«Луна-9»

31 февраля 1966 года 11:41:37 - старт
1 февраля 1966 года 19:29 - коррекция
3 февраля 1966 года - 18:45:30 - посадка на Луну
6 февраля 1966 года - последний сеанс связи

Ежегодник БСЭ 1967:
3 февраля в 21 час 45 мин. 30 сек. по московскому времени впервые в истории науки была осуществлена мягкая посадка космического аппарата: автоматическая лунная станция (АЛС) «Луна-9» прилунилась в Океане Бурь, в районе точки с селенографическими координатами 7° 08' с. ш. и 64° 22' з. д. В течение трех дней (с 4 по 6 февраля) станцией регулярно передавались на Землю телевизионные изображения лунного ландшафта. Эти передачи дали ценный материал для исследования микроструктуры поверхности Луны.
Конструкция автоматической станции (АС) «Луна-9» (рис. 6) включала: АЛС «Луна-9» (7), двигательную установку, отсек системы управления (2), аппаратуру (3, 4), установленную на корпусе станции, радиотелеметрическую слстему, радиовысотомер, антенно-фидерную систему, систему терморегулирования, энергопитания и бортовой автоматики.
Аппаратура и агрегаты, необходимые только при полете к Луне, размещались в отделяемых перед торможением отсеках. Вес АС «Луна-9» - 1583 кг, АЛС - ок. 100 кг. Двигательная установка АС предназначалась для проведения коррекции траектории полета, торможения при подлете к Луне и стабилизации положения станции в пространстве при работе двигателя. Она состояла из жидкостного ракетного двигателя (5), сферического бака (7) с окислителем, торового бака с горючим (8) и управляющих двигателей (6). Двигатель и система подачи топлива обеспечивали двухразовое включение в невесомости и работу на двух режимах: при коррекции - с постоянной тягой и при торможении - с широким диапазоном регулирования тяги. Управляющие (верньерные) двигатели небольшой тяги создавали моменты, необходимые для сохранения ориентации станции в пространстве во время работы основного двигателя. Сферический бак - основа силовой конструкции аппарата, на которую закреплялись все системы и двигатель. Система ориентации осуществляла ориентацию двигателя в направлении, заданном с Земли, при проведении коррекции и ориентацию по лунной вертикали перед торможением. Она состояла из оптического блока, датчиков угловых скоростей, счетно-решающих и логических устройств. Исполнительными органами системы служили микродвигатели (9), работающие на сжатом газе, находящемся в баллонах (10). Перед включением двигателя система ориентации передавала свои функции системе, предназначенной для стабилизации станции в период работы двигателя и состоящей из гироскопических устройств. Одновременно с включением двигателя при выполнении коррекции начинал работать прибор, интегрировавший ускорение. Когда интеграл от ускорения (кажущаяся продольная скорость) достигал заданной величины, двигатель выключался. При торможении на посадку системе управления ставилась задача обеспечить не только расчетную результирующую скорость в конце торможения - интеграл от ускорения, но и изменение скорости по высоте с целью выхода на заданное расстояние от поверхности Луны. Регулирование тяги двигателя при торможении обеспечивалось системой управления двигателем. Управление процессами коррекции и торможения проводилось автономно бортовыми программно-временными и логическими устройствами. Исходные данные для них зависели от параметров действительной траектории. Они определялись на Земле и в виде кодированного сигнала передавались на борт станции. Включение двигателя на коррекцию производилось после выполнения заданной ориентации; включение двигательной установки при торможении происходило по сигналу от радиовысотомера (11) с узконаправленной параболической антенной (12), выдаваемому на заданной высоте (ок. 75 км) от поверхности Луны. Сеансы радиосвязи, предназначенные для траекторных измерений, передача телеметрической информации, прием на борту установочных данных осуществлялись по командам с Земли. После посадки АЛС управление могло вестись как по командам с Земли, так и от бортового программного устройства. Радиотелеметрические системы АС и АЛС обеспечивали передачу научной информации, контроль за работой аппаратуры и состоянием различных элементов конструкции. В качестве источников энергопитания были выбраны химические батареи. Тепловой режим станции и всех систем при полете к Луне обеспечивался соответствующим подбором окраски элементов конструкции и созданием определенного режима вращения станции относительно Солнца.
Основные системы АЛС «Луна-9» находились внутри герметичного контейнера. Корпус лунной станции состоял из двух полуоболочек. Внутри корпуса была установлена рама с приемно-передающей аппаратурой, приборами командной радиолинии, электронными программно-временными устройствами, химическими батареями, приборами автоматики, научной и телеметрической аппаратурой. В нижней полуоболочке помещалась система терморегулирования, а в верхней - телевизионная система и счетчики космической радиации для исследования радиационных условий на поверхности Луны. На внешней стороне корпуса АЛС (рис. 7) устанавливались четыре лепестковые антенны (1), четыре штыревые антенны (2) с подвешенными на них эталонами яркости (3), три двугранных зеркала (4) и телевизионная камера (5), частично утопленная в корпусе (состояла из оптико-механического сканирующего устройства, близкого по своей конструкции к приборам механического телевидения или фототелеграфии). Камера позволяла различать детали микрорельефа размером 1,5-2 мм с расстояния 1,5 м. Дальность видимости на ровном участке лунной поверхности - ок. 1,5 км. Вертикальный угол зрения - 29°. Двугранные зеркала позволяли передавать стереоскопическое изображение шести узких участков лунной поверхности, а эталоны яркости, имеющие различную окраску с известными коэффициентами отражения, предназначаюсь для оценки альбедо лунных пород в районе посадки. АЛС вместе с посадочными устройствами была закреплена на отсеке системы управления АС. В момент, предшествующий касанию грунта, АЛС с системой амортизации отделилась от АС, а затем опустилась в стороне от точки, в которую падала двигательная установка. Сложенные лепестки-антенны придавали АЛС яйцевидную форму; ее центр тяжести располагался ближе к основанию. Благодаря этому лунная станция после отделения посадочных устройств приняла заданное положение на лунной поверхности - лепестками вверх. После раскрытия лепестков-антенн станция, штыревые антенны и зеркала были приведены в рабочее положение. Размеры АЛС: от основания до центра объектива телевизионной камеры - 58 см, высота со штыревыми антеннами - 112 см, диаметр описанной окружности по открытым лепесткам - 160 см.



