Это первый космический аппарат, запущенный в нашей стране в сторону ночного светила после 46-летнего перерыва. Тем самым Россия возвращается на Луну, где её беспилотные посланцы уже были, и им принадлежат все пионерские достижения в этом разделе космонавтики.

В статье рассказывается об истории изучения Луны с помощью советских автоматических станций серии «Луна» в период с 1958 по 1976 год.

Программа изучения Луны с помощью автоматических станций – одна из самых ярких и захватывающих страниц отечественной космонавтики. Начавшись в 1959 году, а фактически годом раньше, после первой, к сожалению, неудачной попытки запуска «лунника», она без малого два десятка лет держала в напряжении весь мир, раз за разом демонстрируя уникальные достижения советских конструкторов, создававших невероятные, казавшиеся фантастическими образцы космической техники.

Благодаря станциям серии «Луна» нашей страной были завоёваны все приоритеты по лунным автоматическим станциям: первый аппарат, достигший поверхности Луны, первый снимок обратной стороны Луны, первая мягкая посадка, первый искусственный спутник Луны, первый луноход и так далее. В конце 1950-х – начале 1960-х годов по Луне мы всегда были первыми.

Благодаря станциям серии «Луна» нашей страной были завоёваны все приоритеты по лунным автоматическим станциям: первый аппарат, достигший поверхности Луны, первый снимок обратной стороны Луны, первая мягкая посадка, первый искусственный спутник Луны, первый луноход и так далее. В конце 1950-х – начале 1960-х годов по Луне мы всегда были первыми.

Лишь спустя 40 лет по автоматам наша страна упустила одно пионерское достижение – китайцы смогли совершить первую мягкую посадку на обратной стороне Луны и доставить туда луноход «Юйту-2», который функционирует там уже два года. Чтобы повысить эффективность его работы, в точке Лагранжа L₂ был размещён спутник-ретранслятор, обеспечивающий непрерывную связь аппарата с Землёй.

Пока никаких эпохальных научных открытий китайцам сделать не удалось. Но с технической точки зрения этот эксперимент важен для будущих межпланетных перелётов. И не только при экспедициях автоматических аппаратов, но и в пилотируемых миссиях.

Поэтому будет нелишним вспомнить о тех лунниках, которые были запущены ещё в советскую эпоху.

Тем более что и повод для этого есть – летом 2022 года в полёт отправится автоматическая станция «Луна-25», первая лунная станция, созданная в России. Она станет первым космическим аппаратом (КА), который наша страна отправляет к Луне после долгих лет «молчания» .

Само название и нумерация аппарата подчёркивают его преемственность с теми станциями, которые были запущены в 1950–1970-е годы. Хочется надеяться, что и результаты будущей миссии будут сравнимы с достижениями прежних лет.

НАЧАЛО ИЗУЧЕНИЯ ЛУНЫ

В СССР реализация программы изучения Луны с помощью космических аппаратов началась вскоре после успешных запусков первых искусственных спутников Земли. Этот шаг был достаточно логичен для космонавтики тех лет – естественный спутник нашей планеты является самым близким к нам небесным телом.

Сформулированная в 1958 году лунная программа была разбита на несколько этапов. Каждый из них может рассматриваться и как обособленная программа, и как часть комплексной программы, основной целью которой являлось создание основы для отправки на Луну человека. Обратите внимание, об этом задумывались уже тогда, когда технические средства для осуществления межпланетных полётов были ещё только в мечтах.

Лунная программа была сформулирована в 1958 году. И несмотря на то, что технические средства для межпланетных полётов в это время были ещё только в мечтах, главной целью лунной программы был полёт на Луну человека.

Первый этап, обозначенный как Е-1, предусматривал попадание космического аппарата в видимый диск Луны. На созданной в этих целях станции были размещены радиоаппаратура, телеметрическая система, научное оборудование, предназначенное для изучения интенсивности и состава космических лучей, газовой компоненты межпланетного вещества, метеорных частиц, корпускулярного излучения Солнца, магнитного поля.

