Запуск первого советского спутника луны

2 января 2017 года исполняется 58 лет старту первой межпланетной станции – «Луна-1».

«Луна-1» — советская автоматическая межпланетная станция (АМС), была предназначена для изучения Луны и космического пространства. Несмотря на то, что станция на Луну не попала, «Луна-1» стала первым в мире космическим аппаратом, достигшим второй космической скорости (11 км/с), преодолевшим притяжение Земли и ставшим искусственным спутником Солнца.

Пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-1», был осуществлен 2 января 1959 года. Это была траектория сближения, без использования старта с орбиты. Станция также имела названия «Луна-1D» и «Мечта».

Для достижения второй космической скорости ракета-носитель была снабжена третьей ступенью (блок «Е»), с двигателем РД0105, созданным на предприятии «Конструкторского бюро химавтоматики» (Воронеж).

Через сутки, 3 января в 3 часа 56 минут и 20 секунд, на расстоянии 119 500 км от Земли «Луна-1» «превратилась» в искусственную комету, выпустив из специального контейнера натриевое облако. Эту искусственную комету видели люди во многих странах. А в 6 часов 4 января 1959 года станция прошла наиболее близкую к Луне (5-6 тысяч километров) точку своей траектории.

Как уже было сказано, АМС не достигла Луны. Причина, по которой станция не добралась до поверхности Луны, связана с ошибкой, закравшейся в циклограмму полёта: при команде на отсечку двигателя третьей ступени, которая выдавалась с Земли, не было учтено время прохождения сигнала от командного пункта до станции. Но миссия «Луны-1» позволила понять и отработать технологию полета к естественному спутнику Земли для последующих космических аппаратов. Уже 14 сентября 1959 года в 00:02:24 станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Дождей вблизи кратеров Аристилл, Архимед и Автолик.

Среди выдающихся научных результатов, полученных в ходе полёта «Луны-1», можно отметить следующие:

при помощи бортового магнитометра впервые был зарегистрирован внешний радиационный пояс Земли;
при помощи ионных ловушек и счётчиков частиц были осуществлены первые прямые измерения параметров солнечного ветра;
было установлено отсутствие у Луны значительного магнитного поля.

Источник

Запуск первого советского спутника луны

3 апреля 1966 года автоматическая станция «Луна-10» вышла на орбиту вокруг Луны и вывела первый в мире искусственный спутник Луны. Это позволило людям увидеть обратную сторону естественного спутника Земли.

Запуск автоматической станции «Луна-10» был осуществлен 31 марта 1966 года ракетой-носителем «Молния-М» с космодрома БАЙКОНУР. Космический аппарат был разработан и изготовлен в НПО им. С.А. Лавочкина.

При подлете к Луне 3 апреля была построена лунная вертикаль, и включена двигательная установка на торможение, которая, отработав 57 секунд, обеспечила выход на орбиту искусственного спутника Луны. Через 20 секунд после окончания работы двигателя от корректирующей тормозной двигательной установки был отделен герметичный контейнер с научной аппаратурой, который стал первым в мире искусственным спутником Луны «Луна-10».

За 56 суток активного существования спутника на орбите Луны с ним было проведено 219 сеансов связи, получена ценная научная информация. Программа полета станции «Луна-10» выполнена полностью. Во время проведения XXIII съезда КПСС с борта спутника «Луна-10» прозвучала мелодия «Интернационала», которую стоя слушали делегаты партсъезда.

Станцией «Луна-10» впервые были получены данные об общем химическом составе Луны по характеру гамма-излучения ее поверхности. Общий уровень гамма-излучения лунных пород несколько превышает уровень гамма-излучения над породами земной коры. Методом гамма-спектрометрии впервые было измерено содержание естественных радиоактивных элементов (K, U, Th) и определен тип пород, залегающих на поверхности Луны. Было обнаружено присутствие на поверхности частиц реголита неокисленных форм железа, титана и кремния. Также было измерено альбедо проникающего корпускулярного излучения от первичного космического излучения, позволившее сделать вывод об отсутствии у Луны радиационных поясов.