Рис. 5. Часть панорамы лунной поверхности, переданная АЛС «Луна-9». Рис. 6. Автоматическая станция «Луна-9». Рис. 7. Автоматическая лунная станция «Луна-9». Рис. 8. Схема полета автоматической станции «Луна-9». Рис. 9. Схема полета автоматической станции «Луна-9» на участке торможения.

Схема полета АС «Луна-9» включала четыре основных этапа (рис. 8): выведение на орбиту спутника Земли АС с ракетным блоком; запуск ракетного блока и перевод станции на траекторию полета к Луне; средний участок траектории, на котором выполнялась коррекция движения (1 февраля, 22 часа 29 мин.), обеспечившая встречу станции с поверхностью Луны в заданном районе; снижение с торможением и мягкая посадка на поверхность Луны (рис. 9). Для получения наиболее благоприятных условий фотографирования лунной поверхности и для обеспечения теплового режима АЛС посадка осуществлена в районе терминатора, когда Солнце находилось над местным горизонтом под углом ~ 3°.
На основании данных наземных наблюдений выдвигались различные гипотезы о структуре и физико-химических свойствах лунной поверхности: гипотеза о пылевом покрове, о пемзовой или шлаковой структуре, о лавовых потоках базальтового типа и т. д. Из переданных АЛС фотографий видно (рис. 5): станция не погрузилась заметно в грунт, что свидетельствует о достаточной прочности пород поверхности Луны и отсутствии значительного слоя пыли. Поверхность более или менее ровная и, судя по линии горизонта, слабо волнистая. Основные элементы рельефа поверхности - впадины разного размера и камни. Эта поверхность, по-видимому, представляет собой излияния базальтовой лавы. Структура поверхности пород достаточно однообразна, что указывает на регулярность воздействующих факторов. Однако рельеф, показанный на фотографиях, может быть вторичного происхождения, возникший под влиянием различных процессов на поверхности Луны - например, значительного колебания температуры от +100° до - 150°С, воздействия ударов микрометеоритов, корпускулярного, рентгеновского и ультрафиолетового излучений, химических реакций.
Результаты измерений, проводимых с помощью установленных на станции «Луна-9» газоразрядных счетчиков, показали, что на участке полета между Землей и Луной интенсивность излучения превышает интенсивность излучения на поверхности Луны в 1,58 раза. Когда АЛС находится на поверхности, Луна экранирует счетчик излучения практически в половине телесного угла, и при отсутствии добавочного излучения уменьшение должно бы быть в два раза. Наблюдаемое избыточное излучение, составляющее 26% от половины интенсивности первичных космических лучей, обусловлено радиоактивностью лунной поверхности и вторичными частицами (частицами альбедо Луны), образованными первичными при взаимодействии с поверхностью и летящими в направлении от Луны. Большую часть добавочного излучения составляют частицы альбедо Луны, поэтому наиболее вероятная оценка величины радиоактивности лунной поверхности приводит к значениям радиоактивности на Луне, близким к значениям радиоактивности на Земле.

