24 сентября 1970 станция луна 16

24 сентября 1970 года возвращаемый модуль автоматической межпланетной станции (АМС) «Луна-16» совершил мягкую посадку юго-восточнее Джезказгана. Впервые в мире автоматической станцией на Землю были доставлены образцы лунного грунта. Общая масса колонки грунта, доставленного «Луной-16», составила 101 грамм.

12 сентября 1970 года ракета-носитель «Протон-К» с блоком Д вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-16». Схема полета станции «Луна-16» от момента старта с Земли и до посадки на Луну полностью повторяла схему полета станций с самоходными аппаратами за исключением того, что существовали жесткие ограничения по выбору мест посадки. Эти ограничения диктовались условиями прямого старта возвратной ракеты к Земле после забора грунта. Возможности ракеты-носителя «Протон-К» позволяли доставить на поверхность Луны возвратную ракету массой не более 5 кг — этого было недостаточно для обеспечения перелета Луна — Земля, учитывая необходимость проведения коррекций траектории. В этой критической ситуации было найдено совершенно оригинальное решение: посадку на Луну надо было осуществить в ограниченный район восточной части экваториальной зоны Луны — в этом случае вертикальный старт с Луны в строго заданное время обеспечивал попадание на Землю без коррекций траектории!

После забора грунта и определения лунной вертикали 21 сентября возвратная ракета стартовала с поверхности Луны строго вертикально. Весь обратный перелет до Земли возвратная ракета провела в неориентируемом состоянии с закруткой вокруг оси для равномерного прогрева аппарата от Солнца. Перелет по трассе Луна — Земля, длившийся 84 часа, проходил без коррекций траектории движения возвращаемой ракеты.

24 сентября за 8 часов до входа спасаемого аппарата в атмосферу Земли произошло его отделение от возвратной ракеты. Скорость входа в атмосферу составила 10 950 м/с, а максимальные перегрузки, действующие на спускаемый аппарат в процессе аэродинамического торможения, достигали 315 единиц. При снижении вертикальной скорости до 250 м/с на высоте 14,5 км была введена в действие парашютная система, и спускаемый аппарат совершил мягкую посадку. Программа полета станции «Луна-16» была выполнена полностью.

После вскрытия капсулы в Институте геохимии и аналитической химии АН СССР имени В. И. Вернадского (ГЕОХИ) выяснилось, что бур заполнен сыпучим лунным грунтом — реголитом, представляющим собой разнозернистый темно-серый (черноватый) порошок, который легко формуется и слипается в отдельные рыхлые комки. Эта особенность существенно отличает лунный грунт от земной бесструктурной пыли, по этому свойству он напоминает влажный песок или комковатую структуру земных почв. При этом зернистость реголита увеличивалась с глубиной. По химическому составу вещество лунного грунта представляло собой размельченную горную породу базальтового типа.

Источник

Луна-16

В 1970 году в космическое пространство Советским Союзом была запущена автоматическая межпланетная станция «Луна-16». Её задача заключалась в доставке образцов грунта с лунной поверхности.

Составные части комплекса

В состав комплекса входили:

Посадочная ступень, обеспечивающая прилунение и отправку с Луны обратно на Землю. Она подходила для всех космических станций из серии, к которой относилась «Луна-16», и была аппаратом, служащим для доставки на естественный спутник различной научной аппаратуры.
Ракета «Луна-Земля», чья роль заключалась в отправке возвращаемого аппарата с лунной поверхности обратно домой.
Возвращаемый аппарат (ВА) в виде сферы, содержащий три отсека.

Не обошлось и без опознавательных знаков. Посадочная ступень была оснащена металлическим вымпелом, на котором красовалось название нашей страны и гербом СССР. На возвращаемом аппарате тоже были отличительные знаки Советского Союза.

Характеристики Луна — 16

Посадочная ступень

Посадочная ступень, являющаяся многоцелевым ракетным блоком, была оснащена ракетным двигателем жидкостного типа, топливными баками, приборными отсеками, опорами для амортизации при соприкосновении с Луной и имела устройство для забора лунной породы. Грунтозаборное устройство было оборудовано станком, способным пробурить породу той или иной плотности.

Приборные отсеки содержали:

различные приборы;
бортовой радиокомплекс;
управляющий блок;
источники электрической энергии;
систему терморегулирования;
средства радиоизмерения высоты нахождения и скорости движения при посадке;
аппараты для измерения радиации и температуры на поверхности спутника, а также на пути к нему.