Анализ возмущений траектории станции «Луна-10» позволил провести предварительное определение параметров гравитационного поля Луны. За время активного существования станция дважды пересекала «хвост» магнитосферы Земли, что было зафиксировано научными приборами.

По результатам полета «Луны-10» Международная авиационная федерация (FAI) зарегистрировала приоритетные научно-технические достижения станции: выведение искусственного спутника Луны; проведение впервые в мире научно-технических исследований и измерений с помощью автоматической станции, выведенной на орбиту искусственного спутника Луны.

Источник

Запуск первого советского спутника луны

Рис. 1. Расчетная орбита искусственной планеты.
На космической ракете, кроме герметического отделяемого контейнера с научной и измерительной аппаратурой, были расположены два радиопередатчика, работавших на частотах 19,997 и 19,995 мгц, счетчик космических лучей, аппаратура для образования искусственной кометы и радиосистема, с помощью которой определялась траектория полета ракеты и прогнозировалось ее дальнейшее движение.
Контейнер (рис. 2) был расположен в верхней части последней ступени ракеты под конусом, защищавшим его от аэродинамического нагрева. После прохождения плотных слоев атмосферы этот конус был сброшен. Внутри контейнера размещалась следующая аппаратура: 1) Радиопередатчик, работавший на частоте 183,6 мгц, и блок приемников, служивший для радиоконтроля траектории движения. 2) Радиопередатчик, работавший на частоте 19,993 мгц. 3) Телеметрическая аппаратура для радиопередачи на Землю результатов научных измерений и данных о температуре и давлении в контейнере. 4) Аппаратура для изучения межпланетного газа и корпускулярного излучения Солнца. 5) Магнитометр для измерения магнитного поля. 6) Аппаратура для измерение количества и силы ударов микрометеоров. 7) Счетчик тяжелых ядер в космическом излучении. 8) Аппаратура для измерения интенсивности космического излучения и его вариаций, а также для регистрации фотонов в космической радиации. Источниками электропитания приборов были серебряно-цинковые и окисно-ртутные батареи.
Контейнер имел сферическую форму и состоял из двух тонкостенных полуоболочек. На одной из них снаружи был расположен полый алюминиевый штырь датчика магнитометра, четыре антенны, раскрывающиеся после сбрасывания защитного конуса, две протонные ловушки и два пьезоэлектрических датчика для изучения метеорных частиц. На другой полуоболочке снаружи были расположены две протонные ловушки, а внутри укреплена приборная рама с аппаратурой. Контейнер был наполнен газом с давлением 1,3 атм. Принудительная циркуляция газа, обеспечиваемая вентилятором, позволила поддерживать в контейнере температуру ок. 20° С.
В контейнере были расположены также два металлических вымпела с Государственными гербами СССР и надписями «СССР, январь 1959 г.». Один из вымпелов выполнен к виде тонкой ленты, а другой — в виде сферы, символизирующей искусственную планету, с поверхностью из пятиугольных элементов, с изображением герба СССР.
Для определения траектории ракеты и приема телеметрических данных использовался большой комплекс измерительных средств: автоматизированные радиолокационные станции для определения координат ракеты; радиотелеметрические станции для приема научной информации, передаваемой ракетой; радиосистема для контроля траектории ракеты на больших расстояниях от Земли, работавшая на частоте 183,6 мгц; радиостанции для приема сигналов на частотах 19,993, 19,995 и 19,997 мгц; различные оптические средства для наблюдения и фотографирования вспышки искусственной кометы.
Данные радиолокационных траекторных измерений с помощью специальных счетно-решающих устройств преобразовывались в двоичный код, осреднялись, привязывались к астрономическому времени с точностью до нескольких миллисекунд и поступали по линиям связи в координационно-вычислительный центр, где автоматически вводились в электронные счетные машины, производящие совместную обработку результатов, измерений, расчет начальных данных и прогнозирование движения ракеты. Впервые в истории техники была осуществлена радиосвязь на расстоянии порядка 500 000 км.
Рис. 2. Контейнер с научной аппаратурой.