Сиддики:
Научные инструменты:
1. система визуализации
2. гамма-спектрометр
3. Детектор излучения КС-17М


Модель посадочного аппарата типа Е-6 (ЛАС) демонстрирует оригинальную «лепестковую» конструкцию. На картинке I мы видим космический аппарат Luna с (1) автоматической лунной станцией (АЛС), которая покрыта (3) тепловым покрытием. В идеале, на высоте 75 километров, обшивка (2) вокруг ALS должна находиться под давлением, как мы видим на картинке II. По команде радиовысотомера, расположенного в точке (4), сбрасываются два боковых пакета (5) от основного модуля и включается основной тормозной двигатель S5.5A. На заданной высоте от поверхности Луны находящийся под давлением шар (7) будет отделен от основного модуля и ударится о поверхность, как показано на картинке III. Покрытие под давлением, окружающее ALS, затем разделится на две части (8 и 9), открывая внутренний АЛС. Как показано на картинке V, лепестки посадочного модуля затем развернутся, стабилизируя основной корпус АЛС (14), позволяя работать небольшому набору научных инструментов. Сюда входили антенны (12 и 15) и камера (10).
Результаты: с помощью этой миссии Советы совершили еще одно впечатляющее событие в космической гонке, первый выживший посадку искусственный объект на другом небесном теле и передача фотографий с его поверхности. «Луна-9» была двенадцатой попыткой Советской совершить мягкую посадку; это был также первый дальний космический зонд, построенный КБ Лавочкина, который спроектировал и построил все будущие советские (и российские) лунные и межпланетные космические аппараты. Все операции до посадки прошли без сбоев. 48-секундная коррекция в мсередине пути в 19:29 1 февраля на расстоянии 233000 километров от Луны направила зонд прямо на цель в Океане Бурь. Примерно за час до приземления на расстоянии 8300 километров «Луна-9» была приведена в надлежащее положение для торможения. Непосредственно перед включением двигателя были сброшены два боковых отсека, после чего были надуты две амортизирующие подушки безопасности, закрывающие посадочный модуль, до давления в 1 атмосферу. Его основной двигатель S5.5A включился на высоте 74,885 км над поверхностью и работал в течение 48 секунд, пока зонд не оказался на высоте 260–265 метров над землей, тем самым снизив скорость «Луны 9» с 2600 метров в секунду до нескольких метров в секунду. Прямо над поверхностью датчик длинным щупом соприкоснулся с поверхностью Луны, дав команду на выброс 58-сантиметровой сфероидной капсулы АЛС весом 99,8 кг из главного модуля. АЛС (все еще заключенный в окруженные подушки безопасности) приземлился в нескольких метрах от него. Время посадки было записано как 18:45:30 3 февраля 1966 г. к западу от кратеров Райнер и Мариус в Океане Бурь (7° 8' с.ш. / 64° 32' з.д., близко от расчётгой к 8° N / 64° W). Примерно через четыре минуты после приземления подушки безопасности раскрылись, и лепестки, закрывающие верхнюю часть АЛС, раскрылись. Ровно через четыре минуты и 10 секунд после приземления Луна-9 начала передавать исходные телеметрические данные обратно на Землю, хотя это было еще 7 часов (в 01:50 4 февраля, после того, как Солнце поднялось с 3° до 7° возвышения), потом зонд начал отправлять обратно первое из девяти изображений (включая пять панорам) поверхности Луны. Первые панорамные изображения прибыли в Москву очень рано утром, и, поскольку чиновники боялись разбудить советского куратора космической программы Дмитрия Устинова (1908–1984) (разрешение которого требовалось для публикации в советских СМИ), первые панорамные изображения были фактически опубликовано в британских СМИ благодаря сэру Бернарду Ловеллу (1913–2012) из обсерватории Джодрелл-Бэнк, который перехватил и проанализировал те же данные. На более поздних изображениях Солнце было намного выше, до 41°, что привело к изменению теневого рельефа изображений. Это были первые изображения, отправленные с поверхности другого планетарного тела. В какой-то момент диспетчеры заметили, что точка обзора Луны-9 немного сместилась по последовательности изображений, возможно, из-за уменьшения подачи воды в систему терморегулирования, которая изменила распределение веса. Это изменение перспективы (примерно на 100 мм) открыло возможность стереофотография поверхности. Детектор излучения КС-17М измерил дозу 30 миллирад в сутки. Возможно, самым важным открытием миссии было определение того, что посторонний объект не утонет в лунной пыли, т.е. что земля может поддерживать тяжелый посадочный модуль. Диспетчеры предполагали, что последний сеанс связи состоится 5 февраля (с 16:00 до 17:41), но были рады провести дополнительный сеанс связи 6 февраля (с 20:37 до 22:55). К тому времени, когда контакт был потерян, диспетчеры связывались с "Луной-9" в течение семи сеансов связи продолжительностью 8 часов 5 минут.