Читайте также: Фазы луны сентябрь 1964

Двигательная установка состояла из:

главного двигателя, который мог включаться любое количество раз и имел управляемую тягу для торможения;
пары двигателей малой тяги, которые включались на последнем этапе посадки.

Снаружи посадочной ступени стояли бортовые радиоантенны, реактивные двигатели и прочие приборы.

Ракета «Луна-Земля»

Это был ракетный блок, оснащённый реактивными двигателями жидкостного типа и топливными баками, средний из них держал приборный отсек цилиндрической формы. Внутри этого отсека была установлены:

управляющие приборы;
радиоприборы;
аккумуляторы;
прочие приборы, необходимые на борту.

Снаружи ракеты находились две пары антенн. Сверху лентами из металла крепился ВА, способный отделиться по радиокоманде.

Возвращаемый аппарат

Возвращаемый аппарат выглядел как металлический шар с теплозащитным покрытием внешней стороны. Покрытие было необходимо для защиты от нагрева при входе в земную атмосферу. В отсеках шара находились:

в первом – радиопередатчики, посылающие сигналы при спуске на парашюте, аккумуляторы, устройство управления парашютом;
во втором – парашют, антенны передатчиков, баллоны с газом для обеспечения нужного расположения аппарата после приземления;
третий служил контейнером для лунных образцов и имел отверстие, закрывающееся герметической крышкой.

Станция «Луна-16»
1 Возвращаемый аппарат.
2 Ленточное крепление возвращаемого аппарата.
3 Антенна на взлетной ступени.
4 Приборный отсек взлетной ступени.
5 Топливные баки взлетной ступени.
6 Телефотометр.
7 Приборный отсек посадочной ступени.
8 Штанга грунтозаборного устройства.
9 Грунтозаборное устройство.
10 Один основной и два управляющих ракетных двигателя посадочной ступени (в данном ракурсе рисунка не видны).
11 Посадочные стойки.
12 Тарельчатые опоры.
13 Топливные баки посадочной ступени.
14 Ракетные двигатели малой тяги для управления в полете.
15 Ракетный двигатель взлетной ступени (на рисунке закрыт приборным отсеком).
16 Малонаправленная антенна на посадочной ступени.

Полёт

Хроника полёта, который стал важным достижением космонавтики, была такова:

12.09.70. В 13 часов 26 минут по Всемирному времени запущена ракета-носитель. АМС «Луна-16» встала на траекторию движения к естественному спутнику Земли.

13.09.70. Траектория скорректирована, что позволило вывести АМС в нужную расчётную точку.

17.09.70. Станция «Луна-16» встала на лунную орбиту. Здесь она будет находиться три дня, за это время её орбита будет изменена дважды для обеспечения необходимой ориентации.

20.09.70. В 5:18 по Всемирному времени совершено мягкое прилунение на спутницу Земли в район Моря Изобилия. Снижение и замедление достигнуто путём включений-выключений посадочного двигателя. После этого вертикальное снижение до полной посадки выполнялось за счёт пары двигателей малой тяги. Прилунение было совершено в полуторах километрах от расчётного места. Станция коснулась лунной поверхности после захода Солнца и находилась на Луне в полной темноте. В этот же день устройство по забору грунта выполнило бурение поверхности и взятие лунного грунта, поместило его в герметичную капсулу и доставило в отсек возвращаемого аппарата. Масса АМС на Луне составила 1880 кг.

21.09.70. Ракета в 10:43 по Москве (7:43 мирового времени) стартовала с лунной поверхности с возвращаемым аппаратом АМС «Луна-16». Двигатель находился в рабочем положении до той поры, пока скорость ракеты не составила 2,708 км/сек. Ракета встала на траекторию полёта к родной планете.

24.09.70. ВА был отделён от ракеты и через 3 часа 20 минут в 8:10 по Москве вошёл в атмосферу Земли. Тормозной парашют раскрылся на высоте 14,5 км. Через 16 минут после этого была совершена мягкая посадка. «Луна-16» приземлилась в 80 км от г. Джезказган (Казахстан) – всего за 30 км от расчётной точки посадки. За 12 минут до касания поверхности Земли, АМС была обнаружена благодаря радиосигналам, и её спуск проходил под наблюдением с вертолёта.

Интересно, что уверенности в том, что приземлившуюся станцию «Луна-16» удастся легко обнаружить, не было. Небольшой вес возвращаемого аппарата не представлял возможности установить на нём приборы, обеспечивающие высокую точность приземления. В случае отказа радиомаяка «Луна-16» могла бы потеряться, особенно при плохих погодных условиях. Однако радиомаяк сработал отлично, и погода выдалась идеальной.

