Планомерное исследование космического пространства осуществляется в СССР при помощи геофизических ракет, вертикальных космических зондов, автоматических спутников небесных тел, пилотируемых кораблей-спутников и орбитальных станций, межпланетных аппаратов пролетного, облетного и десантного типов.
О размахе этих исследований можно судить хотя бы по тому, что с 1957 по 1986 г., т. е. менее чем за 30 лет космической эры в Советском Союзе на орбиты спутников Земли выведено 2255 аппаратов общей массой 6881 т, или 14 078 т с учетом массы конечных ступеней ракет-носителей, вышедших на те же космические орбиты; 58 аппаратам-станциям массой 191 т (280 т с учетом конечных ступеней) сообщена вторая космическая скорость, позволившая им совершить полеты к Луне, Марсу и Венере, произвести на них посадку, выйти на орбиты спутников этих небесных тел и Солнца, встретиться с кометой Галлея.
В одном только 1976 г. выведены на орбиту 121 советский искусственный спутник Земли массой 347 т (649 т с конечными ступенями), в том числе четыре космических корабля и одна орбитальная станция; кроме того грунтозаборная станция слетала на Луну и вернулась обратно, а в 1978 г. на орбиту выведены 120 советских искусственных спутников Земли массой 343 т (653 т с конечными ступенями), включая десять космических кораблей, и на Венеру произвели посадку два межпланетных аппарата. В 1981 г. в космос выведено 125 советских искусственных спутников Земли массой 373 т (745 т с конечными ступенями), два аппарата совершили посадку на Венеру.
С весны 1949 г. в Советском Союзе проводились регулярные исследования верхних слоев атмосферы и космоса при помощи геофизических ракет, поднимавших полезный груз научной аппаратуры сначала массой в несколько сотен килограммов, а затем до нескольких тонн на высоты 500 км и более.
Практически все разработанные в СССР баллистические ракеты дальнего действия, начиная с первых тактических внутриконтинентальных, призванных защищать нашу Родину, использовались для изучения и освоения космоса.
Большую известность приобрели вертикальные подъемы высотных ракет, выполнявших научно-исследовательскую программу Академии наук СССР и потому получивших название академических.
Первая отечественная послевоенная ракета Р-1 послужила началом многих серий академических ракет. Так, 24 мая 1949 г. состоялся первый полет ракеты Р-1А, на которой было установлено два отделяемых на высоте контейнера массой 80 кг каждый с научно-исследовательской аппаратурой. Контейнеры были снабжены парашютом, раскрывавшимся после их снижения до высоты 20 км.
В 1949—1955 гг. были построены и испытаны ракеты серии Р-1: Р-1А, Р-1Б, Р-1В, Р-1Д, Р-1Е. При этом объем и программа исследований, аппаратурное обеспечение были различными в зависимости от поставленных задач. Масса исследовательской аппаратуры на ракетах Р-1Б и Р-1В составляла 1160 кг, на Р-1Д и Р-1Е — от 1516 до 1819 кг. Всего за этот период произведено 18 успешных пусков. До высот 110 км проводились исследования атмосферы, космического излучения, спектрального состава излучения Солнца, жизнедеятельности животных при подъемах в герметичном и негерметичном контейнерах с последующим катапультированием
| 63 |
 В павильоне «Космос» на ВДНХ СССР |
На базе следующей разработанной ракеты Р-2, летавшей с 25 сентября 1949 г., была создана академическая ракета Р-2А (В2А), запускавшаяся в 1957 — 1960 гг. (11 успешных пусков). Ракеты этого класса служили для исследования верхних слоев атмосферы, фотографирования спектра Солнца, проведения медико-биологических исследований и отработки системы спуска (приземления) аппаратуры и животных, головного приборного отсека массой 1340 кг и геофизических контейнеров массой 860 кг. Общая масса полезного груза составляла 2200 кг при высоте подъема 212 км.
Ракета Р-5 послужила основой для создания серии геофизических ракет Р-5А, Р-5Б, Р-5В (В5В), использовавшихся с 1958 г. для астрофизических, геофизических, биологических и ионосферных исследований. Масса полезного груза — 1300 кг, наибольшая высота подъема — 512 км. Эти ракеты стабилизировались на пассивном участке полета по всем трем осям с помощью газоструйных сопел. Головная часть после отделения на нисходящем участке траектории отводилась в сторону от ракеты, а на высоте 4—5 км срабатывала система спасения, и головная часть приземлялась с парашютом. В 1958—1977 гг. были успешно запущены 20 ракет этой серии, в том числе их модификации «Вертикаль».