Читайте также: Две стороны луны разные

Научные исследования, выполненные с помощью космической ракеты, дали ряд результатов фундаментального значения. Был исследован ореол излучения вокруг Земли. По современным представлениям, этот ореол имеет две концентрические зоны повышенной интенсивности: внутреннюю и внешнюю (рис. 3). Ранее с помощью искусственных спутников Земли удалось исследовать прилегающую к Земле часть внутренней зоны, а также обнаружить в районе 55° геомагнитной широты постоянное электронное излучение с энергией в несколько килоэлектронвольт (кэв). С помощью космической ракеты было установлено, что внешняя зона радиации состоит из электронов и что излучение, обнаруженное в районе 55° геомагнитной широты, есть не что иное, как примыкающая к атмосфере часть этой зоны. Энергия частиц внешней зоны гораздо меньше, чем энергия частиц внутренней зоны, и находится в диапазоне от нескольких электронвольт до 100 кэв. Область максимальной интенсивности внешней зоны радиации, исследованная при полете ракеты, находится вблизи плоскости геомагнитного экватора на расстоянии 4-5 земных радиусов от центра Земли. С дальнейшим ростом расстояния от центра Земли интенсивность радиации монотонно убывает, приближаясь к интенсивности первичного космического излучения, составляющей примерно 2 частицы на см 2 в сек., что касается тяжелых ядер (тяжелее ядер железа) в первичном космическом излучении, то их поток оказался весьма малым.
Рис. 3. Ореол радиации вокруг Земли.

Рис. 4. Изменение напряженности магнитного поля Земли с расстоянием
от центра Земли

Результаты изучения космической радиации показывают, что для экипажей космических ракет будущего области повышенной интенсивности излучения могут представлять известную опасность. Однако при пересечении ореола радиации в полярных широтах и во время полета в межпланетном пространстве при спокойном состоянии Солнца эта опасность значительно снижается.

С помощью космической ракеты был впервые непосредственно обнаружен ионизованный газ в межпланетном пространстве. На расстояниях 20-25 тыс. км от поверхности Земли измеренная концентрация его составила ок. 700 частиц в см 3 , а на расстояниях 100-150 тыс. км — ок. 300- 400 частиц в см 3 .

Исследование магнитного поля с помощью космической ракеты показало, что замеренная напряженность поля убывает с высотой быстрее расчетной, достигая минимума 400 γ (I γ = 10 -5 эрстеда) на расстоянии 20 800 км от центра Земли; затем она возрастает до 800 γ на расстоянии 22 000 км и далее медленно убывает (рис. 4). Наличие максимума напряженности приводит к важному выводу о том, что даже при спокойном состоянии Солнца на расстоянии 21 000-22 000 км находится внеионосферная токовая система.

Счетчики ударов микрометеоров на космической ракете могли регистрировать частицы с массой от 3 · 10 -10 г и выше. Результаты исследования показывают, что метеорная опасность при полетах в межпланетном пространстве невелика.

Маров:
Огорченный, но возвращенный к жизни четвертой катастрофой американской ракеты два дня спустя, 6 декабря, Королев предпринял следующую попытку. Четвертый запуск оказался успешным, и 2 января 1959 года Е-1 №4 была выведена на траекторию полета к Луне. Отработав, третья ступень рассеяла 1 кг натрия 3 января на расстоянии 113000 км от Земли, создав мерцающий оранжевый хвост яркостью звезды шестой величины, видимый из района Индийского океана. Эксперимент был направлен на сбор данных об ионизированном газе в околоземном пространстве, и кроме того помогал вести слежение за станцией. Зонд, который позднее получил название «Луна-1», в цель не попал и 4 января после 34 часов полета разминулся с лунной поверхностью на 5965 км. Промах был вызван задержкой команды наземной радиосистемы управления на отключение второй ступени. Тем не менее, «Луна-1» трижды стала первой в космосе: первой из космических станций достигла второй космической скорости, первой пролетела вблизи Луны и первой вышла на независимую околосолнечную орбиту. Связь с ней была потеряна 5 января после 62 часов полета, возможно, причиной тому были севшие батареи. «Луна-1» была наивысшим успехом и служила символом советских космических исследований, но она не совершила посадку на Луну, как планировалось, и цели программы еще не были достигнуты.

