7 октября 1959 «Луна-3» впервые сфотографировала обратную сторону Луны
Сторону Луны, которая навсегда отвернута от Земли из-за приливного захвата, люди никогда не могли увидеть своими глазами — геометрия скрывает от нас ровно половину шара. Однако из-за небольших покачиваний нашего естественного спутника (либраций) его края в разное время приоткрываются, поэтому абсолютно невидимыми остаются только 41% поверхности. Но 7 октября 1959 года весь этот скрытый мир впервые попал в объектив космического аппарата: автоматическая станция «Луна-3» провела съемку невидимого полушария, чтобы затем передать уникальные кадры на Землю.
Аппарат, известный также под заводским индексом Е-2А, вышел из стен ОКБ-1, которым руководил Сергей Королёв. Масса самой автоматической станции составляла 278,5 кг, а конечная масса последней ступени ракеты-носителя вместе с «Луной-3» после выгорания топлива равнялась 1553 кг.
Главным прибором для проведения космического эксперимента стала фототелевизионная система «Енисей», созданная специалистами Ленинградского НИИ телевидения. Она объединяла в себе оптическую камеру с двумя объективами (фокусные расстояния 200 и 500 мм), автоматическую проявочную лабораторию и передающий тракт. Съемка шла на радиационно-стойкую 35-мм пленку, добытую со сбитых американских разведывательных аэростатов. Прямо на борту аппарата пленка автоматически проявлялась и высушивалась, после чего бортовой сканер считывал изображение для последующей передачи по радиоканалу на Землю.
«Луна-3» стала первым в мире космическим аппаратом, способным поддерживать ориентацию в космосе. Это было реализовано с помощью автономной системы «Чайка» под руководством Бориса Раушенбаха: солнечные и лунный датчики, гироскопы и микродвигатели на сжатом азоте выставляли и жёстко удерживали станцию в нужном положении для работы фотокамеры.
Запуск состоялся 4 октября 1959 года с космодрома Байконур. Трехступенчатый космический носитель, созданный на базе баллистической ракеты Р-7, отправил станцию к Луне ровно через два года после запуска Первого искусственного спутника Земли и всего через три недели после того, как советская «Луна-2» впервые в истории достигла лунной поверхности.
Спустя трое суток после старта, утром 7 октября, «Луна-3» вышла на заданную позицию. Аппарат двигался по сложной, рассчитанной баллистиками траектории: еще на подлете к Луне он сместился в сторону и оказался точно между нашим спутником и Солнцем. В 06:30 по московскому времени включилась система ориентации, и станция начала 40-минутный сеанс фотографирования.
Съемка велась в движении — на удалении от 63,5 до 66,7 тысячи километров от поверхности. Сама конфигурация системы «Солнце — Луна — Станция» была продиктована возможностями бортовой системы управления «Чайка». Чтобы навести объективы, аппарату требовалось встать строго на линию между Солнцем и Луной: датчик Солнца на тыльной стороне ловил свет звезды, автоматически направляя камеру на освещенный лунный диск.
Из-за этой технической особенности Солнце светило Луне прямо «в лоб». Такое лобовое освещение сделало полученные снимки плоскими и малоконтрастными — объекты практически не отбрасывали теней, что впоследствии сильно затруднило их расшифровку.
После завершения съемки «Луна-3» продолжила движение по пролетной дуге, постепенно сближаясь со спутником, и вскоре обогнула его, пронесшись над Южным полюсом на минимальной высоте — порядка 6,2–6,5 тысяч километров. Пролетая эту точку, станция совершила первый в истории гравитационный манёвр. Притяжение Луны, словно невидимая праща, круто изменило орбиту аппарата и перенаправило его на обратный курс к Земле, изменив плоскость движения так, чтобы станция вернулась в зону видимости советских наземных станций слежения.
Пленка обрабатывалась прямо на борту автоматической станции. Ее запас был строго ограничен — внутри фотоаппарата стоял рулон, рассчитанный максимум на 40 кадров. Всего за сеанс было отснято 29 кадров, охвативших около 70% площади невидимого полушария.
После съемки начался процесс проявки пленки, совмещенный с закреплением изображения. Чтобы обойти законы невесомости, советские инженеры полностью отказались от жидких растворов и промывки водой: химический процесс выполнялся с помощью специальной вязкой пасты, остатки которой впитывались сухой прижимной лентой, после чего пленка высушивалась.
Готовые негативы прямо внутри станции построчно считывались световым лучом специальной трубки, которая превращала изображение в радиосигнал для отправки на Землю.
Первые попытки передать изображения на Землю начались сразу после съемки, но закончились провалом. Из-за колоссального расстояния и слабой чувствительности наземных приемников сигнал полностью утонул в жутких помехах — внятной картинки получить не удалось. Бортовой сканер, считывающий негативы световым лучом, пришлось отключить.
Только тогда, когда «Луна-3» на обратном пути подошла значительно ближе к Земле, повторные сеансы связи принесли результат. 18 октября в Симеизской обсерватории в Крыму сигнал наконец усилился, что позволило сквозь остаточные шумы принять и расшифровать 17 изображений. Мировая общественность и всё человечество впервые увидели эти исторические снимки 27 октября 1959 года, когда их опубликовали на первой полосе газеты «Правда».
Итоги этого космического эксперимента ошеломили научный мир. Сравнение двух полушарий выявило глобальную морфологическую асимметрию: выяснилось, что обратная сторона представляет собой единый материковый щит с редкими лавовыми впадинами.
На основе принятых снимков в 1960 году Академия наук СССР составила первые карту и атлас обратной стороны Луны, а чуть позже был создан и первый в истории лунный глобус. Международный астрономический союз официально утвердил советские названия для новооткрытых селенографических объектов: Море Москвы, Море Мечты, а также кратеры Циолковский, Менделеев, Ломоносов и другие.
Полет «Луны-3» окончательно укрепил лидерство СССР на заре космической эры и открыл принципиально новую главу в изучении Солнечной системы.
На обложке фото Музея космонавтики