Первые на Луне: как Советский Союз обогнал в космосе американцев
Бытует мнение, что астронавты «Аполлон-11» первыми подробно изучили поверхность Луны и получили ценные научные данные. Однако это далеко не так. Задолго до высадки американских астронавтов на поверхность спутника Земли, советские ученые совершили невозможное — 12 сентября 1959 состоялся запуск космического корабля с межпланетной станцией «Луна-2», которой было суждено стать первопроходцем в изучении Луны.
Лунно-ракетная соната
21 июля 1969 года американские астронавты Нил Армстронг и Баз Олдрин впервые прогулялись по Луне. Важность этого достижения сложно переоценить — колоссальный прорыв, торжество инженерии и науки способствовали доставке человека на поверхность другого небесного тела. За триумфом американской нации скрывалось одно маленькое, но очень важное обстоятельство — американцы никогда не были первопроходцами в изучении Луны. Задолго до посадки лунного модуля первыми особенности спутника Земли изучили советские автоматические межпланетные станции «Луна».
Помимо доказательства того, что советская наука находится на пике технологического прогресса, специалистами в области ракетостроения и космонавтики двигал и сугубо научный интерес. Но для реального полета у советских ученых было гораздо больше догадок, чем просчитанных и подтвержденных данных. Перед советской наукой стояло сразу несколько сверхсложных задач, ведь запуск первого искусственного спутника Земли в 1957 году был мероприятием хоть и запланированным, но по большей части экспериментальным. Бросок к Луне в свою очередь предполагал не только вывод космического аппарата на орбиту Земли, но и спринт на 380 тысяч километров в совершенно незнакомом направлении.
Несмотря на сложность выполняемой задачи, принципы советской лунной программы патриархи отечественной науки Сергей Павлович Королев и академик Мстислав Всеволодович Келдыш сформулировали довольно просто: оказаться на поверхности Луны, изучить ее особенности и получить подробные фотоснимки. Для реализации полета Королев практически сразу предложил схему с использованием трехступенчатой ракеты. Правда, первые пуски «королевской» Р-7, модернизированной под условия работы в космическом пространстве и особую полезную нагрузку, в 1958 году успехом не увенчались — из-за недостатков конструкции ракета-носитель взрывалась спустя две-три минуты после отрыва от стартового стола.
«Семерка все-таки изделие военное, и адаптация в тех условиях под научные проекты требовала значительных изменений. Дело все заключалось не столько в объеме работ, сколько в сложности вспомогательного оборудования. Ну и плюс ко всему — это все же первый опыт советских ракетчиков в создании техники такого типа. Со всеми вытекающими отсюда последствиями и сложностями», — пояснил в интервью телеканалу «Звезда» кандидат технических наук, инженер-ракетостроитель Олег Куликов.
Однако в соревновании за право первыми оказаться на Луне неважно выступали и американцы. Талантливый эмигрант-ракетостроитель Вернер Фон Браун не мог обеспечить американское лидерство в лунной гонке — космические аппараты «Пионер-1», «Пионер-2» и «Пионер-3» гибли один за другим при взрыве ракеты-носителя, либо не выводились за пределы орбиты Земли из-за отказа двигателей одной из ступеней.
Цена успеха
Изнурительная и кропотливая работа над системами управления и бортовой электроникой позволила советским ученым 4 января 1959 года осуществить первый в истории человечества пролет в непосредственной близости от Луны. Через 34 часа после запуска межпланетная станция «Луна-1» оказалась на расстоянии в 6 тысяч километров от поверхности Луны, закрепив за Советским Союзом звание первой космической державы.
Помимо первого в истории человечества выхода космического аппарата на гелиоцентрическую орбиту, советские ученые получили целый массив научных данных для следующих полетов далеко за пределы родной планеты. Удалось с высокой степенью точности сформировать представление о границах внутреннего и внешнего радиационных поясов Земли, получить первые данные о солнечном ветре и укрепиться во мнении, что у Луны практически полностью отсутствует магнитное поле.