Читайте также: Люди под планетой луна

Таким образом, на Землю были привезены образцы лунного грунта общей массой 101 гр, которые были взяты в Море Изобилия. «Луна-16» стала пионером среди непилотируемых летательных аппаратов, доставивших внеземное вещество на нашу планету (до неё доставка осуществлялась только пилотируемыми экспедициями «Апполон-11» и «Апполон-12»). Это было успешным решением сложнейшей научно-технической задачи и позволило Советскому Союзу на шаг обогнать США.

Исследование лунных образцов позволило выяснить их физические свойства и химический состав и провести сравнительный анализ. Кроме всего прочего, было обнаружено, что возраст Земли примерно равен возрасту её спутника.

Достижения АМС «Луна-16»

По возвращению станции домой, Международная авиационная федерация отметила следующие её достижения:

посадка на Луну и возвращение после этого обратно;
доставка на естественный спутник ракеты «Луна-Земля» с ВА;
непилотируемый старт с лунной площадки;
доставка людям лунных пород.

Кроме того, были зарегистрированы следующие рекорды максимальных масс в классе С:

лунной породы, привезённой на нашу планету аппаратом-роботом;
доставленной на Луну;
возвращённой с Луны.

Интересные факты

Доставленный АМС «Луна-16» образец грунта представлял собой порошок тёмно-серого цвета, легко слипающийся в отдельные комки, и значительно отличался по свойствам от нашей земной пыли. Часть пробы была представлена крупнозернистым фрагментом породы.

Несколько крупинок лунного грунта, которые доставила «Луна-16», были помещены в ёмкость и подарены второй супруге С.П.Королёва – Н.И.Королёвой за заслуги её мужа в реализации космических программ. Позже эти крупинки были предметом торга на аукционе Сотбис.

Источник

Луна 16 — Luna 16

Тип миссии Возвращение лунного образца COSPAR ID 1970-072A SATCAT нет. 4527 Продолжительность миссии 12 дней Свойства космического корабля Автобус Йе-8-5 Производитель GSMZ Лавочкин Стартовая масса 5727 кг (12 626 фунтов) Посадочная масса 1880 кг (4140 фунтов) Начало миссии Дата запуска 12 сентября 1970 г., 13:25:53 UTC ( 1970-09-12UTC13: 25: 53Z ) Ракета Протон-К / Д Запустить сайт Байконур 81/23 Конец миссии Дата посадки 24 сентября 1970 г., 05:25 UTC ( 1970-09-24UTC05: 26Z ) Посадочная площадка 47 ° 24’N 68 ° 36’E / 47.400 ° с. Ш. 68.600 ° в. / 47.400; 68,600 Параметры орбиты Справочная система Селеноцентрический Большая полуось 6488,8 км (4,032,0 миль) Эксцентриситет 0 Высота периселена 111 км (69 миль) Высота апоселена 111 км (69 миль) Наклон 70 ° Период 119 минут Эпоха 18 сентября 1970 г. Лунный орбитальный аппарат Орбитальная вставка 17 сентября 1970 г. Орбиты

36 Лунный посадочный модуль Дата посадки 20 сентября 1970 г., 05:18 UTC Обратный запуск 21 сентября 1970 г., 07:43 UTC Посадочная площадка 0 ° 30′49 ″ ю.ш. 56 ° 21′50 ″ в.д. / 0.5137 ° S 56.3638 ° E / -0,5137; 56,3638 Координаты : 0.5137 ° S 56.3638 ° E 0 ° 30′49 ″ ю.ш. 56 ° 21′50 ″ в.д. / / -0,5137; 56,3638 Масса образца 101 грамм (3,6 унции) Инструменты Система стереофотографии
Дистанционный манипулятор для взятия проб
Детектор радиации

«Луна-16» была космической миссией без экипажа в рамках советской программы «Луна» . Это был первый роботизированный зонд, который приземлился на Луну и вернулна Землюобразец лунного грунта . Образец весом 101 грамм (3,56 унции) был возвращен с Mare Fecunditatis . Он представляет собой первый успешный лунный образец возвращения миссии со стороны Советского Союза и был третий лунный возвращение образец миссии в целом, после Apollo 11 и Apollo 12 миссий.

СОДЕРЖАНИЕ

Обзор

Космический корабль состоял из двух присоединенных ступеней, ступень подъема устанавливалась поверх ступени спуска. Спускаемая ступень представляла собой цилиндрический корпус с четырьмя выступающими посадочными стойками, топливными баками, посадочной РЛС и сдвоенным спускаемым двигательным комплексом.

