Луна-9
Луна-9 — первый советский пилотируемый космический аппарат, который совершил мягкую посадку на поверхности Луны. Благодаря этому исследователям удалось сделать круговую фотопанораму земного спутника.
История проекта
Спустя несколько месяцев после запуска первого спутника, Королёв, собрав свою команду, предложил организовать экспедицию на Луну. Сразу после этого начали выдвигать предложения по поводу того, как доказать, что Советский союз действительно смог добраться до земного спутника.
В итоге прерия сторон прекратил академик Котельников, который предложил снабдить будущий летающий аппарат несколькими передатчиками. Последние должны транслировать постоянный сигнал. Прекращение работы передатчиков стало бы свидетельством того, что запущенный аппарат достиг цели.
Первые попытки отправиться на спутник Земли начали предпринимать в 1958 году. Тогда из-за аварии ракетоносителя потеряли Луну-1А и Луну-1В. Через год запуск космического аппарата состоялся. Однако Луна-1 пролетела мимо спутника, уйдя на расстояние в 6000 километров. Но данный модуль продолжил работу. Луну-1 в будущем использовали как первый научный спутник, который следил за состоянием Солнца.
Осенью 1959 года состоялся первый удачный запуск станции Луна-2, которая смогла достичь поверхности земного спутника. При этом аппарат осуществил жёсткую посадку. То есть данная станция лишь показала, что Советский союз способен достигнуть Луны. Никакой научной информации этот аппарат не собрал.
Позднее было осуществлено ещё несколько запусков, часть которых оказалась неудачной. В этот период на орбиту были выведены спутники, которые сняли обратную сторону Луны и сделали ещё ряд снимков. Последние, в частности, доказали, что небесное тело, как и Земля, имеет круглую форму.
С конца 1965 года при участии ОКБ-1 и Машиностроительного завода им. С.А. Лавочкина началась работа над созданием станции Луна-9. Перед последней поставили 2 задачи: осуществить мягкую посадку и сделать панорамный снимок спутника Земли. Официально Луна-9 была завершена к 31-му января 1966 года, когда состоялся запуск ракетоносителя.
Конструкция
Луна-9 состояла из следующих элементов:
- отсек системы управления;
- двигательная установка;
- вычислительная аппаратура (закреплялась на корпусе);
- радиотелеметрическая система;
- радиовысотомер;
- антенна и фидер;
- системы регулирования температуры, энергопитания и бортовой электроники.
Часть встроенного оборудования, которое управляло подлётом станции к Луне, располагалось в отделяемых отсеках. Также станция включала в себя двигательную установку, состоящую из:
- управляющих моторов;
- топливного бака;
- сферического бака с окислителем, на который крепились все двигатели;
- жидкостного ракетного двигателя.
Такая двигательная установка работала в двух режимах: при коррекции направления полёта и торможении. В обоих случаях менялся характер подачи тяги. При работе основного двигателя могли подключаться верньерные моторы, которые удерживали станцию Луна-9 в заданной точке космического пространства. Последний процесс корректировался с Земли и регулировался с помощью:
- датчиков угловых скоростей;
- оптического блока;
- логических и других устройств;
- микродвигателей, работающих на сжатом газе (непосредственно корректировали ориентацию).
Взаимодействие, продолжительность и другие параметры работы указанных компонентов автоматически регулировались бортовой электроникой.
Отдельные элементы управления, которые корректировали посадку станции Луна-9, располагались в модуле АЛС. Последний, имевший герметичный корпус, содержал:
- химические батареи;
- приёмно-передающую аппаратуру;
- командную радиолинию;
- аппаратуру автоматического управления;
- научное и телеметрическое оборудование.
Также внутри в отдельных блоках располагались системы терморегулирования и передачи данных, счетчики космической радиации. Сверху модуля крепились несколько антенн, двугранные зеркала и телевизионная камера, которая должна была сделать снимки поверхности Луны.