Черток:
«Сегодня, 14 сентября, в 00 часов 02 минуты 24 секунды московского времени вторая советская космическая ракета достигла поверхности Луны. Впервые в истории осуществлен космический полет с Земли на другое небесное тело. В ознаменование этого выдающегося события на поверхность Луны доставлены вымпелы с изображением герба Советского Союза и надписью «Союз Советских Социалистических республик. Сентябрь 1959 года».
Достижение Луны советской космической ракетой является выдающимся успехом науки и техники. Открыта новая страница в исследовании космического пространства».
Это сообщение ТАСС, которое успели напечатать утренние газеты 14 сентября 1959 года. В 6 часов утра эту ошеломляющую новость разнесли по миру все радиостанции Советского Союза.
В приведенном выше сообщении ТАСС есть одна неточность, по поводу которой при составлении ночью текста были ожесточенные споры между Королевым, Келдышем и авторами текста. «Вторая космическая ракета достигла поверхности Луны. »
Поверхности Луны достигла только одна ракета. Предыдущая, стартовавшая 2 января 1959 года, промахнулась. Ее третья ступень с лунным контейнером, в котором была научная аппаратура и точно такой же вымпел, пролетела мимо Луны и превратилась в искусственную планету Солнечной системы. Непонятно почему она была названа «Мечтой». Эта «Мечта» должна была попасть в Луну. В официальной истории космонавтики считалось, что 2 января была пущена «Луна-1» — она же «Мечта» — она же искусственная планета — вроде бы так и было задумано.

НК:
И.Черный. «Новости космонавтики»
Фото из архива автора.
О полетах на ракете к Луне и планетам говорили все классики «теоретической» космонавтики. Но с середины 20-х годов эта идея завладела умами двух ученых-практиков: в СССР — М.К.Тихонравова и в США — Р.Годдарда. Они смогли математически обосновать возможность запуска к естественному спутнику Земли многоступенчатой ракеты, работающей на обычных химических компонентах топлива.
Перевел проблему в практическую плоскость Главный конструктор ОКБ-1 Министерства оборонной промышленности С.П.Королев. Еще до первого полета межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7, 30 августа 1955 г. на совещании у председателя Военно-промышленной комиссии В.М.Рябикова он представил данные аппарата для полета к Луне, предлагая два варианта третьей ступени МБР с компонентами топлива «кислород-керосин» и «моноокись фтора-этиламины». В первом случае к Луне можно было забросить аппарат массой до 400 кг, во втором — 800-1000 кг [1].
С.П.Королев говорил о задаче полета на Луну, выступая в апреле 1956 г. на Всесоюзной конференции по ракетным исследованиям верхних слоев атмосферы, проходившей в АН СССР под председательством академика Е.К.Федорова [2].
Эта «не такая уж далекая перспектива», по словам С.П.Королева, явилась причиной создания в ОКБ-1 проектного отдела №9 по космическим аппаратам, начальником которого стал М.К.Тихонравов. В процессе предварительных разработок группе проектантов во главе с Г.Ю.Максимовым удалось сконструировать несколько вариантов лунных аппаратов. Модернизация Р-7 путем установки на ней третьей ступени (блока «Е») даже на «неэкзотическом» кислородно-керосиновом топливе ставила проблему полета беспилотных КА к Луне на реальную основу. Постановление Правительства от 20 марта 1958 г. предписывало разработать в ОКБ-1 несколько типов КА — лунных станций:
Е1 — для попадания в Луну с доставкой на ее поверхность неразрушающегося вымпела СССР (при скорости прилунения более 3 км/с);
Е2 — для облета Луны и фотографирования ее обратной стороны с передачей изображения по радиоканалу на Землю;
Е2А — в качестве запасного варианта Е2;
Е3 — для попадания в Луну с фиксацией события яркой вспышкой на поверхности; при этом не исключалось применения ядерного заряда.

