Таинственная соседка Земли / Новая "лунная гонка?" СССР - первый в изучении Луны

89 7057

Добрый день!

Сегодня мы посетим Луну. Выбор способа полета - большой: например, по-старинке нас может унести ветром. Или нами выстрелят из пушки. А что посовременнее?

Мы начали тему изучения планет Солнечной системы в статье  https://cont.ws/@proctotanya/8... - там рассказывалось в общих чертах о планетоходах. 

Луна. Наша ближайшая космическая соседка. 

А мы и до нее толком добраться не можем. При том, что мечтаем давно – вот, например, Лукиан Самосатский (120-180 гг НЭ) – греческий писатель – написал два фантастических романа. На Луну в одном романе героев унесло ураганом, а в другом – герой полетел на крыльях

А в 1634 году Иоганн Кеплер (немецкий математик, астроном и личный астролог австро-венгерского императора, последователь учения Коперника, первый рассчитал эллипсоидные орбиты планет и скорость их обращения вокруг Солнца ) закончил книгу «Сон, или Лунная астрономия». В ней описывался способ путешествия на Луну с помощью… лунного демона.

Жюль Верн "С Земли на Луну"

Позднее описывались способы путешествия на лебедях, с помощью прототипа аэростата и ракет (Сирано де Бержерак, по сути, описал принцип действия современных многоступенчатых ракет), а Жюль Верн в сочинениях «С Земли на Луну» (1865) и «Вокруг Луны» (1870) описал космический полёт в подробностях, весьма близких к реальным.

А в СССР Валентин Павлович Глушко (1908-1989 г.г.) в 1924 г. написал свою первую профессиональную работу – «Проблема эксплуатации планет». С рукописью ознакомился почетный академик Н.А. Морозов. В Ленинградском отделении архива АН СССР хранилось письмо Н.А. Морозова от 23 февраля 1925 г., адресованное Я.И.Перельману, в котором в частности говорилось: «… рукопись мне понравилась. Вы ведь тоже интересуетесь этими вопросами, и если найдете, что при современном состоянии книжного рынка её можно напечатать, то я с удовольствием напишу к ней напутственную статейку…».

Рукопись не вышла, но вот эту свою юношескую мечту о полете к Луне В. П. Глушко пронес через всю жизнь. И почти реализовал ее в проектах «Вулкан» и «Энергия-Буран». 

Несколько слов о Луне. 

Атмосферы нет, магнитного поля почти нет. Перепад температур – от -153 гр до +127гр С. Сила тяжести - 1,62 м/с2. Лунные день и ночь длятся примерно по 15 суток. Земляне видят Луну только с одной стороны. 

А зачем нам на Луну?

Советская станция Луна-16 в 1970 г. доставила на Землю горсточку лунного грунта – риголита – и в нем через 30 лет обнаружили Гелий 3. В природе он встречается очень редко, но имеет широкую область применения и выступает главным кандидатом топлива для термоядерных реакторов.

Солнце постоянно вырабатывает этот изотоп. Так как на Луне нет магнитного поля и атмосферы, изотопы гелия попадают на ее поверхность вместе с солнечным ветром. Объем гелия-3 в лунном реголите в десятки или даже сотни тысяч раз превышает объем данного изотопа на Земле. Космические агентства всерьез озаботились добычей этого ценного элемента – и Китай, и Индия, и НАСА, и мы с европейцами и японцами – все устремились к Луне.

Несмотря на относительно высокую концентрацию гелия-3 в лунном реголите, его объем на 100 тонн грунта составляет всего 1 грамм. Это означает, что лунные шахты или буровые машины должны работать непрерывно, перерабатывая колоссальный объем грунта.

Мечты

Доставка на Луну машин, добывающих данный изотоп, и обратная доставка добытого материала потребует значительных финансовых вложений. Но овчинка стоит выделки: безопасное топливо с высокой отдачей – лучше и дешевле нефти – вот за чем устремились ведущие космические державы. При реакции термоядерного синтеза, когда в реакцию вступает 0,67 тонны дейтерия и 1 тонна гелия-3 выделяется энергия, которая эквивалентна энергии сгорания 15 млн. тонн нефти. (Техническая возможность осуществления подобных реакций пока не изучена.)

