Негостеприимная Луна
Несмотря на то, что космические запуски продолжаются уже более 65 лет, полеты к Луне по прежнему остаются непростой задачей. В XXI веке, как и в прошлом, исследования Луны автоматическими станциями происходит с огромными трудностями. Не обходилось и без серьезных потерь…
Советские космические победы давались непросто
Великий советский конструктор Сергей Павлович Королев сразу после успешного запуска двух первых искусственных спутников Земли в 1957 году поставил перед инженерами ОКБ-1 задачу – достичь Луны и доставить на ее поверхность вымпел с гербом Советского Союза. Эта идея получила поддержку советского правительства и работы по созданию простейших межпланетных станций серии Е-1 пошли быстрыми темпами, но…
Первые три попытки 23 сентября, 11 октября и 4 декабря 1958 года оказались неудачными из-за аварий тогда еще ненадежных ракет-носителей, созданных на базе баллистической ракеты Р-7 (7К72).
При четвертой попытке 2 января 1959 г. автоматическая станция в Луну не попала, а выйдя на орбиту вокруг Солнца, стала первой в мире искусственной планетой. Она получила официальное название «Луна-1», а среди журналистов – «Планета МЕЧТА».
18 июня 1959 года - вновь авария ракеты и только шестая попытка оказалась относительно удачной: 14 сентября 1959-го «Луна-2» врезалась в поверхность спутника Земли и стала первым объектом, созданным человеком, достигшим Луны.
С Земли с помощью телескопов за несколько столетий было изучено лишь около 60% поверхности естественного спутника, а 40 % поверхности Луны человечество никогда не видело. Потому Королёв поставил следующую задачу – создать автоматический аппарат Е-2 для фотографирования невидимой с Земли стороны Луны и Е-3 – для съемки под углом для выявления рельефа поверхности. Интересно, что для этих станций в НИИ-380 была разработана фототелевизионная система «Енисей-2», которая в автоматическом режиме производила съемку на фотопленку, проявляла и сушила ее. Затем негативное изображение считывалось электронно-лучевой трубкой и после прохождения фотоэлектронного умножителя передавалось по радиоканалу на Землю.
Первый же пуск аппарата Е-2 4 октября 1959 года оказался успешным: автоматическая станция «Луна-3» выполнила задачу с первой попытки. После облета Луны она отправила на Землю изображения ранее неизвестной человечеству области Луны.
А вот оба пуска станций серии Е-3 15 и 19 апреля 1960 года для сьемки изображения лунной поверхности под углом оказались неудачными опять из-за аварий ракет-носителей 8К72.
В начале 1960-х актуальной стала высадки человека на Луну, а для этого надо было сначала выяснить механические свойства лунного грунта (не провалится ли корабль в лунную пыль), для чего надо было выполнить мягкую посадку автоматического аппарата и получить от него изображение лунной поверхности с близкого расстояния. Эту проблему, естественно, взялся решать Королёв в своем ОКБ-1. Для отработки мягкой посадки были созданы космические аппараты серии Е-6. Для их запусков к Луне была использована новая ракета-носитель (8К78, позже названа «Молния»). Первый пуск станции Е-6, состоявшийся 4 января 1963 года оказался неудачным из-за аварии четвертой ступени ракеты. Неудачными по разным причинам оказались и следующие 10 пусков. Некоторые из запускаемых станций Е-6 оставались на околоземной орбите и получали название «Космос». Те, что все же улетали к Луне, получали названия от «Луна-4» (старт 2 апреля 1963 года) до «Луна-8» (3 декабря 1965 года), но мягкую посадку они по различным причинам так и не выполнили. Королев не дожил да первой успешной мягкой посадки и не узнал, что его предсказание «считать Луну твердой» оправдалось. Еще при его жизни, в 1965 году, тема всех межпланетных станций была передана из королевского ОКБ-1 в конструкторское бюро, которым руководил Георгий Бабакин. Его коллективу 31 января 1966 года (через 15 дней после кончины Королёва) впервые в мире удалось прилунить автоматическую станцию Е-6М «Луна-9» и получить с нее телевизионное изображение панорамы окружающей поверхности.
Но и Георгию Бабакину, и его последователям Луна давалась нелегко. Решить следующие по важности задачи удавалось далеко не сразу. Вывести автоматическую станцию Е-6С «Луна-10» на окололунную орбиту 31 марта 1966 года удалось только со второй попытки, а испытать лунный орбитальный ретраслятор 7 апреля 1968 года (Е-6ЛС, "Луна-14") - с третьей.
Так-же, со второй попытки, 10 ноября 1970 года на Луну станцией Е-8 «Луна-17» был доставлен первый в мире «Луноход-1», который прошел под управлением с Земли более 10 километров по лунной поверхности.