Практически одновременно с советскими специалистами свои попытки «достать до Луны» не переставали предпринимать и американские ученые. Наиболее удачной оказался запуск аппарата «Пионер-4» в марте 1959-го. Несмотря на то, что первоначальной цели — первыми попасть на поверхность Луны — специалисты из США так и не достигли, аппарат прошел на расстоянии в 60 тысяч километров от Луны и практически повторил успех советской межпланетной станции «Луна-1», успешно «оседлав» околосолнечную орбиту.
Тем не менее первым на поверхности Луны оказался советский космический аппарат «Луна-2», спроектированный в легендарном ОКБ-1. Запущенный 12 сентября научный модуль с советским вымпелом внутри небольшого грузового контейнера совершил жесткую посадку на поверхности Луны и навсегда «застолбил» за СССР первенство в области освоения объектов за пределами Земли. Помимо самого факта доставки космического аппарата на Луну, были также подтверждены и другие научные гипотезы.
Теперь практически с абсолютно точностью можно было утверждать, что у Луны нет собственных радиационных поясов, аналогичных по своей природе, структуре и воздействию земным, и есть точные доказательства отсутствия у искусственного спутника Земли собственного магнитного поля. Историческая по своему значению миссия была завершена, однако «королевцы» и не думали останавливаться на достигнутом. Единственной загадкой как для Королева лично, так и для всех специалистов, занятых в работе над лунными проектами, оставалась плотность и особенности лунного грунта, который в большинстве случаев ученым представлялся в виде мелкодисперсной пыли. С целью более тщательного изучения лунного грунта и поверхности в целом было решено совершить серию запусков космических аппаратов с мощной фотоаппаратурой на борту.
Луна твердая
Важнейшим этапом плана Королева было передать на Землю снимки обратной, темной, стороны Луны. Для этих целей, с учетом всего накопленного опыта, в октябре 1959 года, через месяц после триумфа советской космической промышленности и «попадания» в Луну, был запущен космический аппарат «Луна-3», практически целиком состоявший из аппаратуры для фотографии, проявки и сканирования прямо на борту. 7 октября, через трое суток после старта, аппарат впервые в истории прошел над темной стороной Луны на расстоянии около 65 тысяч километров. Даже несмотря на то, что из 29 сделанных снимков удалось принять всего 17 — это был колоссальный успех ученых и промышленности. Впервые советские ученые получили в свое распоряжение уникальные снимки поверхности Луны, которых не было больше ни у кого.
Американцам же в упражнении «стрельба в сторону Луны» по-прежнему не везло. С 1959 по 1962 специалисты NASA шесть раз терпели неудачи при попытках «забросить» собственные «Рейнджеры» и «Пионеры» на поверхность спутника Земли, а в 1960 году дважды с пусками не повезло и советским специалистам. Однако небольшие неудачи затмило другое, историческое и не подвергаемое ни малейшему сомнению достижение — первый пилотируемый полет советского космонавта Юрия Гагарина 12 апреля 1961, едва не поставивший крест на американской лунной программе. Однако следующие пять лет были для советской науки не самыми простыми. Американские специалисты заметно наращивали темп — активно дорабатывали космические аппараты, совершенствовали ракеты-носители и в 1962 году получили первые, аналогичные советским, результаты доставки космического аппарата на поверхность Луны. Однако четкого и однозначного ответа о характере лунной поверхности по-прежнему не было. Ситуация складывалась абсолютно патовая — чтобы совершить посадку на Луну, необходимо знать параметры грунта, а такими данными ни советские специалисты, ни их американские коллеги не располагали.
Исходя из сроков выполнения и сложности задачи, Королев принимает во внимание рекомендации и расчеты советского радиофизика Всеволода Троицкого, который с помощью тяжелейшего с научной точки зрения эксперимента выводит некоторые необходимые для посадки космического корабля параметры. Исходя из расчетов Троицкого, Королев позднее от руки напишет справку, фактически подарившую Советскому Союзу Луну.