Картина Соколова о том же

Маров:
Космическая станция Е-6
Космическая станция Е-6 состояла из трех секций, ее полная высота была равна 2,7 м. В нижней части находилась двигательная установка конструкции Исаева, предназначенная для коррекции курса на перелетной траектории и посадки, которая работала на высококипящем топливе и развивала тягу 4,64 тонн. Четыре дополнительных двигателя тягой 245 Н монтировались на кронштейнах и предназначались для управления положением аппарата в пространстве в процессе посадки. В центральном герметичном цилиндрическом отсеке, располагавшемся над двигателем, находились системы управления и связи.
К центральному цилиндру крепилась навигационная система, состоявшая из двух отсеков. В одном из них находились двигатели малой тяги для ориентации на трассе полета Земля-Луна и радиолокационный высотомер для запуска и управления последовательностью команд на участке прилунения. В другом отсеке находились датчики системы управления для определения и контроля положения аппарата в пространстве. Оба модуля отделялись после того, как высотомер запускал процесс посадки. Посадочный аппарат был установлен в верхней части конструкции. В отличие от своих планетных аналогов, лунные станции не оснащались солнечными батареями, поскольку время полета орбитального модуля и время нахождения посадочного аппарата на поверхности было достаточно коротким, так что аккумуляторы не требовали подзарядки.
Новая автономная система управления И-100, разработанная для Е-6, управляла не только самой космической станцией, но также обеспечивала управление положением в пространстве и включением третьей и четвертой ступеней ракеты-носителя. Такая схема существенно экономила вес за счет исключения собственных систем управления третьей и четвертой ступеней со всеми необходимыми кабелями и преобразователями. Однако такой не традиционный и недостаточно апробированный подход вызвал в дальнейшем сбои при управлении ракетой-носителем, ставшие причиной девяти из десяти аварийных пусков.
Посадочный аппарат представлял собой 105-килограммовую герметичную сферу, находившуюся внутри двух полусферических подушек безопасности в виде воздушных мешков, служивших амортизаторами при посадке. Внутри посадочного аппарата находились система связи, программно-временное устройство, система терморегулирования, аккумуляторы и научные приборы, включая телевизионную систему. После прилунения раскрывались четыре лепестка, образующие верхнюю полусферу посадочного модуля, и четыре 75-см антенны. Аккумуляторы были рассчитаны на 5 часов работы в течение 4 дней, циклограмма работы управлялась программно-временным устройством или командами с Земли. Центр масс посадочного аппарата был смещен книзу относительно геометрического центра, чтобы обеспечить необходимую центровку аппарата на поверхности на момент раскрытия лепестков. Идея использования воздушных подушек безопасности для посадки и шарнирного соединения лепестков для обеспечения вертикального положения на поверхности была исключительно умным инженерным решением, но она не была запатентована, и американцы использовали ее для посадочного аппарата пирамидальной формы «Марс-Пасфайндер» (Mars Pathfinder) в программе исследования Марса в 1996 году.
Последовательность команд при посадке включалась при непосредственном сближении с выбранным районом посадки на Луне на высоте 8 300 км. Двигатели управления ориентацией стабилизировали станцию, прекращая ее вращение и выравнивая по лунной вертикали. На высоте от 70 до 75 км включался радиолокационный высотомер, по сигналам от которого происходило отделение навигационных блоков, надувались подушки безопасности до давления 1 бар и включался главный двигатель. В этот момент скорость станции относительно Луны составляла примерно 2 630 м/с. Двигатель отключался на высоте 250-265 м, после чего включались четыре вспомогательных двигателя малой тяги, установленные на кронштейнах, для завершения спуска и мягкой посадки. В тот момент, когда 5-метровая вертикальная штанга касалась поверхности, посадочная капсула отстреливалась в вертикальном направлении, что позволяло снизить ее скорость прилунения до 15 м/с. Воздушные подушки безопасности должны были смягчить удар. Спустя четыре минуты после посадки подушки безопасности разделялись по соединительному шву, чтобы освободить станцию. Еще минутой позже раскрывались четыре подпружиненных лепестка, образующие верхнюю полусферу посадочного аппарата, и антенны
Районы посадки, доступные для данного типа космической станции, были сильно ограничены из-за того, что на конечном участке траектории ее нужно было ориентировать строго перпендикулярно лунной поверхности, с тем чтобы направить полную тягу тормозного двигателя вертикально вниз. Система управления посадочного аппарата не была рассчитана на то, чтобы гасить поперечные компоненты скорости. На практике границы доступных областей изменялись в некоторых пределах по западной долготе и широте в зависимости от времени года.
Полезная нагрузка посадочного модуля
1. Панорамная фотокамера.
2. Радиационный детектор.
Серия лунных посадочных аппаратов Е-6: 1963-1965 годы
Фотокамера весила 3,6 кг и потребляла 15 Вт. Она представляла собой фотометр, находившийся внутри герметичного стеклянного цилиндра и направленного в зенит. Для сканирования панорамы поверхности по горизонтали и вертикали использовалось поворотное зеркало с изменяемым углом наклона. Фотокамера могла сделать полный 360-градусный панорамный снимок за один час с разрешением по местности 5,5 мм на расстоянии 1,5 м. Три маленьких пространственно разнесенных зеркал двугранной формы обеспечивали трехмерный обзор на поверхности в узких полосах. На четырех штыревых антеннах были установлены калибровочные мишени, которые одновременно обеспечивали измерение наклона посадочного модуля относительно поверхности.
Радиационный детектор представлял собой миниатюрный газоразрядный счетчик Гейгера.


Стартовав 31 января 1966 года, космическая станция «Луна-9» безупречно преодолела пространство между Землей и Луной, совершила маневр торможения и отделила спускаемый аппарат в виде сферической капсулы, которая упала на поверхность и покатилась, пока не остановилась. Это произошло 3 февраля в 18:45:04 по Гринвичу на 7,08° с. ш. и 295,63° в. д. в Океане Бурь. После раскрытия четырех лепестков и стабилизации капсулы была отдана команда на выпуск зачекованных подпружиненных антенн, одна из которых не сработала. Спустя пять минут после посадки была активирована телекамера для передачи первых поверхностных пейзажей Луны. В этот момент Солнце возвышалось над горизонтом всего на 3,5°, и значительная часть поверхности находилась в тени. По иронии времен холодной войны первое изображение, полученное «Луной-9», опубликовали британцы, воспользовавшиеся радиотелескопом Джодрелл Бэнк для радиоперехвата и распознавшими сигнал факсимильной передачи. И хотя Советский Союз сам же опубликовал соответствующие частоты и привлек к участию обсерваторию Джодрелл Бэнк для страховки приема сигнала, сам факт, что сенсационная новость о выдающемся советском достижении оказалась раньше опубликованной в мировой прессе, по понятным причинам был воспринят крайне негативно. Не менее досадным было то обстоятельство, что, не зная истинного аспектного соотношения, британцы опубликовали изображение в искаженном виде. Радиосигнал с Луны перехватила также разведывательная станция в Асмаре, Эфиопия, но в те времена об этом событии никак не сообщалось.
«Луна-9» остановилась у края кратера диаметром 25 метров и оказалась расположенной под наклоном 15° к местной вертикали. На протяжении последующих нескольких часов, когда за счет оседания угол наклона достиг 22,5°, производилась съемка стереоизображений близлежащих областей лунной поверхности. Было проведено свыше семи сеансов связи общей продолжительностью 8 часов 5 минут и передано четыре панорамных снимка, последний из которых был снят, когда Солнце взошло над горизонтом на 40°. Последний сеанс состоялся 6 февраля в 22:55 по Всемирному времени, когда сели аккумуляторы.