Макет блока «Е» со станций «Луна-1» на ВДНХ СССР

2 сентября 1958 г. вышло следующее постановление Правительства о пусках станций к Луне, начиная с сентября того же года. Выходу постановления способствовали усилия американцев по завоеванию приоритета в освоении космического пространства. Потерпев неудачу с запуском первого ИСЗ, они обратили свои взоры к Луне, срочно разработав КА Pioneer (вспомните проект Vanguard — «Авангард» по запуску ИСЗ!) для исследования лунного и межпланетного пространства. Их предполагалось пускать с помощью носителей Thor-Able и Juno 2. Уже 17 августа 1958 г. был осуществлен первый запуск КА Pioneer, однако взрыв ракеты на 77 сек полета прервал путь к Луне.
Следующие попытки (11 октября 1958 г. Pioneer 1; 8 ноября 1958 г. Pioneer 2; 6 декабря 1958 г. Pioneer 3) также были неудачными. На очереди — пуск Pioneer 4!
Мы приняли вызов. Наш путь к Луне тоже не был устлан розами. При первом пуске трехступенчатой ракеты Р-7 (8К72) на 87-й секунде полета из-за колебаний конструкции резонансного характера с частотой 10 Гц в направлении тяги двигателей [3] разрушились связи центрального блока с боковыми. Решить проблему попытались, снизив тягу в соответствующей точке траектории, — снова неудача (12 октября 1958 г.), теперь уже на 104-й секунде, но по той же причине. Налицо была явная динамическая несовместимость двигателей и конструкции ракеты.
Сотрудник НИИ-1 М.С.Натансон предложил способ устранения колебаний путем установки демпферов в трубопроводах окислителя. Пуск 4 декабря 1958 г. закончился аварией на 245-й секунде полета из-за дефекта мультипликатора насоса перекиси водорода второй ступени. Но эта авария уже не была связана с колебаниями.
2 января 1959 г. в 19:21:25 по московскому времени к Луне стартовала ракета 8К72 №Б1-6 с КА типа Е1, получившим в сообщении ТАСС название «Первая космическая ракета», а в печати — «Лунник», или «Мечта». Впервые аппарат превысил вторую космическую скорость, развив скорость 11.4 км/с [4].
Система управления ракеты совместно с наземными радиотехническими средствами обеспечивала вывод на требуемую траекторию. Пуск выполнялся без использования маневра старта с орбиты ИСЗ (тогда этого еще не умели). Необходимо было достичь скорости, несколько превышающей параболическую. Чтобы попасть в Луну при старте с территории СССР, допустимо было иметь ошибку в величине начальной скорости не более нескольких метров в секунду, в угле возвышения вектора скорости — 0,1° и во времени старта — несколько секунд [4].
После выключения двигателя блока «Е» произошло отделение КА. Дальнейший полет продолжали уже два тела*, движущиеся на близком расстоянии друг от друга в плоскости, наклоненной к плоскости экватора Земли под углом 65°. Через 34 часа после старта оба космических тела прошли около цели на расстоянии 6400 км (придя в расчетную точку раньше Луны) и вышли на гелиоцентрическую орбиту с минимальным расстоянием от Солнца 146,4 млн км и максимальным — 197,2 млн км с периодом обращения 450 суток, наклонение орбиты к плоскости эклиптики — 1°. Геоцентрическая скорость в районе Луны была около 2 км/с.

* Интересно, что для исключения попадания на Луну земных микроорганизмов КА подвергался термической стерилизации. Однако никому в голову не пришла мысль стерилизовать блок «Е», который в случае успеха «Луны-1» тоже должен был упасть на Луну!

Источник

➤