Масса последней ступени ракеты-носителя (РН) с космическим аппаратом составляла 1472 килограмма (для слегка модифицированной станции типа Е-1А – 1511 килограммов), масса контейнера с научной аппаратурой – 361,3 килограмма (для Е-1А – 390,2 килограмма).

 Рис. 1. Станции «Луна-1, -2, -3»

Станция несла и вымпел с изображением государственного герба СССР и другой атрибутики, призванной зафиксировать приоритет нашей страны в покорении Луны.

В ходе реализации этапа Е-1 были предприняты шесть попыток запуска станций к Луне.

Четыре старта (три в 1958 году и один в 1959 году) были неудачными. Во всех этих случаях подвёл носитель. Ещё один старт считается частично успешным – запущенная 2 января 1959 года автоматическая станция успешно вышла на траекторию полёта к Луне, но в диск небесного тела не попала, а прошла на расстоянии в 6000 километров от его поверхности. Тем не менее в ходе её полёта были установлены два других приоритета – впервые была достигнута вторая космическая скорость и впервые земной аппарат вышел на гелиоцентрическую орбиту.

В мировой печати станция, ставшая первой искусственной планетой Солнечной системы, получила название «Мечта».

Кстати, о названии станции. В сообщении ТАСС о её запуске космический аппарат был назван «первой советской космической ракетой». Космической ракетой в том году именовались и другие успешно запущенные лунники. Лишь в апреле 1963 года, когда состоялся запуск очередной лунной станции, она была официально названа «Луной-4». А запущенные в 1959 году космические аппараты задним числом получили собственные названия «Луна-1», «Луна-2» и «Луна-3». И именно под этими названиями сегодня и фигурируют в литературе.

Лишь шестой запуск в рамках реализации первого этапа завершился полным успехом – 14 сентября 1959 года станция достигла поверхности Луны в Море Ясности, вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик.

Второй этап программы, обозначенный как Е-2, предполагал проведение фотосъёмки обратной стороны лунной поверхности. Учёных, и не только их, давно интересовало, что же скрывает от людского взора природа. И как только появилась техническая возможность, такой проект был реализован, причём реализован с первой попытки.

Запущенная 4 октября 1959 года третья советская космическая ракета, или станция «Луна-3», чтобы не вносить излишнюю путаницу, была выведена на высокую эллиптическую орбиту. Её масса вместе с последней ступенью носителя составила 1553 килограмма, масса фотографического комплекса, научной и измерительной аппаратуры с источниками питания – 435 килограммов.

Рис. 2. Станция «Луна-9» на Луне

Спустя три дня станция обогнула Луну и прошла на расстоянии 6200 километров от её поверхности. После того как плёнки были проявлены на борту станции, с помощью фототелевизионной системы изображения отправили на Землю.

Публикация в газетах снимков обратной стороны Луны вызвала в мировой прессе настоящий фурор. Люди воочию увидели не только «тёмную сторону Луны», но и возможности советской космической техники.

Публикация в газетах снимков обратной стороны Луны вызвала в мировой прессе настоящий фурор. Люди воочию увидели не только «тёмную сторону Луны», но и возможности советской космической техники.

Этап Е-3 предполагал проведение детальной фотосъёмки лунной поверхности. По схеме своей реализации он мало чем отличался от предыдущего этапа лунной программы, разве что планировалось получить более качественные снимки поверхности ночного светила.

Но реализовать этот этап не удалось – два пуска, состоявшиеся в апреле 1960 года, были неудачными. Так как не качество снимков на тот момент являлось главной задачей конструкторов, то и продолжения третий этап не получил – новых станций типа Е-3 больше не запускали .