Ученые рассматривают Луну не только как естественную астрономическую обсерваторию и источник энергоресурсов, но и как запасной континент для землян. Он находится на расстоянии всего в 380 тысяч километров от нашей планеты, и при глобальной катастрофе на Земле здесь вполне можно было бы укрыться.

С Луны без помех можно наблюдать за другими небесными объектами, так на ней нет атмосферы.

Но главное – это неисчерпаемые запасы энергии, которой, по подсчетам ученых, для человечества хватило бы на 15 000 лет. Помимо этого на Луне есть запасы редких металлов: титана, бария, алюминия, циркония и это далеко не все.

Не так давно американский зонд «LRO» с российским прибором «Lend» окончательно подтвердили – на Луне действительно есть вода (в виде льда на дне кратеров) и ее здесь немало (до 600 млн. тонн). То есть для поселенцев не нужно будет доставлять воду (напомню, что по минимуму человеку требуется 16,5 кг воды в сутки, это мы «проходили» во время экскурсии на МКС https://cont.ws/@proctotanya/7... ) - она есть на Луне! С этого момента база на Луне обрела реальную перспективу.

Мечты

Так с чего же все начиналось?

Для начала вспомним три определения, чтобы представлять себе, какую мощь должна развить ракета-носитель, чтобы вынести груз на орбиту Земли или дальше..

Первая космическая скорость – это скорость, которую нужно придать телу на поверхности Земли (или небесного тела), чтобы оно смогло выйти на орбиту Земли (или небесного тела) и двигаться по орбите. Равна 7,9 км/c для Земли.

Вторая космическая скорость - это скорость, которую нужно придать телу на поверхности Земли (или небесного тела), чтобы оно смогло преодолеть гравитацию Земли (или небесного тела) и начало удаляться. Равна 11,2 км/c для Земли.

Третья космическая скорость - это скорость, которую нужно придать телу на поверхности Земли (или небесного тела), чтобы оно смогло преодолеть гравитацию Солнца и выйти за пределы Солнечной системы. Равна 16,7 км/с для Земли. 

Мы все время читаем и слышим «лунная гонка». Давайте посмотрим, как это выглядело наглядно. Итак.

Первый спутник запущен СССР в 1957 г.

Pioneer-3

А уже в 1958 г. были неудачные запуски 3 аппаратов Pioneer (США) и 3 аппаратов «Луна» (СССР). Запускались аппараты друг за другом: американец, два наших, опять американец и наш. Все аппараты были утеряны из-за взрывов ракет-носителей (РН). И только в декабре 1958 г. совершился запуск – американский аппарат Pioneer-3 должен был пролететь мимо Луны. Не долетел 2/3 пути (первая ступень преждевременно завершила работу) и упал обратно на Землю. На нем был установлен счетчик Гейгера – именно он впервые зафиксировал второй радиационный пояс Земли.

Луна-1




2 января 1958 г. наш аппарат «Луна-1» (РН «Восток Л») совершил первый успешный полет к Луне. Станция прошла в 5000 км от Луны, обнаружила отсутствие у нее магнитного поля, вышла на гелиоцентрическую орбиту (вокруг Солнца), став первой искусственной планетой, которую назвали "Мечта". Целью полёта ставилась задача достижения им поверхности Луны.

Но в связи с тем, что поправка на время прохождения сигнала от командного пункта до аппарата не была учтена, разгонный двигатель выключился позднее, чем было нужно. Аппарат не встретился с Луной. Но при этом при был зарегистрирован внешний радиационный пояс Земли, были осуществлены первые прямые измерения параметров солнечного ветра, было установлено отсутствие у Луны значимого магнитного поля

Через два месяца к Луне рванул Pioneer-4, «пролетная» миссия, благополучно пролетел в 60000 км от Луны и стал второй искусственной планетой Солнца. Внешне он похож на Pioneer-3.

