"Техника-молодежи" 1966 г №6, с.8-11

Рис А.Соколова

ШТУРМ ЛУНЫ ПРОДОЛЖАЕТСЯ

— О полете станции «Луна-9» много писалось. Но хотелось бы, Михаил Львович, узнать о некоторых, если можно так сказать, трудностях расчета траектории попета и как было осуществлено торможение станции.

Хотел бы особенно подчеркнуть, что до полете станции «Луна-9» посадка на другие планеты была делом неизведанным. Поэтому, естественно, и трудностей было много.

Одна из трудностей обусловливалось таким обстоятельством. Для того чтобы начало работы станции на Луне совпало с благоприятными температурными условиями на планете, необходимо было прилунить станцию в районе наступления лунного утра. Второе. Нужно было найти и наиболее «экономичную» траекторию, позволяющую отправить аппарат наибольшего веса.

Такой траекторией оказалась траектория, полет по которой от Земли до Луны длится трое-четверо суток. Более детальный выбор ее учитывал и условия разгона ракеты у Земли, и видимость Луны с наблюдательных пунктов в момент посадки, и другие факторы.

Решение всего сложного комплексе вопросов определило как день старта 31 января 1966 года, так и район прилунения — западный край Океана Бурь.

Думаю, читателям «Техники — молодежи», в основном людям молодым, небезынтересно обратить внимание на такую «философскую» деталь техники. В полетах управляемых космических аппаратов к другим планетам всегда бывает несколько ответственных этапов. Ракеты летят, повинуясь только законам небесной механики. А в эти ответственные моменты по команде человека совершаются операции, от успехе которых зависит судьба эксперимента.

Выведение ракетного комплекса на орбиту искусственного спутника Земли, старт лунной ракеты с искусственного спутника, коррекции траектории с целью попадания в заданный район Луны и торможение перед прилунением были такими этапами полета «Луны-9».

Хотел бы обратить внимание читателей на такую важную деталь. Незаторможенная ракета врежется в Луну с громадной скоростью — 2600 м/сек. Чтобы избавить станцию от такого удара и обеспечить ей мягкую посадку, скорость надо снизить до нескольких метров в секунду.

По команде с Земли за два с половиной часа до посадки станции «Луна-9» начался сеанс торможения. Команды включили автоматику ракеты. За несколько часов до начала этого сеанса была проведена настройка автоматической системы станции. Настройка осуществлялась передачей по радио чисел. Станция их запомнила. Числа содержали характеристики положения ракеты относительно светил, величину тормозного импульса и некоторые другие данные.

Чтобы начать торможение, надо было сориентировать ракету на Солнце. Когда это было сделано, ракета соответствующим оптическим датчиком нашла Луну и застабилизировалась. Теперь она как бы держалась за Луну и Солнце. Высотомер станции автоматически включил двигатель. Чтобы уменьшить вес ракеты и облегчить торможение, в момент включения двигателя была сброшена та аппаратура, рабочие функции которой окончились.

Двигатель ракеты теперь уменьшал скорость за счет тяги, так как к этому моменту был ориентирован по направлению скорости движения.

На всех этапах требовалась высокая точность работы систем управления, а здесь эти требования еще более повышались: для благоприятной посадки надо было уменьшить скорость не только по вертикали, но и в горизонтальном направлении относительно Луны. 45 сек. работал мощный двигатель ракеты. Он включился уже перед самой поверхностью Луны, и произошло отделение станции. «Луна-9» прилунилась. Произошла первая в истории космических рейсов мягкая посадка аппарата на другой планете. Через 4 мин. 10 сек. после прилунения раскрылись антенны, и началась передача с Луны.

По техническим трудностям реализации обе решенные задачи достаточно близки. Однако в отличие от предыдущего полета, когда коррекция траектории обеспечила сближение аппарата с заданным районом Луны, в этом полете в результате коррекции станция перешла на траекторию полета, при движении по которой она достигла минимального расстояния от поверхности Луны примерно 1000 км.

Чтобы станция вышла на орбиту спутника Луны, ее скорость при сближении с Луной пришлось уменьшить — с 2,1 км до торможения и до 1,25 км после.

Система радиоконтроля траектории работала хорошо, и это обеспечило нормальное управление на всех ответственных участках полета. Станция «Луна-10» вышла на расчетную селеноцентрическую (окололунную) орбиту.

