Серия советских (а теперь и российских) автоматических межпланетных станций «Луна» была предназначена для изучения спутника Земли и разработки технологий для межпланетных полетов. Запуски осуществлялись Советским Союзом с 1958 по 1976 годы. Пусть на 16 удачных стартов пришлось 17 закончившись провалом, аппараты «Луна» совершили множество значимых открытий и в разных аспектах стали пионерами в изучении спутника нашей планеты.
Первая пошла
Первая межпланетная станция «Луна-1» была запущена 2 января 1959 года. Частичного успеха удалось добиться только с четвертой попытки — первые три закончились неудачей из-за аварий ракет-носителей.
«Луна-1» стала первым в истории аппаратом, который достиг второй космической скорости — скорости, достаточной для преодоления гравитационного притяжения Земли и покидания замкнутой орбиты вокруг него. По предложению астрономов Иосифа Шкловского и Владимира Курта, на борту аппарата находился один килограмм натрия. Во время полета к Луне взрывом вещество испарилось, создав искусственную комету. Облако натрия оранжевого цвета можно было наблюдать с Земли в течение нескольких минут.
«Луна-1» принесла значительные научные успехи. Станция впервые зафиксировала внешний радиационный пояс Земли, впервые измерила параметры солнечного ветра, обнаружила, что у Луны нет значительного магнитного поля.
Станция должна была врезаться в Луну, но из-за ошибки в полетных командах двигатели разгонного блока выключились позже необходимого. Поэтому «Луна-1» пролетела мимо спутника на расстоянии около шести тысяч километров. Впрочем, даже этот промах сделал станцию уникальной. Она вышла за пределы сферы тяготения Земли и стала первым созданным человеком аппаратом, ставшим искусственным спутником Солнца.
«Луна-2»: первый успех
«Луна-2», запущенная 12 сентября 1959 года, стала первым космическим аппаратом, достигшим Луны. Правда, до этого один аппарат был утерян из-за отказа ракеты-носителя, а саму «Луну-2» удалось запустить только с четвертой попытки.
Аппарат упал на поверхность Луны 14 сентября 1959 года в районе Моря Дождей неподалеку от кратеров Аристилл, Архимед и Автолик. Станция врезалась в спутник на скорости 3,3 км/сек — это было подтверждено визуальными наблюдениями облака пыли над местом падения.
«Луна-2» впервые доставила на другое небесное тело предметы, созданные человеком. На борту станции и на третьей ступени ракеты-носителя находились два шарообразных вымпела. На одном из них был отчеканен герб СССР и надпись «СССР», на другом — надпись «СССР» и дата запуска (последний пришлось несколько раз переделывать из-за аварий и изменения даты).
Внутри шаров был установлен заряд взрывчатки и ударным взрывателем. В момент столкновения он должен был погасить энергию удара, чтобы хотя бы часть фрагментов вымпелов оказалась на поверхности Луны неповрежденной.
Увидеть невидимое
В том же 1959-м — ровно два года спустя после запуска первого искусственного спутника Земли — в космос полетела «Луна-3». Она стала первым в истории аппаратом, который использовал гравитационный маневр — изменение траектории и скорости под действием силы притяжения небесных тел. Станция вышла на сильно вытянутую орбиту, обогнула обратную сторону Луны и под действием ее гравитации изменила траекторию и плоскость своей орбиты. Это было сделано для того, чтобы при возвращении к Земле «Луна-3» пролетела над Северный полушарием, где были расположены советские наблюдательные станции. Управление полетом аппарата впервые в истории осуществлялось бортовой системой ориентации.
«Луна-3» впервые сфотографировала обратную сторону спутника, которая невидима с Земли. Для этого на аппарате установили две камеры с фокусными расстояниями 200 и 500 миллиметров. В них зарядили (не рассказав об этом начальству) устойчивую к радиации и перепадам температуры американскую фотопленку, добытую из разведывательных зондов, который пачками сбивали над советской территорией. Советская промышленность подобную просто не выпускала. На Земле удалось получить 17 фотографий с помехами, но них удалось различить детали рельефа.
Садимся!
Следующий этап в изучении Луны — мягкая посадка. Ее удалось осуществить только через семь лет. «Луна-4» и «Луна-6» пролетели мимо, а остальные разбились о поверхность спутника. Прилуниться в Океане Бурь удалось «Луне-9», которая проработала на поверхности 75 часов и передала на Землю панорамные снимки поверхности. Также станция измерила уровень радиации и подтвердила теорию возникновения лунного рельефа, выдвинутую советскими астрономами Надеждой Сытинской и Всеволодом Шароновым. Они предположили, что при падении небесных тел на Луну породы не только дробятся и испаряются, но и частично расплавляются и спекаются. Так и образуется реголит — поверхностный слой лунного грунта.
Спутниковая доставка
Следующие аппараты серии изучали Луну с орбиты — первым искусственным спутником Луны стала «Луна-10». «Луна-16» стала первой успешной миссией по возвращению образцов лунного грунта на Землю без участия человека.
Аппарат был запущен 12 сентября 1970 года. 20 сентября он успешно приземлился в районе Моря Дождей на Луне. С помощью специального устройства, похожего на буровую установку, «Луна-16» собрала образцы грунта и уложила их в капсулу для возвращения на Землю. 24 сентября капсула с образцами была успешно доставлена: всего был привезен 101 грамм лунного грунта. Эти образцы позволили ученым получить ценную информацию о составе и структуре лунной поверхности.
Также успешно доставили образцы лунного грунта станции «Луна-20» и «Луна-24» — всего советскими аппаратами на Землю привезено 324 грамма реголита.
Аппарат «Луна-17» доставил на Луну первый в истории успешно проработавший на поверхности другого небесного тела планетоход — «Луноход-1». 17 ноября 1970 года, спустя 2,5 часа после мягкой посадки в районе Моря Дождей, он съехал с посадочной платформы и приступил к работе. Достижение повторила спустя три года «Луна-21», которая привезла на спутник «Луноход-2».
Новое начало
Запуски аппаратов «Луна» сыграли ключевую роль в изучении спутника и разработке технологий для межпланетных полетов. Пусть эти достижения померкли на фоне высадки человека, невозможно переоценить значение советских программ для освоения соседнего небесного тела.
Программа была свернута в 1977 году с отменой 34-го запуска, который должен был доставить на спутник «Луноход-3». Внимание советской космической программы переключилось на Венеру, Марс и другие небесные тела. Только спустя 46 лет в космос отправилась «Луна-25». Будем надеяться, что этот запуск откроет новую главу в изучении нашего спутника.