У нас были более серьезные планы – повторить попытку достижения Луны, и 14 сентября 1959 года космический аппарат «Луна 2» (РН «Восток-Л») впервые в истории достиг поверхности другого космического тела – Луны. Одним из основных научных достижений миссии было прямое измерение солнечного ветра. На поверхность Луны был также доставлен вымпел с изображением герба СССР.

15 сентября 1959 г. начался первый в истории советско-американских отношений официальный визит руководителя КПСС и главы Советского правительства Никиты Сергеевича Хрущёва в США, который продолжался 13 дней. 

В день прилета Хрущев в Белом доме вручил президенту Эйзенхауэру памятный дар - копию вымпела, доставленного нашей ракетой на Луну.

Эйзенхауэр уже имел удовольствие в 1957 г. объясняться перед Конгрессом - почему русские запустили спутник раньше американцев. И вот теперь такой "подарочек". 

Газеты и радио США захлебывались от сенсационных комментариев.

"Президент Эйзенхауэр и его главные советники сегодня искали средства противодействия новому престижу, который создало эффективное попадание русских в Луну советскому премьеру Никите Хрущеву для его начинающихся завтра исторических переговоров в Белом доме ". Газеты всего мира справедливо рассматривали попадание в Луну не только в космическом, но также в социальном и политическом аспектах. "Н.С. Хрущев прибывает в США, захватив с собой в чемодане Луну".

"К сожалению, справедливо и то, что этот успешный запуск ракеты на Луну создает осложнения. Ракета, которая может попасть на Луну, доказывает, что другие ракеты могут достичь любой точки земного шара с более смертоносным грузом и такой же точностью. Космическая кабина с советским вымпелом - это нечто вроде "демонстрации флага ", как это делали военно-морские корабли на земных морях".

Вернер фон Браун заявил журналистам, что Россия намного обогнала Соединенные Штаты в отношении космических проектов и никакими деньгами нельзя купить упущенное время.

Через две недели после успешного прилунения стартовала РН «Восток-Л» с КА «Луна-3». Основной задачей было впервые в истории человечества сфотографировать обратную, невидимую с Земли сторону Луны. 

Справа - невидимая сторона Земли

«Луна 3» имела другую конструкцию и несла гораздо больше аппаратуры: системы радиотехнической, телеметрической, фототелеметрической ориентации (относительно Солнца и Луны), энергопитания (с солнечными батареями), терморегулирования и комплекс научной аппаратуры, включая фотолабораторию. Впервые в мире была решена проблема управления КА в космическом пространстве

Луна-3

7 октября 1959 года он на первом витке своей орбиты обогнул Луну и прошёл на расстоянии около 6200 км от её поверхности.

Первый в мире гравитационный маневр. Под действием гравитации Луны орбита аппарата изменилась. Изменение орбиты было рассчитано так, чтобы аппарат при возвращении к Земле снова пролетел над Северным полушарием, где были расположены советские наблюдательные станции.

При этом было произведено фотографирование поверхности Луны, которое продолжалось 40 минут. Использовались две фотокамеры с длинно- и коротко- фокусными объективами. Было заснято две трети обратной стороны, а также треть видимой стороны Луны для «привязки» объектов обратной стороны поверхности к уже существовавшей для видимой её стороны системе лунных координат.

Передачи полученной информации на Землю начали проводиться после автоматического проявления плёнки на борту космического аппарата по командам с Земли.

Полученные на Земле изображения обладали не самым высоким качеством, но позволили создать первый атлас обратной стороны Луны.

В 1960-1961 г.г. аппараты к Луне не летали, мы готовили новую станцию для отработки мягкой посадки, а американцы увлеклись планами телесъемки Луны. В 1961 г. СССР совершил первый пилотируемый полет в космос (Ю. Гагарин) и первый суточный полет (Г. Титов), а американцы совершили два суборбитальных (низких) полета.

В 1962 г. СССР совершил первый групповой полет – одновременно в космосе находились два корабля, а американцы три раза слетали на орбиту.

И мы, и американцы проектировали орбитальные станции.

"Сатурн-5"

В рамках Лунной программы 10 января 1962 года НАСА опубликовала планы строительства ракеты-носителя «Сатурн C-5». На первой её ступени должны были быть установлены пять двигателей F-1, на второй ступени — пять двигателей J-2, и на третьей — один J-2[7]. С-5 должна была выводить на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 47 тонн.