Каманин:
31 января 1966 года в 14:31:17 запущена "Луна-9". В процессе отработки станции серии "Луна" учитывались неисправности и отказы, имевшие место в предыдущих полетах, и объект непрерывно совершенствовался. Основные характеристики АМС "Луна-9" по данным справки, подготовленной Гагариным и Комаровым, таковы:
1. Общий вес - 1602 килограмма (после отделения от последней ступени ракеты).
2. Параметры корректирующей ТДУ (КТДУ): тяга - 4500 килограммов; масса топлива для коррекции траектории и торможения - 847 килограммов; время работы при коррекции траектории - 6 секунд, при торможении - 45 секунд.
3. Масса объекта перед посадкой - 430 килограммов.
4. Масса станции без КТДУ и баллонов-амортизаторов - 79,5 килограмма.
5. Обеспечиваемый телевизионной аппаратурой минимальный различимый размер предметов на местности на расстоянии 2 метра - 15-20 миллиметров.
6. Время существования станции на поверхности Луны - до 5 суток (один час телепередач в сутки).
Прилунение станции произошло 3 февраля 1966 года в 21:45:30 по московскому времени, через 4 минуты 10 секунд раскрылись телеантенны и 3 из 4-х ленточных радиоантенн. Связь со станцией была устойчивая, в 4:50 4 февраля по команде с Земли "Луна-9" начала обзор лунного ландшафта и передачу изображения на Землю. Снимки получились отличные. Поверхность Луны шероховатая, но твердая, нет признаков пыли, видны отдельные камни размером 15-20 сантиметров. Поверхность имеет много мелких углублений и бугорков. Видны отдельные углубления, поперечные размеры которых составляют несколько метров. Ввиду отсутствия у Луны атмосферы небо на снимках совершенно черное. Отсутствие рассеянного света дает очень контрастные тени.

"Творческое наследие Королёва"
Автоматическая станция для первой посадки на Луну
[1964 г.]