Станция «Луна-10» совершает один оборот вокруг Луны примерно за 3 часа. При этом она приближается к поверхности Луны на расстояние 350 км, а через полтора часа после этого достигает наиболее удаленной точки, находящейся на расстоянии 1000 км.

Движение станции в основном определяется притяжением Луны. Из других небесных тел на движение существенное влияние оказывает притяжение Земли и в меньшей степени Солнца.

Доктор физико-математических наук профессор А. И. ЛЕБЕДИНСКИЙ

— Наши читатели, Александр Игнатьевич, интересуются, какие особенности были при передаче панорамы.

Чтобы рассказать об этом, надо хотя бы кратко познакомиться с устройством станции. Ее рисунок и описание были в свое время опубликованы в прессе. Поэтому подчеркну главное. Внешне станция похожа на цветок с лепестками. На ее вершине между четырьмя раскрытыми штыревыми антеннами находится телевизионный глаз — телеприемник. Присмотревшись, вы увидите и три дальномерных зеркала. К одной из штыревых антенн прикреплена раскрашенная пластинка с заранее измеренными коэффициентами отражения раскраски. Это эталон для определения яркости лунной поверхности. Внутри станции «Луиа-9» находится счетчик Гейгера.

КАК ПОЛУЧИТЬ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПАНОРАМЫ. Возьмите стереоскоп, установите под углом 90° на расстоянии 25 см от участка панорамы» которую рассматриваете. Ось, идущая от плоскости глаз, должна быть перпендикулярна к панораме и упираться в стрелку над ней.

Станция по размерам небольшая, поэтому у нее небольшие антенны и передатчик, намного уступающий по мощности земным телепередатчикам, а дальность, с которой ведется передача, в тысячи раз превосходит дальности обычных телевизионных передач.

Панорама лунной поверхности была получена в результате телевизионной передачи и происходила так. «Глаз» станции за одну секунду сверху вниз просматривал полосу высотой в 30° и шириной в 3 угловые минуты. Одновременно с движением по вертикали происходило вращение по оси всей телевизионной головки. За время одного прохода по высоте головка поворачивалась и вокруг оси на ширину всей просматриваемой полосы. Таким образом, телевизионная головка, вращаясь вокруг оси, просматривала панораму участка лунной поверхности, а телеприемник затем передавал видимое радиосигналами на Землю.

Здесь на приемном пункте специальная аппаратура принимала эти сигналы. На светочувствительной бумаге строчка за строчкой появлялось изображение.

— Люди впервые увидели лунную панораму. Не могли бы вы более подробно рассказать о ней?

Панорама круговая. Перед нами два обзора. Один сделан при высоте солнца в 7°, второй — когда оно поднялось уже до высоты 27°.

Извилистая линия горизонта подчеркивает холмистость местности — неровной, шероховатой, покрытой множеством мелких кратеров. Самый заметный из них, в правой части панорамы (первый снимок), выглядит черной полосой. При более высоком солнце (второй снимок) этот кратер уже не так заметен. Его размер в поперечнике приблизительно 3 м.

Обратите внимание: в поле зрения станции много камней. Самый заметный из них — у него треугольная длинная тень — имеет в поперечнике около 10 см и находится от станции на расстоянии меньше 2 м.

Эти камни свидетельствуют о том, что лунный грунт сравнительно твердый. Это подтверждает и другой факт — станция «Луна-9» заметно не погрузилась в лунный грунт. Значит, в месте посадки поверхность Луны не покрыта толстым слоем пыли.

Линия горизонта на панораме плавно искривлена из-за наклона станции. Как показали снимки, он не одинаков на обеих панорамах — увеличился между сеансами передач. Таким образом, снимки позволили нам, кроме панорам, еще зафиксировать и то, что под давлением станции, вероятно, произошла деформация грунта. Это очень важное обстоятельство. Оно позволяет говорить о том, что мы не только посмотрели иа лунную поверхность, но и как бы ее потрогали.

— Еще вопрос. Каковы особенности «зрения» станции и в связи с этим особенности самих панорам?

Можно сказать, что станция видит почти как человек. Разрешающая способность ее телевизионного устройства лишь втрое меньше, чем у человеческого глаза. Это хорошо подтверждается увиденными деталями. Например, в левой стороне панорамы четкое изображение замка лепестковых антенн станции. Он удален от телевизионного устройства на расстояние руки, и на нем заметны небольшие винтики.

Хотел бы подчеркнуть для читателей журнала, что станция не только видела участок лунной поверхности, но и смотрела сама на себя. В поле зрения ее телеприемника попал, кроме конца лепестка с замком, второй лепесток. Он тоже виден. В трех местах панораму разрезают изображения штыревых антенн. На одной из них вы видите пластинку-эталон, о котором я уже говорил.