Н-1




СССР разрабатывал сверхтяжелую ракету-носитель Н1, первоначально для вывода тяжелой орбитальной станции 75 т на околоземную орбиту с перспективой сборки на орбите межпланетного корабля, способного полететь к Венере или Марсу. С принятием запоздалого решения по включению СССР в лунную гонку, Н1 был форсирован и стал носителем для экспедиционного космического корабля Л3 в комплексе Н1-Л3. Но это – тема будущей статьи.

Ranger-7


Американцы занялись фото- и телесъемкой лунной поверхности с близкого расстояния от Луны с  КА Ranger (1-9) в 1962-1965 г. г. Из 9 запусков только три были успешными (1964 – 1965 г.г.). Остальные аппараты либо пролетели мимо, либо упали на Луну совершенно не там, где планировалось. В их задачу входило только снимать и передавать, вплоть до столкновения с Луной. Ranger-4 упал на Луну, став первым американским КА, попавшим на другое небесное тело.

А СССР в это время сконцентрировался на отработке мягкой посадки. Для «Лунохода». В тот же период мы запустили 11 КА новой конструкции, тоже «Луна» («Луна-4» имела 4 дублера, а также запускали аппарат «Космос-60») – и только 3 февраля 1966 станция «Луна-9» впервые в мире совершила мягкую посадку на поверхности Луны. 

Луна-9, первый корабль, осуществивший мягкое прилунение

Автоматическая станция «Луна-9» была запущена с космодрома Байконур 31 января 1966 года с помощью ракеты-носителя «Молния-М» и разгонного блока «Л». На трассе перелета к Луне 1 февраля была проведена коррекция траектории. При подлете к Луне была включена система астроориентации, которая осуществила поиск и захват сначала Солнца, а затем Луны и Земли.

На высоте 75 км от поверхности Луны (за 48 секунд до посадки) по сигналу с высотомера были отделены два навесных отсека, включена двигательная установка и произведен наддув баллонов-амортизаторов.

На расстоянии 260-265 метров от поверхности выключился основной двигатель, который обеспечил гашение скорости с 2600 м/с до нескольких м/с, и спуск происходил в режиме парашютирования при работающих управляющих соплах двигательной установки. На этом участке был высвобожден ленточный датчик-щуп длиной 5 метров, который при соприкосновении с лунной поверхностью выдал команду на отстрел автоматической лунной станции. 3 февраля 1966 года в 21 час 45 минут 30 секунд по Москве автоматическая лунная станция впервые в мире совершила мягкую посадку на поверхности Луны на западном крае Океана Бурь.

Это было огромное достижение. 

Через 4 минуты 10 секунд после посадки, произошел сброс амортизационных баллонов (станция была помещена внутри "мячика", надувавшегося перед посадкой гелием, и после отстрела "мячик со станцией прыгал по поверхности Луны, а баллоны с гелием защищали станцию), раскрылись лепестковые антенны, выравнивая станцию на лунной поверхности, и начался первый в мире сеанс радиосвязи с аппаратом, находящемся на поверхности другого небесного тела.

По команде с Земли была включена телевизионная камера. В период до 6 февраля было проведено 7 сеансов связи со спускаемым аппаратом общей продолжительностью более 8 часов. На Землю были переданы первые в мире панорамы лунной поверхности, полученные при различных высотах Солнца над горизонтом (7, 14, 27 и 41 градус).

Предлагаю посмотреть короткий документальный фильм (1966 г.) о станции «Луна-9». В нем подробно показан и сам аппарат, и схема посадки, и съемка Луны. 

В начале 1963 года НАСА окончательно выбрала схему пилотируемой экспедиции на Луну (основной корабль остаётся на орбите Луны, посадку же на неё совершает специальный лунный модуль) и дало ракете-носителю «Сатурн C-5» новое имя — «Сатурн-5».