1. Назначение объекта
Объект «Луна-Е» представляет собой управляемый космический аппарат, предназначенный для полета к Луне и посадки на ее поверхность автоматической лунной станции (АЛС). Посадку автоматической лунной станции намечено произвести в Океане Бурь. После посадки с борта станции передается на Землю телевизионное изображение лунного ландшафта и микрорельефа поверхности Луны, а также данные измерений научной аппаратуры - радиометра, сейсмографа и магнитометра. Источники тока автоматической станции рассчитаны на работу аппаратуры на Луне в течение четырех земных суток. За это время программой предусмотрено проведение пяти сеансов передачи информации на Землю продолжительностью по одному часу. Управление работой автоматической станции осуществляется от бортового программного устройства и по командам с Земли. Одновременно с проведением научных экспериментов объекты «Луна-Е» позволят начать отработку систем, обеспечивающих посадку на Луну космических аппаратов.
Пуски объектов «Луна-Е» являются первым этапом на пути освоения Луны.
2. Особенности траектории полета к Луне и схема посадки
Объект «Луна-Е» выводится на траекторию к Луне четырехступенчатой ракетой-носителем «Молния». Первые три ступени ракеты выводят последнюю ступень (блок Л) с объектом на промежуточную орбиту спутника Земли. Выведение объекта «Луна-Е» на траекторию к Луне производится четвертой ступенью, включаемой в заданной точке промежуточной орбиты. Отделение объекта происходит после выключения последней ступени ракеты-носителя. Номинальная траектория полета к Луне имеет следующие характеристики:
время полета до Луны порядка 3,5 сут;
скорость по отношению к Луне перед началом торможения 2630 м/сек;
посадка осуществляется в утренний терминатор (на границу света и тени) в Океан Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий. За счет ошибок системы управления ракеты-носителя траектория объекта может отклониться в картинной плоскости у Луны от номинальной траектории на 20-22 тыс. км. Для компенсации этих отклонений предусмотрена коррекция траектории после удаления объекта на расстояние 250 тыс. км от Земли. При полете к Луне с объектом проводится 9 сеансов радиосвязи, в которых производятся измерения траектории, передается телеметрическая информация и на объект с Земли подаются команды для управления бортовой аппаратурой. Сеансы связи проводятся по специальной программе. Разрешение на начало сеансов выдается по командам с Земли.
Во время четвертого сеанса связи предусмотрена возможность ориентации объекта и измерение углов на Солнце, Землю и Луну системой астронавигации. После обработки на Земле результатов траекторных измерений, полученных в четырех первых сеансах, на борт объекта передаются уставки, определяющие величину корректирующего импульса и его направление в пространстве, а также величину импульса торможения и время включения тормозного двигателя.
В сеансе коррекции осуществляется ориентация объекта на Солнце и Луну для обеспечения необходимого направления выдачи корректирующего импульса. По команде временного устройства объект ориентируется на Солнце с помощью оптических датчиков. Затем осуществляется ориентация объекта на Луну с помощью лунного датчика. После этого выдается команда на разворот объекта на задаваемый с Земли угол, в результате чего он занимает положение, необходимое для проведения коррекции. Максимальная величина корректирующего импульса составляет 130 м/сек.
В автоматике объекта предусмотрена блокировка включения двигателя в случае потери Луны и Солнца оптическими датчиками. В этом случае возможно повторение сеанса коррекции по командам с Земли
После проведения коррекции отклонение точки посадки на поверхности Луны от расчетной составляет не более 150 км. Траектория полета объекта после проведения коррекции уточняется в последующих сеансах радиосвязи
За 2 часа до посадки вновь производится ориентация объекта по Солнцу, Луне и Земле. На высоте 8700 км над поверхностью Луны продольная ось объекта направляется по лунной вертикали, которая соответствует направлению вектора скорости при посадке.
На высоте 75 км по команде радиовысотомера включается временное устройство, выдающее команду на включение двигателя и управляющее работой всех систем объекта на участке торможения. Выключение основной камеры двигательной установки производится интегратором на высоте от 5 до 500 м над поверхностью Луны. После выключения основной камеры объект снижается при работающих управляющих соплах с тягой порядка 25 кг. На высоте 3-4 м осуществляется отделение АЛС по команде контактного датчика в сторону, противоположную движению объекта.
С учетом всех погрешностей систем посадки скорость встречи автоматической станции с Луной составляет 4-24 м/сек. Система амортизации обеспечивает сохранность АЛС с аппаратурой при посадке (перегрузки не превышают 200 единиц). После посадки предусматривается проведение 5 сеансов радиосвязи автоматической станции с Землей. Сеансы могут проводиться автономно по команде временного устройства или по командам с Земли. Каждые сутки проводится по одному сеансу длительностью один час.
Во время сеансов связи на Земле производится прием телевизионного изображения лунной поверхности, научной информации и телеметрической информации о работе систем станции. В случае полета объекта по траектории с отклонениями, превышающими допустимые для посадки, автоматика позволяет провести аварийный сеанс торможения, что дает возможность проверить работу всех систем, а в некоторых случаях перевести объект на орбиту спутника Луны.