Был ещё этап Е-4, предполагавший проведение на поверхности Луны ядерного взрыва. Тем самым планировалось продемонстрировать всему миру возможности советской ракетной техники, да и военную мощь державы.

В короткие сроки был разработан технический проект аппарата, который должен был доставить ядерный заряд на Луну, проведены все необходимые расчёты, предварительно намечена точка лунной поверхности, где предполагалось провести ядерное испытание, началась адаптация ракеты под опасный груз. Особых проблем не возникло, тем более что атомщики гарантировали быстрое изготовление заряда.

В короткие сроки был разработан технический проект аппарата, который должен был доставить ядерный заряд на Луну, проведены все необходимые расчёты, была предварительно намечена точка лунной поверхности, где предполагалось провести ядерное испытание, началась адаптация ракеты под опасный груз. Особых проблем не возникло. Тем более что атомщики гарантировали быстрое изготовление заряда.

Но до реализации этого этапа дело также не дошло – учёные достаточно быстро поняли, что в отсутствии атмосферы на Луне взрыв вряд ли будет виден на Земле, а технические сложности, связанные с реализацией этой идеи, едва ли будут сопоставимы с произведённым эффектом. Поэтому проект отодвинули в сторону, хотя макет ядерного заряда был изготовлен.

ТРУДНЫЙ ПУТЬ К МЯГКОЙ ПОСАДКЕ

Следующие этапы изучения Луны автоматическими станциями предполагали вывод космических аппаратов на селеноцентрическую орбиту, проведение картографирования лунной поверхности и мягкую посадку на Луну. Пуски в рамках этих программ проводились начиная с января 1963 года.

Чтобы воплотить в жизнь задуманное, потребовалось создать станцию нового типа – Е-6. На ней размещались система астроориентации, система управления движением и бортовой радиоаппаратурой, системы электропитания и терморегулирования, научное оборудование и другие системы. Для тех аппаратов, которые предназначались для мягкой посадки, была установлена тормозная двигательная установка.

Путь к мягкой посадке оказался чрезвычайно труден, как это было в начале освоения Луны с задачей попадания в диск ночного светила. Тогда это удалось сделать с шестой попытки. Мягкую же посадку смогла совершить только 12-я станция.

Первые попытки потерпели неудачу на различных участках полёта. В одних случаях подвёл носитель, в других – система астроориентации, ещё в некоторых – тормозная двигательная установка.

Естественно, сдвинулись вправо и сроки реализации задуманного. Согласно первоначальным планам, выполнить мягкую посадку предполагалось в 1964 году, но удалось это сделать только 3 февраля 1966 года [2, 5].

В тот день спускаемый аппарат станции «Луна-9» прилунился в Океане Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 7° 8’ с. ш. и 64° 22’ з. д. На Землю был передан большой объём информации о нашей соседке. Впервые в мире передавалась телевизионная картинка непосредственно с поверхности другого небесного тела.

В тот день спускаемый аппарат станции «Луна-9» прилунился в Океане Бурь. Впервые в мире передавалась телевизионная картинка непосредственно с поверхности другого небесного тела.

А спустя два месяца после первой мягкой посадки первый земной аппарат был выведен на селеноцентрическую орбиту. Первым искусственным спутником Луны в истории космонавтики стала станция «Луна-10».

На её борту была установлена разнообразная научная аппаратура: гамма-спектрометр для исследования интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунной поверхности, прибор для изучения солнечной плазмы, приборы для регистрации инфракрасного излучения поверхности Луны, регистратор метеорных частиц. Естественно, размещалась и фотоаппаратура для съёмки лунной поверхности. На орбите вокруг Луны станция активно функционировала 56 суток.

В 1966–1968 годах состоялось ещё несколько полётов станций типа «Луна». Три космических аппарата («Луна-11», «Луна-12», «Луна-14») были выведены на орбиту вокруг Луны, а одна станция («Луна-13») совершила мягкую посадку на лунную поверхность.