Главный спускаемый двигатель использовался для замедления корабля, пока он не достиг точки отсечки, которая определялась бортовым компьютером на основе высоты и скорости. После отсечки для окончательной посадки использовалась группа реактивных двигателей меньшей тяги. Ступень спуска также служила стартовой площадкой для ступени подъема.

Этап подъема представлял собой цилиндр меньшего размера с закругленной вершиной. Внутри возвращаемой капсулы находился цилиндрический герметичный контейнер с образцом почвы.

Ступень спуска космического корабля была оборудована телекамерой, радиационными и температурными мониторами, телекоммуникационным оборудованием и выдвижной стрелой с буровой установкой для сбора образца лунного грунта.

Резюме миссии

Luna 16 автоматическая станция была запущена в сторону Луны с предварительной орбиты Земли и после одной коррекции в середине курса по 13 сентября он вступил в круговую 111 км с 70 ° наклона лунной орбиты 17 сентября 1970 года лунной гравитации была изучена с этой орбиты . После двух корректировок орбиты 18 и 19 сентября перилуна была уменьшена до 15,1 км, а также изменен наклон при подготовке к посадке. В опасную ситуацию в 05:12 UTC 20 сентября сработал главный тормозной двигатель, начав спуск на поверхность Луны. Шесть минут спустя, в 05:18 UT, космический корабль благополучно совершил мягкую посадку в целевой области на 0 ° 41 ‘южной широты и 56 ° 18’ восточной долготы, в северо-восточной части Mare Fecunditatis (Море плодородия) примерно в 100 км. к западу от кратера Уэбба и в 150 км к северу от кратера Лангренус . Это была первая посадка, совершенная на ночной стороне Луны, поскольку Солнце зашло около 60 часов назад. Главный спускаемый двигатель отключился на высоте 20 м, а на высоте 2 м на высоте 2 м со скоростью менее 2,4 м / с отключились десантные двигатели с последующим вертикальным свободным падением. Масса космического корабля при посадке составляла 1880 кг. Менее чем через час после приземления, в 06:03 UT, автоматический бур пробил лунную поверхность, чтобы собрать образец почвы. После бурения в течение семи минут буровая установка остановилась на глубине 35 сантиметров, а затем извлекла образец и подняла его по дуге к вершине космического корабля, поместив лунный материал в небольшую сферическую капсулу, установленную на главной шине космического корабля. Затем столбик реголита в бурильной трубе переносили в контейнер для пробы грунта.

Наконец, после 26 часов 25 минут на поверхности Луны в 07:43 UT 21 сентября разгонный блок космического корабля оторвался от Луны. Нижняя ступень « Луны-16» осталась на поверхности Луны и продолжила передачу данных о лунной температуре и радиации. Три дня спустя, 24 сентября, после прямого восхождения без коррекции среднего курса капсула со 101 граммом лунного грунта вошла в атмосферу Земли со скоростью 11 километров в секунду. Капсула спустилась с парашютом в 80 км к юго-востоку от города Джезказган в Казахстане в 05:25 UT 24 сентября 1970 года. Анализ материала темного базальта показал большое сходство с почвой, извлеченной американской миссией «Аполлон-12».

По данным Бохумской обсерватории в Германии , космический корабль вернул четкие и качественные телевизионные изображения. «Луна-16» стала знаменательным успехом Советов в их программе исследования дальнего космоса; миссия выполнила первое полностью автоматическое извлечение образцов почвы с поверхности внеземного тела.

Образец материала весом 0,4825 г с глубины 27 см был отправлен в Великобританию.

Наследие

Лунная миссия	Образец возвращен	Год
Луна 16	101 г (3,6 унции)	1970 г.
Луна 20	30 г (1,1 унции)	1972 г.
Луна 24	170 г (6,0 унций)	1976 г.

Три крошечных образца (0,2 грамма) грунта Luna 16 были проданы на аукционе Sotheby’s за 442 500 долларов в 1993 году.

29 ноября 2018 года фрагменты Luna 16 были проданы на Sotheby’s за 855000 долларов США .

В 1970 году была выпущена серия 10- копеевых марок в ознаменование полета лунного зонда « Луна-16», на которых были изображены основные этапы программы: мягкая посадка на Луну, запуск капсулы для возврата лунного образца грунта и возвращение на Землю с помощью парашюта. .

Источник