«Посадку лунного корабля следует рассчитывать на достаточно твердый грунт типа пемзы», — напишет Королев.
«Для таких расчетов использовали совершенно уникальные с технической точки зрения сооружения, которые называли не иначе, как «искусственная Луна». С помощью радиотелескопа команда исследователей, под руководством Троицкого вычисляла приблизительные параметры лунной поверхности — ее плотность, температуру и. химический состав. С последними двумя параметрами было особенно интересно. Исследователи высчитали, что лунный грунт обладает крайне низкой теплопроводностью, и может почти на 60% состоять из кварца — оксида кремния. Эти расчеты вместе с другими данными легли в основу заключения о плотности грунта», — пояснил в интервью телеканалу «Звезда» историк космонавтики, инженер-ракетостроитель Борис Кочергин.
Исходя из определенных параметров, советскими специалистами была спроектирована принципиально отличная от других автоматическая межпланетная станция «Луна-9», которую снарядили творить историю советской космонавтики на борту ракеты-носителя «Молния-М» 31 января 1966 года. Уже 3 февраля 1966 года МПС совершила успешную мягкую посадку на лунную поверхность в районе океана Бурь, а еще через четыре минуты с аппаратом была установлена радиосвязь. Ценность полученных данных от всех межпланетных станций «Луна» вряд ли когда-нибудь получится измерить деньгами, ведь, помимо первой в истории круговой фотопанорамы Луны, также впервые был налажен процесс детального изучения лунного грунта, в том числе и откровенно небольших (размерами до 1 см) объектов прямо на поверхности.
Триумф науки омрачила лишь гибель ключевой фигуры в истории советской космонавтики. Не дожив буквально пару недель до запуска «Луны-9», скончался Сергей Павлович Королев — человек, отчаянно сражавшийся за советскую космонавтику. Патриарх отечественного ракетостроения и ответственный за все достижения советской космической науки человек так и не узнал, что обе фазы его лунной авантюры удалось реализовать ровно так, как и было запланировано.
Источник
Лунная программа СССР: о чем рассказали рассекреченные документы
В подборке — документы правительства, протоколы совещаний конструкторов, отчеты о проделанной работе и анализе лунного грунта. Материалы можно посмотреть на сайте госкорпорации «Роскосмос» в разделе «Луна на ладони»
Роскосмос к юбилею первой доставки лунного грунта на Землю межпланетной автоматической станцией («Луна-16») впервые опубликовал рассекреченные документы по советской лунной программе.
«Сегодня госкорпорация «Роскосмос» предлагает вашему вниманию новый комплект рассекреченных документов, рассказывающих о подготовке этой [«Луна-16″] исторической миссии», — говорится на сайте госкорпорации.
В подборке размещены документы правительства, протоколы совещаний конструкторов, описания систем и агрегатов ракетно-космического комплекса, а также отчеты о проделанной работе и анализе лунного реголита.
О том, чем похожи советская и российская лунные программы, а также о планах СССР по освоению естественного спутника Земли и реализованных миссиях читайте в материале ТАСС.
12 суток до Луны и обратно
Советская лунная программа зарождалась в условиях космической гонки между СССР и США. В то время как Соединенные Штаты развивали программу «Аполлон» по высадке человека на Луну, Советский Союз воплощал собственную программу по освоению спутника.
Согласно предварительному отчету, первостепенной задачей СССР был облет естественного спутника человеком и возвращение на Землю, исследование физических свойств Луны и съемка её поверхности. Второй этап подразумевал экспедицию космического комплекса «Л-3» на Луну и высадку на поверхность одного космонавта в 1969–1970 годах.
В задачи «Л-3» входило «осуществление посадки на поверхность Луны лунного аппарата с космонавтом, проведение комплекса работ на поверхности Луны по исследованию свойств поверхности, фотографированию района посадки, научным наблюдениям и сбору пород лунного грунта», говорится в документе. Для поддержки миссии на поверхности должен был работать автоматический аппарат Е8. После выполнения необходимых задач космонавт должен был вернуться на Землю. Полное время экспедиции — 12 суток.
Схема перелета посадочных аппаратов типа Е8 и Е8-5 / © Госкорпорация «Роскосмос»
Всего комплекс «Л-3» вмещал двух космонавтов, но только один из них должен был оказаться на поверхности, в то время как американская миссия предусматривала вывод на орбиту комплекса с тремя астронавтами и высадку на поверхность двух из них.
Люди, базы и челнок
Развитие лунной программы в 1970–1985 годах предполагало создание сети обитаемых баз в разных районах естественного спутника Земли, проведение там научных экспериментов и обеспечение транспортной связи. К началу 1970-х годов СССР собирался «обеспечить достаточно продолжительное пребывание космонавтов на Луне примерно 15–20 суток с тем, чтобы можно было провести необходимый объем работ по исследованию района посадки, приобретения опыта проведения человеком различных исследовательских работ и т.д.».
Искусственные спутники и автоматические станции были нужны для решения самостоятельных научных задач и обслуживания обитаемых станций. Эти средства «должны функционировать как во время пребывания экспедиций на Луне, так и между экспедициями, и создание их должно быть предусмотрено в начале 70-х годов», уточняется в отчете.
В частности, спутники на орбите Луны могли создать карты, изучить строение и состав пород поверхности, обеспечить связь между удаленными базами. Часть этих задач должен был решить тяжелый спутник. На поверхность Луны СССР хотел доставить передвижные, астрономические, гелиографические, геофизические и связные станции в 1972–1975 годах, причем вес фототелескопов мог достигать 580 кг, а диаметр планетных телескопов — от 500 мм до 1,5 м. Все это, убеждены авторы отчета, позволило бы исследовать планеты и их атмосферы, вести метеорологические исследования.
Макет ракеты-носителя Н-1 в Центральном научно-исследовательском институте машиностроения, 1993 год / © Альберт Пушкарев/ТАСС
Для пилотируемых экспедиций предлагалось создать ракетно-космический комплекс «Л-3М» (модернизация «Л-3»), который сможет находиться на Луне до 20 суток, и начать его эксплуатацию с 1973 года. По задумке, комплекс состоял из двух частей — посадочной (в составе экипажа три человека) и орбитальной (экипаж — два человека). Выводить его на орбиту должна была ракета-носитель «Н-1».
«Создание на Луне баз с длительным временем существования предположительно можно отнести к периоду 1980–1985 годов», — говорится в отчете.
Одна из главных задач для обеспечения жизнедеятельности лунных баз — транспортное сообщение. Она могла решиться с помощью многоразовых транспортных кораблей, которые смогли бы летать по трассе между орбитами около Луны, то есть «выполнять роль парома». Для полета на Землю, считают ученые, могли бы использоваться многоразовые «челночные корабли», с помощью которых можно было бы доставлять как грузы, так и членов экипажа.
Реализованные миссии
Первая автоматическая станция на естественный спутник Земли («Луна-1») была запущена 2 января 1959 года. Однако из-за ошибки в циклограмме она не смогла достичь поверхности небесного тела. Но несмотря на это, аппарат выполнил научные задачи — зарегистрировал внешний радиационный пояс Земли, провел прямые измерения солнечного ветра и стал первым искусственным спутником Солнца.
Автоматическая станция «Луна-2» / © Валентин Черединцев/ТАСС
Первый в истории человечества аппарат, который достиг поверхности Луны, — советская автоматическая станция «Луна-2». По отношению ко многим задачам советских аппаратов, которые отправлялись на поверхность естественного спутника Земли или его орбиту, можно было сказать, что они выполнялись впервые. Так, «Луна-3» впервые в истории сфотографировала обратную сторону естественного спутника Земли, а «Луна-9» — сняла первую телепанораму. «Луна-13» первой в истории провела инструментальное исследование плотности и прочности поверхностного слоя лунного грунта, а «Луна-16» не только достигла поверхности небесного тела, но и доставила на Землю лунный грун (реголит) — 101 г.
Лунный грунт, доставленный автоматической станцией «Луна-16», 1970 год / © Вольгемут А.,Устинов Ю.,Шеффер В./ТАСС
Последняя советская автоматическая станция на Луну («Луна-24») была запущена в 1976 году. По итогам этой миссии на Землю удалось доставить 170 г грунта.
В советское время реализовать большую часть лунной программы не удалось. Отчасти из-за недостатка финансирования, отчасти из-за отсутствия двигателей достаточной мощности.
Современная лунная программа
В 2021 году Россия возобновит лунную программу, причем некоторые включенные в нее идеи перекликаются с советскими. В частности, как и во времена СССР, общая концепция подразумевает исследование естественного спутника Земли сначала автоматическими и орбитальными аппаратами. Только после этого на Луну в экспедицию должен полететь человек, а в дальнейшем планируется возведение обитаемых баз.
Так, в 2021 году на поверхность естественного спутника Земли с космодрома Восточный отправится автоматическая станция «Луна-25». Планируется, что аппарат осуществит посадку недалеко от кратера Богуславского и проведет исследования в районе Южного полюса Луны. В 2024 году Роскосмос планирует отправить на орбиту к естественному спутнику Земли аппарат «Луна-26». Затем будет запущен тяжелый аппарат «Луна-27», который начнет бурение реголита и проведет научную работу на поверхности.
Первая высадка космонавтов на поверхность Луны запланирована на 2030 год. Члены экипажа, как это предполагалось в советское время, в первую очередь проведут эксперименты на поверхности — прикладные научные исследования.
После этого планируются регулярные миссии на Луну и развертывание там постоянной базы. Правда, если в программе СССР их должно было быть несколько, то сейчас РФ рассматривает только одну и развернуть её планирует к 2035 году. Во время регулярных миссий на поверхности естественного спутника Земли будут размещены «ретрансляторы, энергетические модули, роботизированные системы», говорится в материалах, представленных ЦНИИмаш.
Еще одна инициатива Роскосмоса, которая необходима для обеспечения работы обитаемых баз, — своеобразный симбиоз советского «парома» и «челнока» — лунный лифт. Как пояснил ранее генеральный директор госкорпорации Дмитрий Рогозин, это будет аппарат, который отделяется от корабля, находящегося на лунной орбите, обеспечивает безопасную мягкую посадку, а по окончании миссии взлетает с поверхности, выходя на орбиту Луны, производит стыковку с кораблем, разгон и отрыв от орбиты Луны и возвращение на Землю.
Также российские ученые предлагают в конце 2020-х — начале 2030-х годов начать строительство на Луне астрофизических обсерваторий. В апреле 2019 года Рогозин предположил, что наилучшим местом для размещения научной базы является обратная сторона Луны, поскольку «там полный ноль индустриальных шумов». Как следует из опубликованных на сайте госкорпорации материалов, Советский Союз также собирался размещать научную базу на естественном спутнике Земли.
В этот раз вести освоение Луны РФ собирается не одна. В конце июля генеральный директор Роскосмоса Дмитрий Рогозин отметил, что Россия будет вести освоение Луны и строительство научной базы на естественном спутнике Земли вместе с Китаем.
Обложка: Автоматические межпланетные станции «Луна-13» и «Луна-10» на предприятии «НПО им. С.А. Лавочкина» /© Гавриил Григоров/ТАСС
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Теперь мои статьи можно прочитать и на Яндекс.Дзен-канале.
👉🏻 Подпишитесь на рассылку
Один раз в день Вам на почту будут приходить материалы Николая Старикова, достойные внимания. Можно отписаться в любой момент.
Отправляя форму, Вы даёте согласие на обработку и хранениe персональных данных (адреса электронной почты) в полном соответствии с №152-ФЗ «О персональных данных».
НОВАЯ КНИГА
НИКОЛАЯ СТАРИКОВА
Источник