На академических ракетах была проведена широкая программа медико-биологических исследований, в основном на собаках. Спасение осуществлялось как плавным спуском герметизированных кабин, так и катапультированием с различных высот при снижении ракет и спуском с парашютом собак, помещенных в герметизированные скафандры.
Первый полет ракеты с собаками был выполнен в СССР на высоту 110 км 15 августа 1951 г. В том же году была проведена первая серия этих полетов на высоту свыше 100 км, а в 1954—1956 гг.— вторая серия таких же полетов. Третья серия полетов собак на ракетах была выполнена на высоту свыше 200 км в мае 1957 г. 16 мая 1957 г. две собаки взлетели на ракете на высоту 215 км. Эксперименты с подопытными собаками были продолжены в феврале — октябре 1958 г. на исследовательских ракетах Р-5А, поднимавшихся на высоту до 473 км. При всех этих испытаниях на борту каждой ракеты обычно помещалось по две собаки.
В 1958—1961 гг. для исследования состава атмосферы и солнечного ультрафиолетового
| 64 |
В период Международного геофизического года мир стал свидетелем небывалого торжества советской науки и техники. 4 октября 1957 г. человечество праздновало свою первую победу над панцирем земного тяготения, когда советская ракета достигла первой космической скорости и вывела на орбиту вокруг Земли первый в мире искусственный спутник. Так было положено начало космической эры в истории человечества.
Спутник массой 83,6 кг имел шарообразный корпус из алюминиевого сплава диаметром 580 мм с четырьмя штыревыми антеннами длиной от 2,4 до 2,9 м. В герметичном корпусе размещались аппаратура и источники электропитания. Сигналы радиопередатчиков спутника (на двух частотах), имевшие вид телеграфных посылок средней длительности 0,3 с, оповестили весь мир с орбиты, достигавшей в апогее 947 км, о первом прорыве в космос. Спутник просуществовал как космическое тело 92 суток, совершив 1400 оборотов вокруг пославшей его в космос Земли, пройдя при этом путь около 60 млн. км по орбите, наклоненной к плоскости экватора на 65,1°.
Впервые были определены плотность верхней атмосферы (по изменению орбиты спутника), получены данные по распространению радиосигналов в ионосфере, проверены расчеты и основные технические решения, связанные с созданием искусственного спутника, выведением его на орбиту и обеспечением его функционирования в космосе.
Этот спутник официально именовался ПС-1, т. е. «простейший спутник-один».
Через месяц, 3 ноября 1957 г., в СССР был запущен второй, более тяжелый и совершенный, лучше оснащенный научной аппаратурой, первый в мире биологический искусственный спутник Земли. Он представлял собой последнюю ступень ракеты-носителя, на которой в нескольких контейнерах размещалась научная и измерительная аппаратура; в отдельной герметичной кабине находилось подопытное животное — собака Лайка. Общая масса аппаратуры, животного и источников электропитания составляла 508,3 кг. На спутнике имелись два радиопередатчика, телеметрическая система, программное устройство, приборы для исследования излучения Солнца и космических лучей. Системы регенерации и терморегулирования предназначались для поддержания в кабине условий, необходимых для существования животного. Спутник вышел на орбиту с высотой апогея 1671 км при наклонении 65,3°. Второй спутник просуществовал на орбите около 160 суток, совершил 2370 оборотов вокруг Земли, пройдя путь свыше 100 млн. км.
 Собака Лайка в отсеке второго ИСЗ (макет) |
Третий советский спутник массой 1327 кг, богато оснащенный научной аппаратурой,
| 65 |
С его помощью была проведена широкая программа исследований околоземного космического пространства (измерение давления и состава верхней атмосферы, концентрации заряженных частиц, космических лучей, магнитного и электростатического полей, метеорных частиц и др.). Проведенные измерения позволили установить наличие внешней зоны радиационного пояса Земли.
2 января 1959 г. человечество праздновало вторую и окончательную свою победу над панцирем земного тяготения, когда советский научный космический аппарат «Луна-1» достиг второй космической скорости и превзошел ее. Ракета массой полторы тонны навсегда покинула Землю. Пролетев в непосредственной близости от Луны, на расстоянии 5—6 тыс. км от ее поверхности, космический аппарат занял свое место в хороводе планет и планетоидов, обращающихся вокруг Солнца. Так был создан первый в мире искусственный спутник Солнца.
Известная в мировой печати под названием «Мечта», эта искусственная планета движется по орбите с перигелием 146,4 млн. км и афелием 197,2 млн. км. На аппарате «Луна-1» были размещены радиоаппаратура, телеметрическая система, пять различных научных приборов для исследования межпланетного пространства и другое оборудование. На последней ступени ракеты была установлена также аппаратура для образования искусственной кометы.
Триумфом советской науки и техники явилось также достижение поверхности Луны автоматическим аппаратом «Луна-2» 14 сентября 1959 г. Впервые творение человеческих рук достигло ближайшего к нам небесного тела. Настанет время, и смелые космонавты найдут в районе кратера Архимеда в заливе Лунника шаровые и ленточные вымпелы Страны Советов, доставленные аппаратом «Луна-2».
Через 20 дней после достижения ракетой поверхности Луны, 4 октября 1959 г., был дан старт автоматическому аппарату «Луна-3» (масса 278,5 кг), впервые совершившему облет Луны, фотографирование ее обратной, невидимой с Земли, стороны и передачу полученных изображений наземным радиостанциям. Так пал еще один покров с тайн мироздания.
Аппарат «Луна-3» прошел на расстоянии 6200 км от поверхности Луны. Полет был первым опытом изучения другого небесного тела с борта космического аппарата. В этом полете впервые применен гравитационный маневр для изменения траектории станции у Луны.
В итоге многомесячных трудоемких работ по расшифровке и изучению записей телевизионных изображений были выявлены и описаны 498 образований на лунной поверхности, в том числе 400 невидимых с Земли, установлены их селенографические координаты, составлены карта и Атлас обратной стороны Луны (изданы Академией наук СССР в
| 66 |
Исследования ближнего космоса и окололунного пространства, проведенные тремя автоматическими аппаратами «Луна-1», «Луна-2», «Луна-3», дали ценнейший научный материал, в частности позволили установить отсутствие у Луны значительного магнитного поля и радиационного пояса.
В дальнейшем проводилась отработка комплекса задач, связанных с обеспечением мягкой посадки автоматического аппарата на поверхность Луны. Для этого была создана новая, более мощная четырехступенчатая ракета-носитель.
Полеты аппаратов «Луна-1», «Луна-2», «Луна-3» осуществлялись с Земли непрерывным набором необходимой скорости с помощью трехступенчатой ракеты-носителя с последующим полетом к цели по инерции (прямой полет). Полеты последующих аппаратов выполнялись по более сложной схеме: вывод аппаратов тремя ступенями ракеты-носителя на орбиту спутника Земли, старт с этой орбиты в заданный момент времени с помощью четвертой ступени и набор скорости, близкой ко второй космической, коррекция траектории на подлете к Луне, гашение скорости тормозной двигательной установкой и обеспечение мягкого прилунения.
Сложность задачи потребовала длительной отработки. В 1963— 1965 гг. для дальнейшего исследования Луны и решения проблемы мягкой посадки контейнера с научной аппаратурой на лунную поверхность были запущены аппараты «Луна-4»...«Луна-8». «Луна-5» достигла поверхности Луны 12 мая 1965 г., при этом были получены первые опытные данные о работе системы мягкой посадки; «Луна-6» прошла вблизи Луны 11 июня 1965 г.; «Луна-7» достигла поверхности Луны 8 октября 1965 г., а «Луна-8» — 7 декабря 1965 г.
Стартовавшая 31 января 1966 г. автоматическая станция «Луна-9» 3 февраля впервые осуществила мягкую посадку на поверхность Луны в Заливе Прилунения Океана Бурь. Мягко прилунившаяся станция (масса 100 кг) передала на Землю фототелевизионные изображения лунной поверхности и различную телеметрическую информацию. Так впервые были получены круговые панорамные снимки лунного ландшафта, позволявшие различать предметы размером 1 —2 мм в непосредственной близости от станции. На борту этой станции на Луну был доставлен вымпел с изображением Государственного герба СССР и надписью «Союз Советских Социалистических республик. Январь 1966 г.».