Полёты советских автоматических станций к Луне заложили основу для возможной отправки на неё человека.

Полёты советских автоматических станций к Луне заложили основу для возможной отправки на неё человека.

Это был необходимый и, можно считать, достаточный шаг по подготовке пилотируемой экспедиции.

А такая подготовка в нашей стране активно велась, но до воплощения в жизнь в силу разнообразных причин дело не дошло, несмотря на то, что в рамках подготовки пилотируемого полёта к Луне состоялось более 10 полётов беспилотных космических средств. Все они проходили в период с 1967 по 1971 год, и аппараты запускались под обозначениями «Зонд» и «Космос». Так как в статье речь идёт только о станциях с обозначением «Луна», то эти полёты останутся за рамками рассмотрения. Советской пилотируемой лунной программе будет посвящена отдельная статья .

«ЛУННЫЙ ГЕОЛОГ» И «ЛУНОХОД»

Если до 1968 года полёты станций серии «Луна» можно считать подготовительным этапом пилотируемой программы, то полёты после 1969 года следует считать «осколками» этой программы. Новые космические аппараты создавались с использованием тех технических решений, которые применялись при разработке пилотируемых средств.

Новые этапы программы получили обозначения Е-8 (луноход), Е-8ЛС (спутник Луны) и Е-8-5 (доставка лунного грунта). Их полёты в какой-то степени скрасили горечь от наших нереализованных надежд по отправке человека на Луну.

Разработкой самоходных лунных аппаратов советские конструкторы занялись ещё в начале 1960-х годов. Этим средствам передвижения по лунной поверхности, ставшим потом известными всему миру как луноходы, предназначалась роль «глаз Земли» ещё до того, как на лунную поверхность опустится человек. Они же должны были служить средством передвижения космонавтов по Луне.

Разработкой луноходов занимались в КБ (ныне НПО) имени С. А. Лавочкина под руководством Г. Н. Бабакина*. Самоходное шасси для лунохода было создано в ленинградском ВНИИтрансмаш под руководством А. Л. Кемурджиана**.

Эскизный проект лунохода был утверждён осенью 1966 года, а конструкторскую документацию подготовили спустя год. Размеры аппарата, так же, как и его масса, определялись возможностями ракеты-носителя «Протон», с помощью которой предполагалось организовать доставку.

Рис. 3. Станция «Луна-10»

Луноход представлял собой установленный на самоходное шасси герметичный приборный отсек. Масса аппарата (по исходному проекту) – 900 килограммов, позже уменьшена до 756 килограммов. Диаметр по верхнему основанию корпуса – 2,15 метра, высота – 1,92 метра, длина шасси – 2,215 метра. Максимальная скорость передвижения по Луне – 4 километра в час.

К тому моменту, когда стало ясно, что с высадкой советского человека на Луну придётся повременить, уже были изготовлены несколько экземпляров «лунных тележек». Было решено всё же доставить их на Луну и использовать в автоматическом режиме.

Впервые такую попытку предприняли 19 февраля 1969 года. Но неудача поджидала конструкторов уже в самом начале – подвела ракета «Протон», взорвавшаяся на участке выведения.

После первой неудачи полёты луноходов решили отложить – на первое место вышла доставка на Землю образцов лунного грунта.

Идея о создании станций типа Е-8-5, а именно так аппарат обозначался в конструкторской документации, родилась у главного конструктора КБ имени С. А. Лавочкина Г. Н. Бабакина задолго до того, как «лунная гонка» подошла к своему финалу. Он полагал, что аппараты подобного типа полетят не только на Луну, но и на другие планеты. Но в конце 1960-х годов не было задачи важнее, чем опередить американцев, поэтому и делали станцию только в лунном варианте.

За основу была взята посадочная ступень Е-8, которую разрабатывали для доставки лунохода. Вместо самоходного устройства на ней планировалось установить бур для взятия образцов, а доставку грунта на Землю обеспечить ракетой «Луна – Земля». Масса станции должна была составлять приблизительно пять тонн.