3. Описание объекта
Объект «Луна-Е» состоит из автоматической лунной станции (АЛС), двигательной установки двухразового запуска, отсека системы управления и двух отделяемых перед торможением отсеков с аппаратурой. Объект устанавливается на носитель с помощью опорной рамы, снабженной пиротехнической системой отделения.
Автоматическая станция представляет собой герметичный контейнер из алюминиевого сплава, в котором размещаются радиосистема, программно-временное устройство, система терморегулирования, телевизионная и научная аппаратура, источники питания. На корпусе станции установлены антенны, датчик магнитометра и иллюминатор, в котором размещается приемная головка телевизионной аппаратуры.
Поддержание необходимого теплового режима в АЛС осуществляется водяной испарительной системой терморегулирования и системой вентиляции, работа которых не зависит от положения станции на поверхности. Для защиты от внешних тепловых потоков на АЛС установлена специальная тепловая изоляция, что обеспечивает нормальный температурный режим приборов при нахождении станции в тени до одних суток.
Для амортизации удара при посадке АЛС используются два заполненных газом баллона-амортизатора, состоящих из резиновой камеры и защитной капроновой оболочки. После посадки производится сброс баллонов по команде от программного устройства или по команде с Земли.
Корректирующая и тормозная двигательная установка состоит из двигателя с насосной системой подачи, управляющих органов и блока баков, который является основной несущей конструкцией объекта. На блоке баков устанавливаются отсек системы управления и два отделяемых отсека. Двигательная установка включается дважды и работает на трех режимах:
I режим - коррекция (тяга основной камеры равна 4500 кг); II режим - торможение (тяга основной камеры 4500 кг, диапазон регулирования ±500 кг);
III режим - работа управляющих сопел с тягой 25 кг (режим начинается после выключения основной камеры при торможении).
В отсеке системы управления установлен прибор управления и машинные преобразователи тока. Прибор включает в себя основные блоки системы управления, обеспечивающей управление ракетой-носителем при работе III и IV ступени, и управление объектом при работе КТДУ во время коррекции и торможения.
В отделяемом отсеке I устанавливаются блок питания, пневмосистема для наполнения амортизаторов и система астронавигации, состоящая из оптического блока коррекции и ориентации и электрических блоков. Система астронавигации предназначена для ориентации объекта при коррекции и торможении, а также может быть использована для определения траектории полета объекта посредством замера углов на Луну, Солнце и Землю. В отделяемом отсеке II размещаются часть радиотехнической системы, программно-временные устройства, аппаратура командной радиолинии, радиовысотомер, управляющие органы системы ориентации и блок химических источников тока.
Каждый из отделяемых отсеков крепится к блоку баков с помощью пиротехнической системы и сбрасывается перед торможением объекта.
4. Научная аппаратура
Научная аппаратура размещена на борту автоматической лунной станции (АЛС) и предназначена для проведения следующих экспериментов:
исследование сейсмических явлений на Луне; изучение магнитного поля Луны;
регистрация космических излучений на траектории и на поверхности Луны.
Исследования сейсмических явлений на Луне проводятся с помощью прибора ЛС, состоящего из сейсмографа в карданном подвесе, и усилителя-счетчика. Измерения производятся между сеансами связи.
Изучение магнитного поля Луны осуществляется в сеансах радиосвязи трехкомпонентным магнитометром СГ-57. Регистрация космических лучей в полете и на Луне производится с помощью радиометра КС-17.
Телевизионная система, установленная в АЛС, обеспечивает передачу изображения с четкостью 250 строк. Система имеет панорамную развертку и обеспечивает круговой обзор местности за 1 час.
Включение и выключение системы может проводиться по командам с Земли и от автономного временного устройства. По команде с Земли головка телевизионной камеры может также устанавливаться в заданном направлении для обзора интересующего участка местности.
5. Основные характеристики объекта
Общий вес объекта после отделения от последней ступени 1470 кг
Вес отделяемых перед торможением отсеков 312 кг
Конечный вес объекта перед посадкой 430 кг
Вес автоматической лунной станции 105 кг
Вес научных приборов 5 кг
Характеристики двигательной установки: скорость торможе­ния у Луны 2630 м/сек
тяга 4500±500 кг скорость прилунения АЛС 4-24 м/сек
время работы при торможении 42 сек
разброс точки прилунения ±150 км
Продолжительность работы станции на Луне 4 сут
время кругового обзора местности 1 час





Так отделялась при приземлении



АЛС, готовый к работе


Фото с КА «Луна-9»









«Луна-9» передала девять изображений, пять из которых были объединены, образуя панораму поверхности в окрестности посадочного аппарата. Радиационный детектор измерил дневную дозу, которая составила 30 миллирад и оказалась бы не опасной для человека. Успешная посадка стала очевидным свидетельством того, что лунный грунт достаточно плотен для того, чтобы в будущем отправить на Луну пилотируемую космическую станцию.