СССР готовился к отправке «Лунохода», приступил к проектированию и изготовлению «Лунной ракеты». Обе страны активно запускали пилотируемые корабли на орбиту Земли. Лунная гонка была в самом разгаре.Наши успехи очень сильно огорчали американцев - русские обгоняли их во всем, президенту Эйзенхауэру пришлось публично оправдываться перед Конгрессом в 1957 г. за наш запущенный спутник. Перечисленные выше победы СССР - это факты, это наша великая история. 

Впереди – автоматическая посадка на Луне, бурение грунта и обратный полет на Землю, впереди путешествия «Луноходов», впереди полная странностей эпопея «Аполлон». А на сегодня мы прервемся – материала очень много, отложим на следующий раз.

Предлагаю вам отвлечься и послушать прекрасную песню группы ELO Ticket To The Moon, любезно предоставленную Димитрием: 

Кстати.

РОСКОСМОС. КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ «КАНОПУС-В» № 3 И № 4 ВЫВЕДЕНЫ НА РАСЧЕТНЫЕ ОРБИТЫ
01.02.2018

1 февраля 2018 года, через один час после старта ракеты-носителя «Союз-2.1а», разгонный блок «Фрегат» вывел основную полезную нагрузку – космические аппараты дистанционного зондирования Земли «Канопус-В» №3 и №4 на расчетные орбиты. Отделение космических аппаратов прошло штатно в 6:06 мск и 6:12 мск на солнечно-синхронных околокруговых орбитах.

После отделения космических аппаратов «Канопус-В» № 3 и 4 от разгонного блока специалисты Главной оперативной группы управления в Центре управления полётами (ЦУП) приступили к управлению их полетом. В ближайшее время спутники начнут работать в составе космического комплекса «Канопус-В» в связке с уже запущенными на орбиту КА «Канопус-В» № 1 и КА «Канопус-В-ИК».

Германские и американские аппараты – аналогично.

И традиционный бонус – почтовый блок, посвященный «Луне-9», первому КА, совершившему мягкую посадку на Луне.

Благодарю вас за прочтение!

В статье использованы материалы сайтов

https://ru.wikipedia.org/wiki/...

https://rustelegraph.ru/news/2...

http://othereal.ru/polet-na-lu...

https://topwar.ru/24664-sokrov...

http://www.vseportrety.ru/sob-...

http://spacegid.com/helium-3.h...

https://ru.wikipedia.org/wiki/...

https://ru.wikipedia.org/wiki/...

http://samlib.ru/s/shumil_p/e-...

http://www.famhist.ru/famhist/...

www.roscosmos.ru 

И заметок В. В. Шевченко "К ИСТОРИИ ПРОЕКТА ОБИТАЕМОЙ БАЗЫ НА ЛУНЕ"


Мощные трубы Газпрома, или как Россия решила старую проблему СССР

Незамеченной прошла новость об очередном архиважном русском рекорде. Газпром на участке Белогорск — Хабаровск кладёт трубы, рассчитанные на давление в 150 атмосфер (ссылка). Другие страны та...

Ракеты всю ночь уничтожали Украину

Минувшая ночь заставила Киев уйти под землю — русская армия устроила массированный налет на различные военные, промышленные и логистические объекты. Били всем — от дронов «Герань» до «И...

Обсудить
  • :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup:
  • От луны объект летит к земле https://cont.ws/@valintin/195386 В сентябре 2014 года, я вышел на балкон подышать свежим воздухом, посмотрел на луну, решил сфотографировать её, сделал первую фотографию, смотрю что, что-то от луны летит, и я начал снимать как можно чаще, я эти фотографии разместил на форуме астрономов, один человек откликнулся, сказал «я тоже видел не вооруженным глазом, всего их было семь штук, у меня есть знакомый астроном, он это всё заснял на видео» я попросил поделится этим видео, но к сожалению он больше на связь не вышел.Самое популярное в социальных сетях «это блики» ….Объекты вылетали из кратера "Тихо" (Crater Tycho)
  • Спасибо! Как всегда прекрасно написано и очень интересно.
  • Интересная статья и песня красивая! :thumbsup: Спасибо, Татьяна! :blush: :hibiscus:
  • :thumbsup: