Космические аппараты серии «Луна»

Космические аппараты серии "Луна"«Луна» — наименование советской программы исследования Луны и серии космических аппаратов, запускаемых в СССР к Луне начиная с 1959 года. Космические аппараты первого поколения («Луна-1» — «Луна-3») совершали перелет с Земли к Луне без предварительного выведения на орбиту искусственного спутника Земли, проведения коррекций на траектории Земля — Луна и торможения вблизи Луны. Аппараты осуществили пролет Луны («Луна-1»), достижение Луны («Луна-2»), ее облет и фотографирование («Луна-3»). Космические аппараты второго поколения («Луна-4» — «Луна-14») запускались с использованием более совершенных методов: предварительного выведение на орбиту искусственного спутника Земли, затем старт к Луне, коррекции траектории и торможение в окололунном пространстве. При запусках отрабатывались полет к Луне и посадка на ее поверхность («Луна-4» — «Луна-8»), мягкая посадка («Луна-9» и «Луна-13») и перевод на орбиту искусственного спутника Луны («Луна-10», «Луна-11», «Луна-12», «Луна-14»). Более совершенные и тяжелые космические аппараты третьего поколения («Луна-15» — «Луна-24») осуществляли перелет к Луне по схеме, используемой аппаратами второго поколения; при этом для увеличения точности посадки на Луну предусмотрена возможность проведения нескольких коррекций на траектории полета от Земли к Луне и на орбите искусственного спутника Луны. Аппараты «Луна» обеспечили получение первых научных данных о Луне, отработку мягкой посадки на Луну, создание искусственных спутников Луны, взятие и доставку на Землю проб грунта, транспортировку на поверхность Луны лунных самоходных аппаратов. Создание и запуск разнообразных автоматических лунных аппаратов является особенностью советской программы исследования Луны.

«Луна-1» — первый в мире космический аппарат, запущенный в район Луны 2.1.1959. Пройдя вблизи Луны (5-6 тыс. км от ее поверхности) 4.1.1959, аппарат вышел из сферы действия земного тяготения и превратился в первый искусственный спутник Солнца. Конечная масса последней ступени ракеты-носителя с космическим аппаратом «Луна-1» 1472 кг (масса контейнера с аппаратурой 361,3 кг). На аппарате размещались радиоаппаратура, телеметрическая система, комплекс научных приборов и другое оборудование, предназначенное для изучения интенсивности и состава космических лучей, газовой компоненты межпланетного вещества, метеорных частиц, корпускулярного излучения Солнца, магнитного поля. На последней ступени ракеты-носителя была установлена аппаратура для создания натриевого облака — искусственной кометы. При полете «Луны-1» впервые была достигнута вторая космическая скорость и получены сведения о радиационном поясе Земли и космическом пространстве. В мировой печати космический аппарат «Луна-1» получил название «Мечта».

Космические аппараты серии "Луна"«Луна-2» — космический аппарат, впервые в мире совершивший перелет с Земли на другое небесное тело. Запущен 12.9.1959. Аппарат «Луна-2» и последняя ступень ракеты-носителя 14.9.1959 достигли поверхности Луны (район Моря Ясности, вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик) и доставили вымпелы с изображением Государственного герба СССР. Конечная масса космического аппарата с последней ступенью ракеты-носителя 1511 кг (масса контейнера с научной и измерительной аппаратурой 390,2 кг). Исследования, проведенные с помощью «Луны-2», показали, что Луна практически не имеет собственного магнитного поля и радиационного пояса.

Космический аппарат «Луна-3» запущен 4.10.1959. Конечная масса последней ступени ракеты-носителя с космическим аппаратом 1553 кг (масса научной и измерительной аппаратуры с источниками питания 435 кг). Масса аппарата «Луна-3» 278,5 кг. Аппарат имел системы: радиотехническую, телеметрическую, фототелевизионную, ориентации (относительно Солнца и Луны), энергопитания (с солнечными батареями), терморегулирования и комплекс научной аппаратуры. Выведенный на сильно вытянутую эллиптическую орбиту искусственного спутника Земли, космический аппарат обогнул Луну и прошел на расстоянии 6200 км от ее поверхности. 7.10.1959 во время сеанса фотографирования (двумя аппаратами с длинно- и короткофокусным объективами) была заснята почти половина поверхности Луны (одна треть — в краевой зоне, две трети — на обратной невидимой с Земли стороне). После проявления пленки на борту космического аппарата изображения были переданы с помощью фототелевизионной системы на Землю. Максимальное удаление «Луны-3» от Земли в апогее составило 480 тыс. км. Совершив 11 оборотов вокруг Земли, аппарат вошел в земную атмосферу и прекратил существование.

«Луна-4» — «Луна-8» запущены в 1963-1965 гг. для дальнейших исследований Луны и решения задачи обеспечения мягкой посадки космического аппарата на поверхность Луны. При этих полетах была завершена экспериментальная отработка комплекса систем: астроориентации, управления движением и бортовой радиоаппаратурой, электропитания, терморегулирования, радиотехнического комплекса и других. Масса космических аппаратов 1422-1552 кг.

«Луна-9» — космический аппарат, впервые в мире осуществивший мягкую посадку па Луну; запущен 31.1.1966. Во время полета к Луне, продолжавшегося 3,5 суток,была проведена коррекция траектории полета. На высоте 75 км от поверхности Луны (за 48 с до посадки) была включена двигательная установка, которая обеспечила гашение скорости с 2600 м/с до нескольких м/с. Спускаемый аппарат «Луны-9» совершил посадку 3.2.1966 в Океане Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 64°22′ з. д. и 7° 08′ с. ш. С космическим аппаратом было проведено 7 сеансов радиосвязи общей продолжительностью свыше 8 ч для передачи научной информации. Телевизионные изображения поверхности Луны передавались в течение четырех сеансов при различных условиях освещенности. Длительность активного существования аппарата на поверхности Луны составила 46 ч 58 мин 30 с. Панорамы лунной поверхности, полученные при различных высотах Солнца над горизонтом (7, 14, 27 и 41°), дали возможность изучить микрорельеф лунного грунта, определить размеры и форму впадин и камней. Космический аппарат «Луна-9» состоял из спускаемого аппарата (масса 100 кг), предназначенный для работы на поверхности Луны, отсеков с аппаратурой систем управления, астроориентации, радиосистем и двигательной установки для коррекции и торможения перед посадкой. Общая масса «Луны-9» после отделения от разгонной ступени ракеты-носителя равна 1583 кг. В состав спускаемого аппарата входил герметичный приборный отсек, в котором были размещены ТВ аппаратура, аппаратура радиосвязи, программно-временное устройство, научная аппаратура, системы энергопитания и терморегулирования. Приборный отсек оснащен амортизаторами (надувные баллоны), антеннами и другим. Изображения лунной поверхности, переданные «Луной-9», и успешная посадка космического аппарата на Луну имели большое значение для дальнейших полетов к Луне, включая полеты человека.

Космические аппараты серии "Луна"«Луна-10» — первый искусственный спутник Луны; запущен 31.3.1966. Масса космического аппарата после отделения от ракеты 1582 кг, масса лунного спутника, выведенного 3.4.1966 на орбиту искусственного спутника Луны, 240 кг. На нем имелась научная аппаратура: гамма-спектрометр для исследования интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверхности, прибор для изучения радиационной обстановки вблизи Луны, аппаратура для изучения солнечной плазмы, приборы для регистрации инфракрасного излучения поверхности Луны, регистратор метеорных частиц. ИСЛ «Луна-10» активно существовал 56 суток совершив 460 оборотов вокруг Луны. Проведено 219 сеансов радиосвязи, получены информация о гравитационном и магнитном полях Луны, магнитном шлейфе Земли, косвенные данные о химическом составе и радиоактивности поверхностных пород Луны.

«Луна-11» — второй ИСЛ; запущен 24.8.1966. Масса космического аппарата 1640 кг. 27.8.1966 аппарат вышел на окололунную орбиту. За 38 суток активного существования проведено 137 сеансов связи и совершено 277 витков вокруг Луны. Научная аппаратура позволила продолжить исследования, начатые космическим аппаратом «Луна-10».

«Луна-12» — третий советский ИСЛ; запущен 22.10.1966. Масса космического аппарата 1620 кг. 25.10.1966 аппарат «Луна-12» вышел на орбиту искусственного спутника Луны. Активно существовал 85 суток совершив 602 витка. Кроме научной аппаратуры, на борту находилась фототелевизионная система, с помощью которой получены крупномасштабные изображения участков лунной поверхности.

«Луна-13» — второй космический аппарат, совершивший мягкую посадку на Луну; запущен 21.12.1966. Масса 1620 кг. 24.12.1966 спускаемый аппарат (масса 112 кг) совершил мягкую посадку в районе Океана Бурь в точке с координатами 62°03′ з. д. и 18°52′ с. ш. Спускаемый аппарат был оснащен: механическим грунтомером-пенетрометром для определения прочности наружного слоя грунта; радиационным плотномером; динамографом для регистрации длительности и значения перегрузки, возникающей при посадке станции; приборами для измерения теплового потока от лунной поверхности; счетчиками для регистрации корпускулярного излучения. На Землю передано 5 панорам лунной поверхности, снятых при различных высотах Солнца над горизонтом — от 6 до 38°.

«Луна-14» — четвертый советский ИСЛ; запущен 7.4.1968. Систематические длительные наблюдения за изменением параметров орбиты позволили уточнить соотношение масс Земли и Луны и данные о гравитационном поле Луны и ее форме. Изучались космические лучи и потоки заряженных частиц, идущих от Солнца, условия прохождения и стабильность радиосигналов, передаваемых с Земли на космический аппарат и обратно при нахождении аппарата в разных точках орбиты и при заходах за лунный диск, проводилась юстировка наземных средств радиосвязи.

«Луна-15» — пятый советский ИСЛ; запущен 13.7.1969. Первый космический аппарат третьего поколения. Масса 5700 кг. После выхода на селеноцентрическую орбиту проведены 2 коррекции орбиты. Проводились научные исследования в окололунном пространстве, испытывались новые навигационные системы; получена информация о работе новых систем станции. По завершении программы на 52-м витке 21 июля была включена двигательная установка, космический аппарат сошел с орбиты и достиг поверхности Луны.

Космические аппараты серии "Луна"«Луна-16» — космический аппарат, совершивший рейс Земля-Луна-Земля и доставивший на Землю образцы лунного грунта; запущен 12.9.1970. 17 сентября аппарат вышел на круговую селеноцентрическую орбиту. Масса 5727 кг, при посадке на Луну 1880 кг. Космический аппарат состоял из двух основных частей — унифицированной посадочной ступени (общей для всех космических аппаратов третьего поколения, кроме «Луна-19» и «Луна-22») и приборного торового отсека со взлетной ступенью (возвратной ракетой) Луна-Земля. Посадочная ступень состояла из КТДУ-417 с блоком основных баков, двух сбрасываемых отсеков, приборных отсеков и посадочного устройства. После формирования предпосадочной орбиты с низким периселением 21.9.1970 произведена мягкая посадка в районе Моря Изобилия в точке с координатами 56° 18′ в. д. и 0° 41′ ю. ш. Грунтозаборное устройство (буровой снаряд имел внешний диаметр 26 мм, внутренний 20 мм, длину 370 мм, ход 320 мм) обеспечило бурение и забор грунта в возвращаемый аппарат. Старт взлетной ступени был произведен по команде с Земли 21.9.1970 (включением КРД-61). 24 сентября возвращаемый аппарат был отделен от приборного отсека ракеты и совершил мягкую посадку на Землю в 80 км юго-восточнее Джезказгана. Масса грунта, доставленного на Землю, — 105 г.

«Луна-17» — космический аппарат, доставивший на Луну первый автоматический самоходный аппарат «Луноход-1»; запущен 10.11.1970. 17 ноября совершил мягкую посадку на Луну в районе Моря Дождей в точке с координатами 35° з. д. и 38° 17′ с. ш.

Космический аппарат «Луна-18» запущен 2.9.1971. 7 сентября переведен на круговую окололунную орбиту, на которой осуществлялось маневрирование для отработки новых методов навигации и посадки на Луну. После 54 витков 11 сентября включена тормозная двигательная установка, аппарат сошел с орбиты и достиг Луны. Район посадки — горный район у Моря Изобилия, представляющий большой научный интерес. Прилунение в сложных гористых условиях оказалось неблагоприятным.

«Луна-19» — шестой советский ИСЛ; запущен 28.9.1971. 3 октября космический аппарат переведен на окололунную круговую орбиту. 26 и 28 ноября проводились коррекции орбиты. Длительность наблюдения за «Луной-19» позволили уточнить гравитационное поле Луны. Аппарат измерял магнитное поле Луны, передавал фотографии лунной поверхности.

Космический аппарат «Луна-20» запущен 14.2.1972. 18 февраля переведен на окололунную орбиту. 21 февраля осуществлена мягкая посадка на лунную поверхность в горном материковом районе между Морем Изобилия и Морем Кризисов в точке с координатами 56° 33′ в. д. и 3° 32′ с. ш. Космический аппарат «Луна-20» по конструкции аналогичен «Луне-16». Грунтозаборное устройство (параметры бурового снаряда такие же, как у аппарата «Луна-16») произвело бурение и забор грунта, который был помещен в контейнер возвращаемого аппарата. 23 февраля взлетная ступень стартовала с Луны, 25 февраля возвращаемый аппарат совершил мягкую посадку на Землю в расчетном районе. Масса грунта, доставленного на Землю, — 55 г.

«Луна-21» — космический аппарат, доставивший на поверхность Луны «Луноход-2»; запущен 8.1.1973. 16 января произведена мягкая посадка на Луну на восточной окраине Моря Ясности, внутри кратера Лемонье в точке с координатами 30° 27′ в, д. и 25° 51′ с. ш.

«Луна-22» — седьмой советский ИСЛ; запущен 29.5.1974. 2 июня аппарат вышел на селеноцентрическую орбиту. Масса космического аппарата 5700 кг. 9 и 13 июня проводились коррекции орбиты. Измерялось гравитационное поле Луны, осуществлялось альтиметрирование отдельных участков лунной поверхности в зонах возможной посадки космического аппарата; были получены и переданы на Землю изображения лунной поверхности, проводились научные исследования.

Космический аппарат «Луна-23» запущен 28.10.1974. 31 октября проведена коррекция траектории полета. 2.11.1974 аппарат «Луна-23» достиг окрестностей Луны и был переведен на селеноцентрическую орбиту. Для обеспечения посадки космического аппарата в расчетном районе Луны 4 и 5 ноября были проведены коррекции с понижением периселения до 17 км. 6.11.1974 осуществлена посадка в южной части Моря Кризисов. Посадка аппарата произошла на участке лунной поверхности с неблагоприятным рельефом, вследствие чего было повреждено устройство, предназначенное для взятия образцов лунного грунта.

«Луна-24» — третий космический аппарат, совершивший рейс Земля-Луна-Земля; запущен 9.8.1976. 11 августа была проведена коррекция траектории полета. 14.8.1976 космический аппарат достиг окрестностей Луны и был переведен на круговую селеноцентрическую орбиту с высотой над поверхностью Луны 115 км, наклонением к лунному экватору 120о. 16 и 17 августа проведены коррекции для формирования предпосадочной орбиты с низким периселением в 12 км и апоселением 120 км, 18.8.1976 осуществлена посадка в юго-восточном районе Моря Кризисов с координатами 12° 45′ с. ш. и 62° 12′ в. д. Грунтозаборное устройство (буровой снаряд имел внешний диаметр 15 мм, внутренний диаметр 8 мм, длина 3157 мм, ход 2575 мм) по команде с Земли произвело бурение лунного грунта на глубину ~2 м. Взятые образцы были помещены в контейнер возвращаемого аппарата взлетной ступени, которая 19 августа стартовала к Земле. 22.8.1976 возвращаемый аппарат с образцами лунного грунта достиг Земли и совершил мягкую посадку в расчетном районе. Масса грунта, доставленного на Землю, — 170,1 г.

Запуски космических аппаратов серии «Луна» осуществлялись ракетой-носителем — «Восток» («Луна-1»- «Луна-3»), ракетой- носителем «Молния» («Луна-4» — «Луна-14»), ракетой-носителем «Протон» с дополнительной 4-й ступенью («Луна-15″ — Луна-24»).