В итоге этого беспрецедентного космического эксперимента гипотеза о существовании более или менее мощного пылевого покрова на поверхности Луны была опровергнута. Поверхность Луны оказалась достаточно твердой, бугристой, покрытой камнями и кратерами различных размеров — от крохотных лунок до больших образований. Изучена также радиационная обстановка.
 Первый искусственный спутник Луны — «Луна-10» |
Очередным триумфом Советского Союза явился вывод 3 апреля 1966 г.
| 67 |
Всего со станцией «Луна-10» успешно проведено 219 сеансов радиосвязи. 30 мая 1966 г. связь прекратилась из-за израсходования бортового запаса электроэнергии. За время активного существования станция совершила 460 оборотов вокруг Луны, пролетев более 7 млн. км. На селеноцентрической орбите станция пробыла несколько лет.
В 1966 г. на орбиты искусственных спутников Луны были выведены еще две станции — «Луна-11» и «Луна-12», оснащенные различной научной аппаратурой. В течение нескольких месяцев станции провели ряд ценных научных исследований, а «Луна-12», на борту которой находилась фототелевизионная система с высоким разрешением (1100 строк), передала на Землю серию фотографий лунной поверхности, снятых с высот от 100 до 340 км.
24 декабря 1966 г. мягкую посадку на Луну совершила другая советская автоматическая станция — «Луна-13». Проведенные станцией исследования в Океане Бурь обогатили науку новыми данными о свойствах лунного грунта. Плотность грунта оказалась не более 1 г/см3. Вновь были получены телевизионные изображения панорамы лунной поверхности при различной освещенности Солнцем.
Четвертый советский искусственный спутник Луны — «Луна-14» запущен 7 апреля 1968 г. Высота периселения — 160 км, апоселения — 870 км, наклонение орбиты — 42°, период обращения — 2 ч 40 мин. С помощью «Луны-14» были уточнены соотношения масс Земли и Луны, гравитационное поле Луны, условия прохождения и стабильности радиосигналов, передаваемых на борт спутника при различных положениях его относительно Луны, проведены измерения космических лучей и потоков заряженных частиц, идущих от Солнца, и
| 68 |
13 июля 1969 г. был запущен пятый советский спутник Луны — «Луна-15». После выхода на селеноцентрическую орбиту проведено две коррекции орбиты, в результате спутник опускался до высоты 16 км над поверхностью Луны. С помощью «Луны-15» проведены научные исследования в окололунном пространстве и получены данные о работе новых систем станции для посадки в различных районах лунной поверхности. По завершении 52 оборотов вокруг Луны была включена тормозная двигательная установка, «Луна-15» сошла с орбиты и упала на лунную поверхность в заданном районе.
В Советском Союзе развивался плодотворный экономичный метод исследования космоса и небесных тел автоматами.
Блестящим примером возможностей станций-роботов в изучении небесных тел явилась «Луна-16», впервые в мире автоматически доставившая лунный грунт на Землю. Станция стартовала с Земли 12 сентября 1970 г., а 20 сентября совершила мягкую посадку на поверхность Луны в районе Моря Изобилия. Район посадки «Луны-16» представляет собой вулканогенную лавовую равнину, осложненную протяженными грядами высотой до 100 м. Поверхностный рыхлый слой (реголит) вблизи места посадки имеет мощность несколько метров. По радиокомандам с Земли грунтозаборное устройство пробурило колонку грунта глубиной 35 см, обеспечило взятие 105 г грунта и загрузку его в контейнер возвращаемого аппарата. Пробыв на Луне 26,5 ч, космическая ракета «Луна — Земля» 21 сентября стартовала с посадочной ступени к Земле. 24 сентября 1970 г. при подлете к Земле возвращаемый аппарат был отделен от ракеты и с помощью парашютной системы совершил посадку в 80 км от города Джезказгана. Лунную породу всесторонне изучили в лабораториях, часть ее экспонируется на выставках.
Аппарат «Луна-17» впервые доставил на поверхность Луны автоматический самоходный аппарат «Луноход-1», управляемый операторами по радиолинии с Земли с помощью телевидения. «Луна-17» стартовала 10 ноября 1970 г., вышла, как и предыдущие два аппарата, сначала на геоцентрическую, затем на селеноцентрическую орбиту, а 17 ноября совершила мягкую посадку на поверхность Луны в Море Дождей. В тот же день «Луноход-1» (масса 756 кг) сошел по трапам с посадочной ступени аппарата и начал научно-технические исследования на различных удалениях от места посадки. «Луноход-1» передвигался на восьмиколесном шасси с индивидуальным электродвигателем на каждом колесе, электроэнергию получал от солнечных батарей. Он показал хорошую маневренность, преодолевая или обходя препятствия.
Снабженный изотопным источником тепла «Луноход-1» функционировал в течение 322 дней (17 ноября 1970 г.— 4 октября 1971 г.), пройдя по поверхности Луны по заданному маршруту 10 540 м и проведя детальное топографическое обследование 80 000 м2 лунной поверхности. За это время был проведен 171 сеанс связи, на борт по радиоканалам передано 24 829 команд.
С помощью радиотелевизионных систем «Лунохода-1» на Землю передано 206 панорам и свыше 20 тысяч снимков лунной поверхности. Более чем в 500 точках изучались физико-механические свойства поверхностного слоя
| 69 |
Этот эксперимент был продолжен с помощью аппарата «Луна-21», доставившего 16 января 1973 г. на восточную окраину Моря Ясности «Луноход-2» массой 840 кг, отличающийся от «Лунохода-1» дополнительным оборудованием и улучшенными ходовыми качествами. За пять лунных дней «Луноход-2» преодолел 37 км в условиях сложного рельефа. На Землю были переданы 86 панорам и свыше 80 тыс. изображений лунной поверхности. В ходе съемки получены стереоскопические изображения. Регулярно измерялись физико-механические характеристики лунного грунта, проводился химический анализ состава лунных пород, определялись вариации магнитного поля и светимость лунного неба; проводились эксперименты по лазерной локации лунохода.
«Луна-18», стартовавшая 2 сентября 1971 г., вышла на орбиту спутника Луны, выполнила 54 оборота, но попытка совершить мягкую посадку в районе материка, окружающего Море Изобилия, оказалась неудачной. 28 сентября этого же года стартовала «Луна-19» и провела многомесячные обширные научные исследования с орбиты искусственного спутника Луны.
Стартовав с Земли 14 февраля 1972 г., «Луна-20» выполнила мягкую посадку на Луну в 120 км к северу от места посадки «Луны-16» в гористой материковой области, примыкающей к Морю Изобилия, произвела бурение грунта, забор образцов лунной породы и доставила их на Землю. Часть образцов лунного грунта, доставленного на
Землю автоматическими станциями «Луна-16» и «Луна-20», передана для анализа ученым Франции, Англии, ГДР, Болгарии, Венгрии, Чехословакии, Индии, Ирака, Румынии и Австрии. СССР и США обменялись образцами лунных пород.
«Луна-22» стартовала 29 мая 1974 г. и была выведена на селеноцентрическую орбиту для изучения поверхности Луны и окружающего ее космического пространства. За три месяца работы станция переводилась на различные орбиты высотой от 25 до 1437 км. Полученные телевизионные панорамы отличаются высоким разрешением. С помощью высотомера определялся рельеф исследуемых участков, а по их гамма-излучению — химический состав лунных пород.
Станция «Луна-23», стартовавшая 28 октября 1974 г., была выведена на селеноцентрическую орбиту и совершила посадку в южной части Моря Кризисов на участке с неблагоприятным рельефом, вследствие чего было повреждено грунтозаборное устройство. Поэтому вместо запланированного забора грунта станция работала по сокращенной программе, и 9 ноября работа была прекращена.
В соответствии с программой изучения Луны и окололунного пространства 9 августа 1976 г. был осуществлен запуск автоматической станции «Луна-24». 11 августа была осуществлена коррекция траектории. 14 августа при подлете к Луне в результате маневра торможения станция перешла на круговую селеноцентрическую орбиту. Последующие включения двигательной установки 16 и 17 августа вывели станцию на эллиптическую орбиту с максимальной высотой 120 км и минимальной высотой 12 км, а 18 августа станция совершила мягкую посадку в юго-восточном районе Моря Кризисов.
| 70 |
В итоге полетов станций «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24» было получено 330 г образцов пород из большого лунного региона, образованного Морем Изобилия, Морем Кризисов и разделяющим их материковым перешейком.
Капсулы с частью лунного грунта, доставленного станцией «Луна-24», переданы для изучения в ряд стран (США, Францию, Индию, Чехословакию, Англию).
Выдающимся достижением явилось высококачественное фотографирование обратной стороны Луны, выполненное 20 июля 1965 г. советским автоматическим аппаратом «Зонд-3» с расстояния около 10 тыс. км. Было сфотографировано 2/3 поверхности Луны, невидимой с Земли, преимущественно области, не заснятые аппаратом «Луна-3» в 1959 г. В итоге незаснятой осталось лишь 5% лунной поверхности.
В результате исследований фотографий обратной стороны Луны, сделанных аппаратами «Луна-3» и «Зонд-3», Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга (ГАИШ) совместно с рядом других организаций под научным руководством д-ра физ.-мат. наук Ю. Н. Липского (1909—1978) выпущен «Атлас обратной стороны Луны» (I часть — 1960 г., II часть—1967 г.) с каталогом, содержащим описания около 4000 впервые обнаруженных образований.
Комиссия АН СССР по наименованию образований на обратной стороне Луны на правах первооткрывателей присвоила (в 1960, 1966, 1967, 1968 гг. и позднее) небольшой части выявленных образований имена советских и зарубежных ученых, включая имена людей, связанных с космонавтикой и ракетостроением. В дополнение к наименованиям кратеров, присвоенным в 1960 г., появились: Засядко, Константинов, Кибальчич, Гансвиндт, Мещерский, Федоров (А. П.), Тихомиров, Поморцев, Артемьев, Перельман, Кондратюк, Цандер, Ветчинкин, Граве (Д. А. и И. П.), Рынин, Петропавловский, Лангемак, Королев, Разумов, Ильин, Клейменов, Бахчиванджи, Воскресенский, Гагарин, Комаров, Исаев, Косберг, Бабакин, Янгель, Келдыш, Шулейкин и др. Нескольким лунным кратерам даны имена сотрудников ГДЛ — ОКБ: Малый, Петров, Чернышев, Жирицкий, Артамонов, Гаврилов, Фирсов, Алехин, Грачев, Мезенцев, появилась кратерная цепочка Артамонова.
Лунным кратерам присвоены также легендарные имена Икара и Дедала, Ван Гу, писателей Сирано де Бержерака, Эро и Уэллса.
Учитывая основополагающий вклад ГДЛ, ГИРД и РНИИ в развитие отечественного ракетостроения, вновь открытым коллективным образованиям на обратной стороне Луны — кратерным цепочкам — присвоены
| 71 |
Комиссия дала наименование Залива Лунника району первой жесткой посадки («Луна-2») и Залива Прилунения району первой мягкой посадки («Луна-9») на лунную поверхность. Международный астрономический союз в 1970 г. и позже утвердил эти наименования.
В 1966—1967 гг. по материалам «Атласа обратной стороны Луны» и известным снимкам видимой с Земли поверхности Луны ГАИШ и Топогеодезической службой СССР под научным руководством Ю. Н. Липского были составлены и выпущены первые в мире полная карта Луны (1:5 000 000) и полный глобус Луны (1:10 000 000), а в 1968 г. был выпущен атлас из 7 карт экваториальной зоны видимого полушария Луны (1 :1 000 000). Позже в СССР и США были выпущены полные карты Луны и глобусы, составленные с использованием фотоснимков, сделанных «Зондом-3» и американским аппаратом «Лунар Орбитер». В 1975 г. была издана III часть «Атласа обратной стороны Луны», содержащая результаты изучения фотоматериалов, доставленных на Землю автоматическими аппаратами «Зонд-6, -7, -8», облетевшими Луну. Высококачественные цветные и черно-белые снимки поверхности Луны делались с высоты 1200—9600 км.
В 1979 г. в СССР вышло третье издание полной карты Луны (1:5 000 000), составленной ГАИШ и Топогеодезической службой СССР под научным руководством Ю. Н. Липского по фотографиям, полученным аппаратами «Луна-3», «Зонд-3, -6, -7, -8», «Лунар Орбитер» и наземными обсерваториями.
На этой карте более точно и подробно изображены лунные образования: моря, талассоиды, кратеры, горные хребты, пики, центральные горки, валы в морях, холмы, купола, сбросы, долины, борозды, трещины, цепочки кратеров, светлые лучевые системы и ореолы.
Советские автоматические межпланетные аппараты «Зонд», запускавшиеся в 1964—1970 гг., предназначались для изучения космического пространства и отработки техники дальних космических полетов. «Зонд-1» — «Зонд-3» имели массу около 950 кг, были снабжены системой астроориентации (по Солнцу, Земле и звезде Канопус) и корректирующей двигательной установкой. Энергопитание бортовой аппаратуры производилось от солнечных батарей. Система терморегулирования аппаратов была рассчитана на работу при различных удалениях от Солнца. Старт последней ступени ракеты-носителя с аппаратом осуществлялся с промежуточной геоцентрической орбиты.
Запущенный 2 апреля 1964 г. «Зонд-1» вышел на гелиоцентрическую орбиту. «Зонд-2», запущенный 30 ноября 1964 г. в направлении планеты Марс, впервые имел на борту 6 электрореактивных плазменных двигателей, служивших в качестве исполнительных органов системы ориентации.
«Зонд-3» запущен 18 июля 1965 г. в сторону Луны. На борту помимо научной аппаратуры имелась фототелевизионная система с автоматической обработкой пленки на борту, обладающая высокой разрешающей способностью (число строк при телевизионной передаче 1100, возможная дальность передачи изображений — до сотен миллионов километров). Во время пролета аппарата мимо Луны получено 25 снимков обратной стороны Луны с расстояния 11 570—9960 км, охватывающих
| 72 |
Передача изображений на Землю проведена с расстояния 2,2 млн. км, а повторные передачи — с расстояния до 31,5 млн. км. После пролета вблизи Луны «Зонд-3» продолжал исследование космического пространства, двигаясь по гелиоцентрической орбите.
Последующие аппараты «Зонд-4» — «Зонд-8» выводились на орбиты более мощной ракетой-носителем «Протон» с целью проведения летно-конструкторской отработки в автоматическом варианте корабля для облета Луны, проведения научных исследований и возвращения на Землю со второй космической скоростью. Последняя ступень ракеты-носителя с космическим аппаратом стартовала с промежуточной геоцентрической орбиты.
Корабль имел спускаемый аппарат с теплозащитным покрытием, приборный отсек с основными бортовыми системами (радиосвязи, телеметрии, ориентации и стабилизации, энергопитания, терморегулирования) и корректирующую двигательную установку. Система ориентации — активная, с оптическими датчиками (солнечными и земными) и системой управляющих двигателей малой тяги. Энергопитание бортовой аппаратуры осуществлялось от солнечных батарей, раскрывавшихся в полете. В спускаемом аппарате размещена научная аппаратура, фотоаппарат, радио- и телеметрическая аппаратура, система управления спуском и парашютная система.
Стартовавший 2 марта 1968 г. «Зонд-4» вышел на гелиоцентрическую орбиту. 18 сентября 1968 г. «Зонд-5» осуществил облет Луны при минимальном расстоянии от ее поверхности 1950 км и провел фотографирование Земли с расстояния 90 тыс. км. При подлете к Земле проведена коррекция траектории, обеспечившая попадание корабля в коридор входа. 21 сентября спускаемый аппарат вошел в атмосферу Земли и совершил спуск по баллистической траектории, приводнившись в Индийском океане.
В этом полете впервые в мире космический летательный аппарат после облета Луны при возвращении на Землю вошел в атмосферу со второй космической скоростью. На «Зонде-5» облет Луны с возвращением на Землю впервые совершили живые существа — черепахи.
«Зонд-6» был запущен 10 ноября 1968 г. Программа полета предусматривала облет Луны, научные исследования и возвращение на Землю с осуществлением управляемого спуска. 14 ноября «Зонд-6» облетел Луну при минимальном расстоянии от ее поверхности 2420 км, провел в районе Луны комплексные научные исследования, включая ее фотографирование с расстояний около 11 и 3,3 тыс. км. При полете к Земле проведены коррекции траектории, обеспечившие точное попадание в коридор входа. Траектория спуска имела длину около 9 тыс. км и состояла из участка первого погружения, на котором скорость снижалась до 7,6 км/с, участка внеатмосферного полета по баллистической траектории и участка второго погружения, на котором произошло основное торможение аппарата до скорости около 0,2 км/с. Управление движением на траектории спуска достигалось регулированием величины подъемной силы за счет поворота спускаемого аппарата по крену. 17 ноября спускаемый аппарат приземлился в заданном районе Советского Союза.
Схема и программа полета «Зонда-7»,
| 73 |
«Зонд-8» облетел Луну 24 октября 1970 г. на расстоянии 1120 км от ее поверхности. На высокогорной обсерватории Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга в горах Заилийского Алатау с помощью оптико-фототелевизионной аппаратуры получен снимок «Зонда-8» с расстояния 348 тыс. км. Приводнился спускаемый аппарат 27 октября в Индийском океане в 730 км юго-восточнее архипелага Чагос. В этом полете отрабатывался вариант возвращения на Землю со стороны северного полушария.
Луна — ближайшее к нам небесное тело — исследуется с различными целями. Непосредственное изучение Луны важно для понимания происхождения и строения Земли, поиска на нашей планете полезных ископаемых. Лунная станция как база удобна для ведения непрерывного глобального контроля всей поверхности Земли и окружающего ее космического пространства, для проведения уникальных астрофизических исследований.
Небольшая масса Луны (1,23% земной) требует умеренных затрат энергии для ее покидания. Для выхода на селеноцентрическую орбиту объекту достаточно сообщить скорость 1,68 км/с, а для отлета с этой орбиты к Земле еще 0,696 км/с. В сочетании с близким расположением Луны относительно Земли (384 тыс. км) существуют благоприятные условия для вовлечения лунных ресурсов в сферу космического производства, которое может быть организовано на геоцентрических и селеноцентрических орбитах. Первичную обработку лунного сырья целесообразно производить на заводах, расположенных на Луне и использующих солнечную энергию. Анализ состава лунных пород, доставленных на Землю, показал, что они богаты кислородом, кремнием, алюминием, железом, титаном и магнием. Так, они содержат 40—61% окиси кремния и 10—35% окиси алюминия. Это соответствует содержанию 21—33% кислорода в породах с окисью кремния и 4,7—16,7% в породах с окисью алюминия. Лунные заводы по получению кислорода из этого сырья могли бы обеспечить окислителем местные нужды и заправку космических транспортных грузовых и пилотируемых кораблей местного и дальнего следования как на Луне, так и на селеноцентрической орбите. При использовании в ракетных двигателях в качестве горючего кремния и кислорода как окислителя может быть достигнут удельный импульс до 280 с, а при использовании алюминия с кислородом — 290 с. Однако не исключено наличие на Луне и источников углеводородного горючего. Луна не является, как ранее полагали, остывшим, мертвым телом, а обладает внутренним теплом, на ней происходят лунотрясения и выделения вулканических газов, обычно совпадающие по времени с действием приливных сил. Остаточная вулканическая деятельность наблюдается в нескольких районах Луны.
Вулканическое газовыделение отмечено, например, в кратере Аристарх и долине Шретера. Истечение углеродсодержащих газов в лунных кратерах подтверждается также
| 74 |
Таким образом, одной из основных ближайших задач космонавтики является глобальная разведка Луны и составление карты ее полезных ископаемых.
Широкое использование Луны — крупный этап, который нельзя миновать в развитии космонавтики.
Следует отметить, что доставка с территории СССР на лунную поверхность груза с мягкой посадкой требует меньших энергетических затрат, чем доставка этого же груза на геостационарную орбиту.
Исследование Луны автоматическими аппаратами является первым этапом ее изучения. Следующим этапом должны быть пилотируемые экспедиции, создающие на Луне сначала временные базы, затем долговременные и, наконец, постоянные. При этом должны разумно сочетаться исследования Луны автоматами и экспедициями.
Так будут закладываться основы для широкого изучения, освоения и использования единственного естественного спутника Земли.