миссии Аполло. Тогда NASA удалось доставить на Землю около 300 килограммов лунного грунта, но контейнеры с материалом были закрыты негерметично. Из-за этого воду, которую обнаружили во время анализа образцов, ученые посчитали происходящей из земной атмосферы. Кроме того, тогда же было показано, что каналы, которые раньше считались следами лунных рек, на самом деле были образованы потоками магмы. Это открытие закрепило мнение о Луне как о безводной пустыне.
Такое представление в науке продержалось практически до 1994 года, когда аппарат «Клементина» во время радиозондирования получил данные, говорящие о наличии воды под поверхностью Луны. Эти данные были подтверждены аппаратом «Lunar Prospector», запущенным в 1998году по характеристикам нейтронного излучения с поверхности спутника.
Небольшая порция привезённого лунного грунта была передана в НАСА в декабре 1976. «Луна-24» стала последним спутником, запущенным к Луне в СССР. Это также последняя автоматическая станция, совершившая мягкую посадку на Луну.
Посадочная ступень «Луны-24» обнаружена исследователями на снимках LRO в марте 2010 года в 2,3 км от «Луна-23» (которая лежит на боку).
О.Д. Алимов
Алимов Олег Дмитриевич (17.09.1923 г., г. Новосибирск – 22.09.2003 г., г. Кемерово) – ученый в области горной науки, профессор, академик Киргизской Академии наук, доктор технических наук, заслуженный деятель науки, лауреат государственных премий СССР и Киргизской ССР, действительный член Российской Инженерной Академии, Академии Горных наук, Почетный профессор Томского политехнического университета.
Алимов — один из создателей научной школы в области горного машиноведения. Обосновал рациональные параметры конструкций буровых машин, комплексов для проведения восстающих выработок, машин для разработки мёрзлых грунтов; предложил расчёты и конструкции силовых импульсных систем для буровых машин.
Внес большой вклад в разработку научных основ процессов разрушения горных пород, основ конструирования горных машин, комплексной механизации горных работ, силовых импульсных систем, реализованных в машинах и агрегатах для горной, строительной промышленности и машиностроения; в разработку научного направления, связанного с созданием буровых автоматов и роботов для исследования Луны и планет.
Важное значение для развития данного направления имела сформулированная О.Д. и его учеником А.В. Фроловым гипотеза о возможности оценки свойств обрабатываемой среды по реакции бурового автомата на эти свойства, что позволило обосновать параметры и конструкции буровых автоматов – информаторов для космических исследований. Был сделан буровой инструмент, с помощью которого автоматическая станция «Луна-24», совершив 18.08.1976г. мягкую посадку на поверхность Луны в районе Моря Кризисов, 22.08. провела операцию по забору грунта, который был доставлен на землю. Поскольку многие материалы были засекречены и авторы их мало известны, Государственная премия СССР была вручена Алимову в Кремле без широкой огласки.