С началом полётов по этой программе очень спешили. Очень хотелось получить образцы лунного грунта ещё до того, как это сделают американцы. Но тем не менее первую станцию смогли подготовить к старту только летом 1969 года, когда до старта «Аполлона-11» оставалось совсем немного времени.

Как это часто бывает, первый блин вышел комом. Первая попытка запустить станцию типа Е-8-5 была предпринята 14 июня 1969 года. Из-за ошибки в системе управления не произошёл запуск двигательной установки блока «Д». Станция не вышла даже на околоземную орбиту.

Вторая попытка была сделана 13 июля 1969 года, за три дня до старта «Аполлона-11». На этот раз первый этап полёта прошёл нормально, станция вышла сначала на околоземную орбиту, потом успешно стартовала в сторону Луны, а затем была выведена на селеноцентрическую орбиту. Она получила название «Луна-15».

Всё шло хорошо до того момента, пока не пришла пора садиться на Луну. Рельеф предполагаемого места посадки был неизвестен, там оказалась гора, в которую и врезалась станция.

В 1969 году были предприняты ещё две попытки запуска станций типа Е-8-5. Но обе оказались неудачными – подвёл разгонный блок «Д», который не обеспечил перевод станций на траекторию полёта к Луне.

И следующий год начался с неудачи – 6 февраля 1970 года во время запуска погиб очередной «космический геолог».

И лишь станции «Луна-16» удалось выполнить то, к чему стремились конструкторы.

Она была запущена 12 сентября 1970 года, спустя восемь дней совершила мягкую посадку на поверхность Луны в районе Моря Изобилия, а ещё через сутки с образцами лунного грунта отправилась в обратный путь.

24 сентября 1970 года возвращаемый аппарат станции «Луна-16» совершил мягкую посадку на территории СССР. На Землю были доставлены 101 грамм лунного грунта. С большими предосторожностями грунт извлекли из капсулы и отправили в лабораторию Академии наук СССР, где он подвергся тщательному исследованию.

В последующие годы ещё несколько раз предпринимались попытки доставить лунный грунт на Землю. Точнее, таких попыток было пять.

Три из них были неудачными – один раз произошла авария носителя на участке выведения, в другой раз авария случилась при попытке посадки на Луну, а третьем случае, хотя станция и опустилась на лунную поверхность, было повреждено грунтозаборное устройство. А вот два полёта оказались успешными, и советские учёные получили образцы ещё из двух районов лунной поверхности.

А теперь вновь о луноходах. К работе над ними возвратились в середине 1970 года. А в космос отправили только после того, как на Землю всё-таки удалось доставить «кусочек Луны».

Рис. 4. Станция «Луна-16»

Старт автоматической станции «Луна-17» с «Луноходом» состоялся 10 ноября 1970 года. Ровно через семь дней, 17 ноября, станция совершила мягкую посадку на Луне, в Море Дождей. В тот же день с посадочной платформы на лунную поверхность съехал «Луноход».

Аппарат был рассчитан на два месяца работы на лунной поверхности, а проработал 11 месяцев (до 14 сентября 1971 года) и наездил более 10 километров. На Землю было передано 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Максимальная скорость движения составила 2 километра в час.

В течение первых трёх месяцев запланированной работы помимо изучения поверхности аппарат выполнял ещё и прикладную программу, в ходе которой отрабатывал поиск района посадки лунной кабины. Делалось это на тот случай, если бы было решение всё-таки отправить советских космонавтов на Луну. Но лунную программу этот полёт спасти не мог, и второй луноход был запущен только для того, чтобы «добро не пропадало».

«Луноход-2» конструктивно мало отличался от своего предшественника. Он прилунился 15 января 1973 года на восточной окраине Моря Ясности. За четыре месяца работы на Луне «Луноход-2» преодолел расстояние в 42 километра и передал на Землю 86 панорам и около 80 тысяч кадров телесъёмки.