В промежутке между сеансами телевизионная система сместилась на расстояние, примерно равное расстоянию между глазами человека. Поэтому, сопоставляя панорамы при разных наклонах станции, мы получим картину такой, как ее видит человек двумя глазами.

Я бы предложил читателям журнала «Техника — молодежи» два соответствующих участка панорам вставить в стереоскоп. Тогда возникнет глубина ландшафта: еы увидите впадины и углубления, вы ощутите расстояния до предметов. И не только ощутите, а даже можете их измерить.

Некоторые участки лунной поверхности за одни обзор попадали в телеобъектив дважды — непосредственно и отраженными в дальномерных зеркалах. Специалистам нетрудно было отождествить эти участки поверхности. Для одного зеркала, отмеченного стрелкой, соответствующий участок обведен рамкой.

Таким образом, можно сказать, что благодаря телевизионному устройству станции «Луне-9» человек впервые увидел поверхность Луны такой, какой ее увидят космонавты своими глазами без всяких приборов, когда ступят на Луну.

БЛИЖАЙШЕЕ К ЗЕМЛЕ НЕБЕСНОЕ ТЕЛО — ЛУНА — ВОТ УЖЕ НЕСКОЛЬКО ЛЕТ ЯВЛЯЕТСЯ ПУНКТОМ НАЗНАЧЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ. НАЧАЛО ОСВОЕНИЮ ЛУНЫ ПОЛОЖИЛ СОВЕТСКИЙ СОЮЗ. НЕДАЛЕКО ТО ВРЕМЯ, КОГДА НА ЛУННЫЙ ГРУНТ СТУПИТ НОГА ЧЕЛОВЕКА. МЫ НАДЕЕМСЯ, ЧТО СДЕЛАЮТ ЭТО СОВЕТСКИЕ КОСМОНАВТЫ.

Член-корреспондент Академии наук СССР С.Н. ВЕРНОВ

— Сергей Николаевич, вы физик, специалист по космическим лучам. Наши читатели интересуются, какие данные по излучению получены станцией.

Внутри станции «Луна-9» находился счетчик Гейгера. Он регистрировал протоны, электроны и гамма-кванты. Их энергия была настолько велика, что проходила сквозь стенки герметического корпусе станции.

Счетчик регистрировал первичные космические лучи, падающие на станцию со всех сторон. После посадки интенсивность облучения космическими лучами должна была уменьшиться вдвое, так как счетчик облучался с одной, а не с обеих сторон, но зато могло добавиться лунное излучение. Оно действительно было обнаружено. И если во время пути счетчик регистрировал от 3,24 до 3,28 частицы в секунду, то на поверхности Луны он должен был обнаруживать примерно 1,63 частицы. Но на самом деле их оказалось больше — от 2,06 до 2,08. Это составляет 0,45 частицы в секунду — в десять раз больше земного облучения.

Но вывода об очень большой радиоактивности Луны сделать нельзя. Ведь лунная поверхность бомбардируется первичными космическими лучами, а земная — защищена атмосферой. Поэтому, грубо говоря, лунная поверхность должна «светиться» под действием космических лучей значительно сильнее, чем земная. Слово «светиться» поставьте в кавычки: речь идет не о видимом свете, а о гамма-квантах и частицах высокой энергии.

«Луна-9» впервые открыла лунное излучение. Это, быть может, даст новую информацию о самой Луне. А пока можно сделать практический вывод: наблюдавшаяся доза радиации совершенно безопасна для космонавтов, одетых в скафандры.

— Последний вопрос к профессору Лебединскому. Не могли бы вы, Александр Игнатьевич, охарактеризовать научные задачи запуска «Луны-10»?

Целью запуска «Луны-10» является исследование окололунного пространства. В нем возможно скопление пылевых частиц. На спутнике установлена аппаратура для исследования микрометеоритов, имеется и магнитометр, а также аппаратуре для регистрации корпускулярного излучения, так как весьма возможно, что около Луны есть слабое магнитное поле и связанные с ним радиационные пояса из частиц относительно небольших энергий.

«Луна-10» несет и приборы регистрации излучений самой Луны: ее гамма-излучения и ее инфракрасного теплового излучения.

Вот кратко тот комплекс исследований, который поставлен перед «Луной-10». Это важный этап на пути изучения Луны.