А вот, первая в мире доставка на Землю лунного грунта автоматическим аппаратом удалась лишь с 6-й попытки. Это произошло в сентябре 1970 года. Станция Е8-5 «Луна-16» привезла на Землю 101 грамм грунта из Моря Изобилия. Через два года Е8-5М «Луна-20» доставила 53 грамма материкового грунта, а еще через два года, в августе 1976 года, «Луна-24» - добыла 170 граммов из геологического разреза Моря Кризисов, с глубины 2 с половиной метра.
Лишь орбитальные фотографы Е-6ЛФ «Луна-11» и «Луна-12» в 1966 году выполнили свои задачи с первой попытки.
Не лучше лунные дела шли и у американцев
Первые попытки запусков в сторону Луны проводились NASA в 1958-1959 годах по программе "Пионер" (Pioneer).
Все первые пять попыток оказались неудачными. Задача – получить фотографии невидимой стороны Луны и исследование с пролетной траектории – выполнена не была. Вот лишь некоторые примеры лунных провалов американцев:
- "Пионер" без номера был потерян 17 августа 1958 года в результате взрыва ракеты-носителя при старте.<br>
- "Пионер-1" в октябре того же года не смог набрать нужную скорость. Космический аппарат не долетел до Луны, сгорев в атмосфере Земли. Та же судьба постигла два следующих аппарата серии.
- "Пионер-4" в 1959 году пролетел мимо Луны на расстоянии более 60 000 км. Фотографирование не удалось. Аппарат стал первой американской искусственной планетой.
В 1959-1960 годах NASA пыталось осуществить программу по выведению космического аппарата на окололунную орбиту, чтобы получить телеизображение Луны и измерить её магнитное поле. Но все 4 попытки тоже не увенчались успехом.
Потерпев неудачу со сьемками Луны при облете и пролете по программе «Пионер», NASA приняло программу «Рейнджер» (Ranger), позволявшую получать снимки поверхности Луны во время падения на нее станций. Но и эта программа забуксовала. С 1961 по 1964 год было запущено 6 аппаратов, и все они закончились неудачей. Только Рейежджер-7 смог передать первые снимки поверхности.
На этом черная полоса исследований Луны для НАСА практически закончилась. Программа Lunar Orbiter по получению изображения поверхности Луны для составления карты выполнена в 1966-1967 годах полностью. Все пять пусков были удачными.
Программа Surveyor, целью которой была в 1966-1967 годах отработать мягкую посадку, тоже выполнена, хотя из 7 попыток две были авариными. Затем последовала лунная пилотируемая программа «Аполлон» (Apollo), выполненная блестяще, но не имеющая продолжения уже несколько десятилетий.
Луна по-прежнему негостеприимна
В новом тысячелетии лунные исследования проще не стали. Например, 22 февраля 2019 года к Луне стартовал первый в истории мировой космонавтики частный космический аппарат. Им стал «Берешит», созданный израильской компаний.. Аппарат должен был совершить мягкую посадку в районе Моря Ясности, но на спуске отказал один из приборов и аппарат разбился.
Этот же 2019 год стал неудачным и для Индии. Космический аппарат «Чандраян-2» доставил на окололунную орбиту посадочную платформу «Викрам» с луноходом «Прагъян». Но при спуске с орбиты на Южный полюс отказал двигатель посадочного модуля и луноход разбился.
В этом году не повезло ОАЭ. Запущенный 11 декабря 2022 года американкой ракетой эмиратский 10-килограммовый луноход «Рашид» успешно достиг орбиты Луны 21 марта 2023 года, но 24 апреля он разбился при спуске. Отказал посадочный модуль Hakuto-R, созданный частной японской компанией. При этом разбился не только эмиратский луноход, но и японский аппарат-трансформер Lunar Excursion Vehicle или Transformable Lunar Robot (шар диаметром 8 см и массой около 250 г, который должен был на поверхности преобразоваться в цилиндрическую форму с осью и двумя полусферическими колесами с установленными на него видеокамерами). Позже выяснилось, что на Hakuto-R при снижении досрочно закончилось топливо из-за ошибки в программе, анализирующей работу высотомера. В результате, двигатель отключился на высоте нескольких километров и Hakuto-R с двумя аппаратами разбилась.
Российская автоматическая межпланетная станция «Луна-25» в понедельник, 21 августа должна совершить мягкую посадку в районе Южного полюса Луны. АМС создали инженеры НПО им. С.А.Лавочкина. Именно на этом предприятии создавались советские "лунники" в 1966-1976 годах. Но с тех пор прошло почти полвека. Удача миссии «Луны-25» оценивается специалистами в 80%. В любом случае эта миссия даст инженерам-конструкторам НПО Лавочкина необходимый опыт в создании и управлении аппаратами для исследования Луны. В дальнейшем этот опыт позволит быстрыми темпами реализовать амбициозную российскую лунную программу:
- вывести на окололунную орбиту мощный картограф-ретранслятор «Луна-26»;
- посадить на поверхность насыщенную научным оборудованием станцию «Луна-27»;<br>
- привезти на Землю с помощью «Луны-28» термостатированный керн грунта с трехметровой глубины Южного полюса.<br>
Пожелаем им удачи.
