Первый полет на Луну (вторая советская космическая ракета). В соответствии с программой исследования космического пространства и подготовки к межпланетным полетам 12 сентября 1959 г. с территории СССР была запущена вторая советская космическая ракета. 14 сентября в 00 час. 02 мин. 24 сек. по московскому времени ракета достигла поверхности Луны, совершив первый в истории человечества полет с Земли на Луну.

Многоступенчатая космическая ракета стартовала вертикально, затем по заданной программе ракета автоматически вышла на расчетную орбиту. Последняя ступень ракеты (рис. 1, табл. IV) имела на борту автоматич. межпланетный аппарат, который после выключения двигателей ракеты был отделен от нее и двигался далее как самостоятельное тело. Вес последней ступени второй космической ракеты (без топлива) составлял 1511 кг. Общий вес автоматического межпланетного аппарата, научной и измерительной аппаратуры с источниками питания, установленными на ракете, составил 390,2 кг.

Выбор даты запуска космической ракеты был обусловлен необходимостью получения максимального веса полезного груза. Вообще, запуск ракеты с Земли на Луну возможен в любой день, однако при запуске с точек земной поверхности, расположенных на широтах СССР, в течение лунного месяца существуют оптимальные даты, когда на орбиту можно вывести груз наибольшего веса. Эти даты соответствуют минимальному склонению Луны при движении ее по орбите. Выбор орбиты космической ракеты и аппарата обусловливался также и тем, что во время прохождения вблизи Луны он должен наблюдаться с территории СССР (т. е. Луна и аппарат должны находиться над горизонтом).

Для полета космической ракеты к Луне была выбрана траектория с продолжительностью полета 1,5 суток, что обеспечивало хорошие условия наблюдения. Продолжительность полета однозначно определила величину скорости, которая и была достигнута последней ступенью спустя несколько минут после старта ракеты (промежуточные ступени ракеты упали на Землю). Дальнейший полет ракеты и автоматического межпланетного аппарата был неуправляем н проходил под действием полей тяготения Земли, Луны и других небесных тел. Коррекция движения ракеты на участке свободного полета не была предусмотрена, поэтому попадание на Луну было обеспечено на участке выведения точным выдерживанием заданных значений величины скорости и угла наклона вектора скорости к местному горизонту, а также временем старта (рис. 2, табл. IV).

Параметры движения последней ступени и автоматического межпланетного аппарата определялись с помощью радиотехнических средств, путем измерения наклонных дальностей, углов и радиальных скоростей. Обычные астрономические методы определения параметров движения не могут быть использованы ввиду малости размера искусственных космических тел. Поэтому для визуального наблюдения космической ракеты на ней была установлена аппаратура для создания натриевого облака-«искусственной кометы». Комета была образована 12 сентября в 21 час 48 мин. и наблюдалась в созвездии Водолея (α = 20^ч, 41^м, δ= -7°, 2). В Бюракане, Ереване, Сталинабаде и Алма-Ате получены фотографические изображения кометы и ее деформации в пространстве.

Для передачи на Землю научной информации, для измерения параметров движения и контроля эа полетом на последней ступени ракеты были установлены радиопередатчики, работающие на частотах: 20,003 и 19,997 мегагерц, а в автоматическом межпланетном аппарате - радиопередатчики, работающие на частотах: 19,993; 39,986 и 183,3 мегагерц. За полетом ракеты следили с Земли специальные радиотехнические системы наземного автоматического измерительного комплекса. В результате обработки данных измерений было установлено, что полет ракеты проходил по расчетной орбите и заранее был определен момент и район прилунения.

Автоматический межпланетный аппарат достиг поверхности Луны восточнее «Моря Ясности», вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик (селенографические широта +30°, долгота 0° (рис. 3, табл. IV). Как показывает обработка данных по параметрам орбиты, последняя ступень ракеты также достигла поверхности Луны.

Автоматический межпланетный аппарат имел сферическую форму и был изготовлен из двух тонкостенных полуоболочек. На верхней полуоболочке, снаружи установлены четыре штыревые антенны (раскрывающиеся после сброса защитного конуса), магнитометр и пьезоэлектрические датчики прибора для обнаружения ударов микрометеоров. На нижней полуоболочке установлены протонные ловушки. Аппарат был герметизирован и заполнен газом под давлением 1,3 атм. Внутри аппарата для обеспечения температурного рожима (около 20° С) была установлена система терморегулирования, которая создавала принудительную циркуляцию газа. Внутри аппарата, на приборной раме, установлены радиопередатчики, научная аппаратура и источники питания.

На второй космической ракете и автоматическом аппарате проводились исследования: магнитного поля Земли и магнитного поля Луны; поясов радиации вокруг Земли; интенсивности и вариаций интенсивности космического излучения; тяжелых ядер в космическом излучении; газовой компоненты межпланетного вещества; метеорных частиц.

На космической ракете были помещены три символических вымпела (рис. 4, табл. IV): два-в автоматическом межпланетном аппарате и один - в последней ступени ракеты с надписью «СССР, сентябрь 1959 год». Вымпелы были изготовлены таким образом, чтобы при ударе о лунную поверхность сохранилась часть составляющих их элементов (скорость удара 3,3 км/сек). Для предупреждения заражения лунной поверхности земными микроорганизмами, были приняты соответствующие меры.

С помощью второй космической ранеты проведены исследования межпланетного пространства в непосредственной близости к Луне и получены новые научные данные. Вблизи Луны не обнаружено магнитное поле (в пределах чувствительности и девиационной погрешности в 60 γ. У Луны не обнаружено также пояса радиации из заряженных частиц (это вполне согласуется с результатами магнитных измерений). Кроме этого, получены дополнительные данные по составу космических лучей, о рентгеновских лучах, о поясе радиации Земли и микрометеорах.

Вторая советская космическая ракета совершила первый полет на Луну и обеспечила получение новых данных о физических свойствах окололунного пространства. Важность полота состоит в том, что впервые в истории человечества в результате развития техники осуществлено перемещение материального тела с одного небесного тела на другое.

Полет на Луну является началом непосредственного изучения небесных тел Солнечной системы и открывает эру межпланетных полетов.