Масса космической станции из-за указанного оборудования и топлива достигала 1583 килограмма. При этом вес АЛС Луна-9, который опустился на поверхность земного спутника, составлял 100 килограмм. Вокруг данного модуля располагались амортизаторы, которые обеспечили мягкую посадку.
Конструкция Луна — 9
Полет
Запуск станции Луна-9 состоялся 31-го января 1966 года с космодрома «Байконур». Полёт был разделён на 4 этапа:
- Вывод спутника на земную орбиту.
- Запуск ракетного блока с переводом спутника на траекторию, по которой Луна-9 должна была достигнуть намеченной цели.
- Коррекция движения (произошла спустя сутки после запуска).
- Снижение, торможение и мягкая посадка.
Скорость на подходе к земному спутнику составляла 2,6 км/ч. Но несмотря на это, тормозящие двигатели выполнили задачу, и аппарат смог мягко сесть на поверхность в районе океана Бурь. На следующий день после завершения полёта станция начала отправлять панорамные снимки Луны на Землю. Всего исследователи провели 7 подобных сеансов, общая продолжительность которых составила 8 часов. Столь длительная трансляция обусловлена несовершенством оборудования того времени, а также большим расстоянием между небесными телами. На передачу одного панорамного снимка уходило 100 минут.
При определении как места, так и времени посадки учитывались дополнительные факторы. Одним из последних было положение Солнца над местным горизонтом. Для облегчения посадки выбрали время, когда звезда располагалась под углом в 3 градуса.
Прилунение
Станция Луна-9 приступила к посадке по достижению высоты в 8300 километров. Этот процесс проходил в несколько этапов. Сначала двигатели стабилизировали положение модуля относительно лунной вертикали. Далее станция приступила к спуску.
По достижению высоты 70-75 километров встроенное оборудование активизировало радиолокационный высотомер, по сигналам которого электроника автоматически надувала амортизационные подушки, отделялись навигационные блоки и запускался основной двигатель. На данном этапе станция спускалась со скоростью 2630 м/с.
Как только модуль достиг высоты 250-265 метров, остановился главный двигатель и включились четыре вспомогательных, закреплённых на кронштейнах. Это позволило уменьшить скорость спуска. В дальнейшем в действие приводились встроенные механизмы, призванные обеспечить мягкую посадку. Модуль оснащался пятиметровой штангой. После касания последней лунной поверхности автоматически отстреливалась посадочная капсула, благодаря чему скорость спуска уменьшилась до 15 м/с.
Надувшиеся воздушные подушки снизили силу удара. После прилунения данные элементы по прошествии четырёх минут самостоятельно разделились по шву, высвободив станцию. Ещё через минуту были развёрнуты продпружиненные лепестки и антенны.
Результаты экспедиции
Первые фотографии, которые отправила Луна-9, показали отсутствие толстого слоя пыли. Это было видно потому, что опустившийся АЛС не погрузился глубоко в грунт. Учёные определили по фотографиям, что поверхность земного спутника преимущественно слабо волнистая.
Бортовая электроника на Луна-9 выявила превышение уровня радиации в 1,58 раза в сравнении с тем, что было зарегистрировано в момент полёта станции. Это означает, что спутник Земли содержит частицы, которые испускают такое излучение. Также было установлено отсутствие заметного магнитного поля, что указывает на отсутствие подвижного ядра.
Луна-9 стала первой пилотируемой станцией, которая:
- совершила мягкую посадку на Луне;
- сделала и передала круговую панораму с лунной поверхности;
- провела сбор научной информации и измерений на Луне с помощью встроенного оборудования.
Эти рекорды были зарегистрированы Международной авиационной федерацией (FAI) через год после посадки.
Экспедиция станции Луна-9 примечательна одной особенностью: первые панорамные фотографии опубликовали не советские учёные, а британские астрономы. Последние, воспользовавшись радиотелескопом Джодрелл Бэнк, перехватили сигнал с космического аппарата и получили изображения спутника. Однако опубликованные фотографии оказались искажёнными. Более точную картинку смогли позднее предоставить советские учёные.
Источник
Мягкая посадка: 50 лет назад межпланетная станция «Луна-9» опустилась на поверхность Луны
ТАСС-ДОСЬЕ /Инна Климачева/. 50 лет назад, 3 февраля 1966 г., советская автоматическая межпланетная станция (АМС) «Луна-9» впервые в истории освоения космического пространства осуществила мягкую посадку на другое небесное тело — Луну. Первым космическим аппаратом, достигшим поверхности Луны, являлась также советская АМС «Луна-2», которая совершила жесткую посадку. Без мягкой посадки было невозможно проведение исследований на поверхности небесного тела, а также осуществление пилотируемых полетов (советская программа по отправке человека на Луну не была осуществлена и закрыта в 1974 г.).
«Луна-9» предназначалась для осуществления мягкой посадки на поверхность Луны и получения панорамы лунной поверхности.
История проекта
10 декабря 1959 г. первый секретарь ЦК КПСС и председатель Совета министров СССР Никита Хрущев подписал постановление «О развитии исследований космического пространства», которое помимо главной задачи — осуществления полета человека в космос, предусматривало, в частности, исследования Луны.
Разработка автоматических межпланетных станций велась в ОКБ-1 (ныне Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева, г. Королев Московской обл.) под руководством генерального конструктора Сергея Королева. Властями СССР была поставлена задача достижения поверхности Луны и получения данных о ее поверхности.
В 1961 г. ОКБ-1 начало разработку проекта, получившего название «Е6» (второе поколение автоматических лунных станций) и предусматривающего мягкую посадку на Луну. В период с января 1963 г. по декабрь 1965 г. было проведено 11 испытательных пусков, на которых отрабатывались бортовые системы станции. Не выполнили мягкую посадку также и миссии аппаратов «Луна-4, -5, -6, -7, -8».
С конца 1965 г. в связи с загруженностью ОКБ-1 к работам по проекту был привлечен Машиностроительный завод им. С.А. Лавочкина (ныне НПО им. С.А. Лавочкина, г. Химки Московской обл.), где была конструктивно доработана и изготовлена АМС «Луна-9». Техническим руководителем проекта являлся заместитель директора завода, главный конструктор и начальник ОКБ предприятия Георгий Бабакин.
Характеристики
АМС состояла из двигательной установки, предназначенной для коррекции полета и торможения при посадке, сферического блока баков, включающего герметичный отсек системы управления, два сбрасываемых навесных отсека системы астроориентации «Юпитер» и радиовысотомера больших высот, а также главной полезной нагрузки — самой лунной станции.
Стартовая масса космического аппарата составляла 1583,7 кг.
Автоматическая лунная станция, которая весила 100 кг, представляла собой герметичный контейнер сферической формы. На ее внешней стороне были установлены оптико-механическая телекамера и счетчики радиации. Верхняя полусфера лунной станции во время перелета закрывалась четырьмя лепестковыми антеннами, которые раскрывались после посадки. Сама станция со всех сторон была защищена амортизаторами посадочного устройства. Оно было выполнено в виде двух надувных баллонов-амортизаторов для смягчения удара о лунную поверхность.
В состав научной аппаратуры входили:
— оптико-механическая телевизионная камера с цилиндрическим иллюминатором (время передачи одной панорамы составляло 100 минут);
— гамма-спектрометр (для исследования интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверхности);
— прибор для регистрации ионизирующего излучения.
Запуск и полет
АМС была выведена на промежуточную околоземную орбиту 31 января 1966 г. с космодрома Байконур ракетой-носителем «Молния-М» с разгонным блоком «Л».
При подходе к Луне скорость ее движения составляла 2,6 км/с.
3 февраля «Луна-9» осуществила мягкую посадку на поверхность Луны в районе океана Бурь — западнее кратеров Рейнер и Марий. На следующий день по команде с Земли станция начала обзор лунного ландшафта и передачу его панорамного изображения. Со станцией было проведено 7 сеансов связи общей продолжительностью более 8 часов.
Итоги миссии
Главным результатом миссии «Луны-9» стала первая в мире мягкая посадка космического аппарата на поверхность Луны и передача на Землю первых телепанорам лунной поверхности. Кроме того, в ходе ее полета уточнено расположение внешнего радиационного пояса вокруг Земли, установлено отсутствие заметного магнитного поля Луны и лунных радиационных поясов. По полученным снимкам определены особенности микрорельефа лунной поверхности.
Автоматической станцией были установлены рекорды, зарегистрированные и подтвержденные дипломами Международной авиационной федерации (FAI) в 1967 г. Это – мягкая посадка на поверхность Луны, передача первой в мире круговой фотопанорамы лунной поверхности в районе посадки, а также проведение научных исследований и измерений с помощью автоматического космического аппарата непосредственно на ее поверхности.
Советские АМС серии «Луна»
После «Луны-9», в марте того же года была запущена 10-я АМС, которая стала первым искусственным спутником Луны. Станции следующего поколения «Луна-16» (1970), «Луна-20» (1972) и «Луна-24» (1976) впервые в мире обеспечили в автоматическом режиме забор лунного грунта и его доставку на Землю. Самоходный аппарат «Луноход-1» (доставлен станцией «Луна-17») первым в истории освоения космического пространства в 1970-1971 гг. совершил длительное многокилометровое путешествие по Луне.
Всего в 1959-1976 гг. в рамках советской лунной программы было осуществлено 24 запуска автоматических станций серии «Луна».
Источник
Луна-9 — Жесткий путь к мягкой посадке
В один из осенних дней 1957 года, после запуска первого спутника, Королёв собрал совещание, посвященное лунной проблеме, на котором обсудил с коллегами и соратниками лунную программу на ближайшие годы. Только-только запущен первый спутник, ещё готовится запуск второго, а уже началось обсуждение посадки на Луну. Первая задача стояла просто: всего лишь попасть в спутник Земли. При этом мало было в неё попасть — факт попадания надо было как-то зафиксировать, чтобы мировая общественность прониклась очередным подвигом советской космонавтики.
Предложения выдвигались самые разные. Сначала хотели окрасить значительную часть видимой стороны Луны в голубой цвет. Но по предварительным подсчетам для этого надо было забросить на неё около двухсот килограмм краски, что в то время было нереально. Потом кто-то предложил произвести ядерный взрыв на поверхности — все заметят. Но масса ЯУ составляла, опять же, 200-500 килограмм.
Затем академик Котельников предложил поставить на аппарате два-три передатчика, которые будут излучать частоту в течение всего полета на Луну до удара о её поверхность. Таким образом, факт одновременного прекращения передач будет свидетельствовать о попадании в цель. Он также предложил создать спутник Луны для фотографирования её видимой и невидимой сторон. Помимо текущих дел Котельников озвучил проект аппарата, который в будущем будет перемещаться по поверхности Луны.
Штурм Луны начался 23 сентября 1958 года. Но Луна-1А была утеряна из-за аварии ракеты-носителя . За бугор по тем же причинам отправились и Луна-1В (11 октября 1958 г.), и 1С (4 декабря 1958 г.).
Более-менее удачный запуск состоялся 2 января 1959 года, когда с Байконура отправилась Луна-1 , которая промахнулась мимо Луны на 6000 километров. Она стала первым искусственным спутником Солнца и выполнила большую (на тот момент) научную программу.
18 июня 1959 года отправилась в путь Луна-2А , которая снова из-за аварии ракеты-носителя ушла за бугор. Тут стоит отметить, что официально неудачных пусков не существовало. По идиотским причинам всеобщего и тотального засекречивания все аварийные пуски либо замалчивались, либо (если КА вышел на орбиту) назывались очередным КА серии « Космос ». Скрывалось это от собственного населения, так как в Советском космосе неудач быть не могло. С той стороны границы, естественно, всё знали, потому что скрыть факт пуска было невозможно. Но официально на тот момент, несмотря на уже пять пусков, существовала только Луна-1.
Наконец, 12 сентября 1959 года была запущена Луна-2 , которая 14 сентября впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Ясности вблизи кратеров Аристид, Архимед и Автолик. На неё был доставлен вымпел с изображением герба СССР.
Итого на осуществление программы попадания в Луну был затрачен почти год и проведено 6 пусков, из которых 4 были аварийными.
Добавление от Игоря Лиссова: Добавлю, что первым советским лунным аппаратом с именем собственным стала «Луна-4» в 1963 г. Три предыдущих успешных станции имен не имели — два фигурировали в газетах как «Советская космическая ракета» и «Вторая советская космическая ракета», а третья и вовсе зубодробительно — «Третья советская космическая ракета с автоматической межпланетной станцией». Чуть позже появилась и славная традиция объявлять аварийный орбитальный пуск как очередной — успешный, ясен пень! — запуск спутника серии «Космос». Первым из них стал «Космос-21» в ноябре 1963 г. Именно поэтому я категорически против использования дурацких имен типа «Луна-4A/B/C», которые присваивались необъявленным аварийным пускам в иностранных источниках — и списываются оттуда по сей день активистами Википедии. Уже потому, что при этом под одним «именем» объединяются совершенно разные по назначению и конструкции изделия. Реальные обозначения и заводские номера всех изделий известны, и лучше использовать их, давая в скобках официально объявленное название.
Следующим этапом было фотографирование обратной стороны Луны. Для этой миссии было произведено три пуска, из которых программа полета была выполнена только в первом — Луна-3 (пуск 4 октября 1959 года), а 7 октября были сделаны первые в мире снимки обратной стороны Луны. У Чертока написано, что качество снимков было таким, что мы доказали, что Луна круглая. Остальные два пуска для фотографирования (Луна-4А, 15 апреля 1960, и 4В, 19 апреля 1960) были снова неудачными из-за ракеты-носителя.
Теперь же пора было приступать к мягкой посадке на поверхность. Это программа получила название Е-6 . Старт был дан 4 января 1963 года, когда ракетоноситель « Молния » вывел на околоземную орбиту КА Луна-4С . В сторону цели аппарат так и не стартовал из-за аварии на борту. Потребовалось ещё 11 пусков, чтобы Луна-9 , запущенная 31 января 1966 года, наконец, прилунилась, т.е. совершила мягкую посадку на Луну 3 февраля.
Подробнее об этом вы можете прочитать в википедии (там, правда, часть пусков пропущена) или в 4 главе ( Жесткий путь к мягкой посадке ) третьей книги «Ракеты и люди» Б.Е. Чертока.
Давайте посмотрим на лабораторные работы No.25 и 25а, которые делаются на каких-то остатках КА Луна-9.
Краткая справка:
«Луна-9» — советская автоматическая межпланетная станция для изучения Луны и космического пространства. 31 января 1966 года осуществлён пуск ракеты-носителя «Молния», которая вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-9». Станция первоначально была выведена на опорную околоземную орбиту с параметрами: наклонение орбиты — 52°; период обращения — 88 мин.; минимальное расстояние от поверхности Земли (в перигее) — 170 км; максимальное расстояние от поверхности Земли (в апогее) — 220 км, а затем стартовала в сторону Луны. 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 общей продолжительностью более 8 часов. Во время этих сеансов АМС передавала панорамное изображение поверхности Луны вблизи места посадки. Масса АЛС после посадки — около 100 кг.
Источник