Заканчивая рассказ об автоматических лунных станциях, упомяну также полёты по программе Е-8ЛС. Станции этого типа создавались для детальной фотосъёмки лунной поверхности в надежде на осуществление пилотируемых полётов. Предполагался запуск не менее пяти аппаратов, но состоялось только два полёта – в 1971 и в 1974 годах. Необходимости в запуске других станций этого типа просто не было.

В 1976 году программа полёта советских автоматических станций к Луне была полностью закрыта. Последней стала станция «Луна-24», о которой в статье уже было упомянуто [6, 7].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Информация о состоявшихся пусках автоматических лунных станций серии «Луна» приведена в таблице 1.

Таблица 1. Пуски советских станций типа «Луна» в период с 1958 по 1976 год

И как итог немного статических сведений.

В период с 1958 по 1976 год в СССР были предприняты 43 попытки запуска лунных автоматических станций серии «Луна». Из этого числа 19 стартов закончились авариями на участках работы ракеты-носителя или разгонного блока. Ещё в девяти случаях станции не смогли выполнить свою задачу, хотя и были выведены на траекторию полёта к Луне.

А вот 15 полётов были полностью успешными. Хочется надеяться, что и запланированный полёт «Луны-25» также будет успешным и впишет новую яркую страницу в космическую летопись.

Литература

1. Бурцева Н. Л. АО «НПО Лавочкина»: как создаются аппараты для освоения Луны и Марса // Воздушно-космическая сфера. 2017. № 3. С. 28-35.
2. Железняков А. Тайны ракетных катастроф. М.: Яуза, 2004.
3. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С. П. Королёва. 1946–1996 / Под ред. Ю. П. Семёнова. М., 1996.
4. Черток Б. Е. Ракеты и люди. М.: Машиностроение, 1999. 416 c.
5. Советская космическая инициатива в государственных документах 1946–1964. М.: РТСофт, 2008.
6. Долинин А.И. Лунная одиссея на Земле // Воздушно-космическая сфера. 2016. № 1. С. 116-122.
7. Железняков А., Шлядинский А. «Царь-ракета» Н-1. «Лунная гонка» СССР. М.: Эксмо, Яуза, 2016. 112 с.

References

1. Burtseva N. L. AO "NPO Lavochkina": kak sozdayutsya apparaty dlya osvoeniya Luny i Marsa. Vozdushno-kosmicheskaya sfera, 2017, no. 3. S. 28-35.
2. Zheleznyakov A. Tayny raketnykh katastrof. Moscow, Yauza, 2004.
3. Raketno-kosmicheskaya korporatsiya "Energiya" imeni S.P. Koroleva. 1946–1996 / Pod red. Yu.P. Semenova. Moscow, 1996.
4. Chertok B. E. Rakety i lyudi. Moscow, Mashinostroenie, 1999. 416 p.
5. Sovetskaya kosmicheskaya initsiativa v gosudarstvennykh dokumentakh 1946–1964. Moscow, RTSoft, 2008.
6. Dolinin A. I. Lunnaya odisseya na Zemle. Vozdushno-kosmicheskaya sfera, 2016, no. 1, pp. 116-122.
7. Zheleznyakov A., Shlyadinskiy A. "Tsar'-raketa" N-1. "Lunnaya gonka" USSR. Moscow, Eksmo, Yauza, 2016. 112 p.

© Железняков А. Б., 2022
Изображения Александр Шлядинский

***

История статьи:

Поступила в редакцию: 17.01.2022

Принята к публикации: 10.02.2022

Модератор: Плетнер К. В.

Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования:

Железняков А. Б. Автоматы изучают Луну. Из истории советской лунной программы // Воздушно-космическая сфера. 2022. № 1. С. 94-103.