Как 50 лет назад СССР доставил на Землю лунный грунт?

С удивлением и гордостью можно вспомнить, что ровно полвека назад советская автоматическая станция взяла пробу лунного грунта и доставила её на Землю. В последующие годы СССР успешно воспроизвёл эту операцию ещё два раза, но до сих пор ни одна страна этого не повторила.

Лишь в декабре 2020 г. Китай планирует запустить космический аппарат для доставки образцов лунного грунта на Землю, что должно стать огромным достижением для одной из самых развитых стран современного мира. С 1959 г. СССР уверенно лидировал в исследовании Луны космическими аппаратами. Список рекордов впечатляет: 1959 г. — первый пролёт вблизи Луны, первая жёсткая посадка на Луну, первая съёмка обратной стороны Луны; 1966 г. — первая мягкая посадка на Луну, первый искусственный спутник Луны. Следующими этапами исследования Луны должны были стать доставка на Землю лунного грунта и работа автоматических самоходных лабораторий — «луноходов». На январь 1969 г. был запланирован первый в мире облёт Луны космонавтами (космические корабли «Союз 7К-Л1» проходили беспилотные испытания в 1967—1968 гг.). Полёт космонавтов был отменён после того, как США месяцем ранее сообщили о том, что их пилотируемый корабль облетел Луну.

Компьютерная модель корабля 7К-Л1 Фото: Ebs08, ru.wikipedia.org В 1969 г. СССР разработал автоматическую межпланетную станцию (АМС) для доставки на Землю образцов лунного грунта. На июль того же года американцы анонсировали высадку людей на Луну со сбором и доставкой на Землю десятков килограммов грунта. Советский Союз стремился опередить США. Первая попытка была сделана за месяц до этого и закончилась неудачей — разгонный блок (космическая ступень) ракеты-носителя не смог вывести аппарат на нужную траекторию. Вторая попытка — запуск АМС «Луна-15» — состоялась за три дня до старта американского «Аполлона-11», но задание также не было выполнено: аппарат разбился о поверхность Луны по неизвестной причине (предположительно, столкнулся с горой). Следующая попытка была предпринята более чем через год: 12 сентября 1970 г. была запущена «Луна-16». Через восемь дней станция успешно села в лунном море Изобилия, произвела забор грунта и на следующий день отправила его на Землю. 24 сентября возвращаемый аппарат со 101 граммом лунного грунта опустился на парашюте в казахской степи. После этого было выполнено ещё четыре запуска аналогичных аппаратов. Два из них также стали успешными.

Как это было сделано? АМС типа «Луна-16» были похожи на детскую пирамидку из трёх частей: посадочная ступень, ракета «Луна — Земля» и возвращаемый аппарат (маленький шарик на вершине «пирамидки»).

Первые две части имели свои двигательные установки, предназначенные, соответственно, для посадки на Луну и для отлёта к Земле.

Возвращаемый аппарат имел три отсека, в которых располагались радиопередатчики с антеннами (для обнаружения аппарата на Земле после возвращения), аккумуляторы, тормозной и основной парашюты, контейнер для размещения образца лунного грунта.

На посадочной ступени также имелось специальное грунтозаборное устройство с маленьким буровым станком, установленным на конце поворотной штанги.

Конструкция АМС «Луна-16» и стадии операций на поверхности Луны Фото: space.stackexchange.com АМС «Луна-16» была запущена тяжёлой ракетой-носителем «Протон-К» с разгонным блоком, двигатель которого включился уже в космосе и вывел аппарат на траекторию полёта к Луне. Через пять дней станция вышла на окололунную орбиту, а ещё через три дня, 20 сентября, совершала мягкую посадку на дне самого глубокого лунного моря (средняя глубина «моря» — 4 км). В тот же день было выполнено бурение лунного грунта на гл убину 35 см и забор столбика грунта диаметром 2 см.

Бурение лунного грунта Фото: itgsol.ucoz.com АМС «Луна-24» имела другое грунтозаборное устройство. Оно позволяло получить столбик породы высотой более 1,5 метров. Оригинальная конструкция устройства обеспечивала упаковку столбика в мягкую трубку, которая аккуратно наматывалась на специальную катушку для размещения в маленьком пространстве возвращаемого на Землю шарика.

На следующий день взлётная ступень станции (или ракета «Луна — Земля») с бесценным грузом стартовала в обратный путь.

Старт взлётной ступени с Луны Взято из интернета Фото: blitznews.ru Место посадки и момент старта с Луны были рассчитаны так, чтобы вертикально стартующая ракета попала в нужную точку земного шара без коррекции траектории (для которой уже не оставалось топлива).

Схема полёта АМС «Луна-16»: 1 — выведение на околоземную орбиту; 2 — полёт по околоземной орбите; 3 — разгон для полёта к Луне; 4 — траектория полёта к Луне; 5 — коррекция траектории; 6 — торможение и выход на окололунную орбиту; 7 — орбита Луны; 8 — снижение высоты окололунной орбиты; 9 — круговая окололунная орбита высотой 20 км; 10 — мягкая посадка на лунную поверхность и забор грунта; 11 — старт ракеты «Луна — Земля»; 12 — траектория полёта к Земле; 13 — отделение возвращаемого аппарата от ракеты «Луна — Земля» Фото: С. П. Уманский. Космическая Одиссея. Москва, «Мысль». 1988 г. Примерно через 3 суток, 24 сентября, возвращаемый аппарат (шарик диаметром 50 см) отделился от взлётной ступени и спустя несколько часов ворвался в атмосферу Земли на скорости около 11 км в секунду (перегрузки при этом превысили 315 g!). В плотных слоях атмосферы последовательно сработали тормозной и основной парашют, вышли антенны, заработал радиопередатчик. Поисковая группа уже находилась в районе посадки в 80 км от города Джезказгана и наблюдала посадку «шарика» с вертолёта.

Таким образом, ровно полвека назад СССР совершил грандиозное научно-техническое достижение и до сих пор остаётся единственной страной, автоматические аппараты которой доставили на Землю образцы лунного грунта. Теги: Луна, полет на Луну, СССР, космический аппарат

Автор: Валерий Кузнецов
© Shkolazhizni.ru