Это цитата сообщения ФИЛИНТЕЛЛЕКТ Оригинальное сообщение

Первая посадка АМС Луна-9 на Луну. Вид на поверхность. Знаменитый камень

https://3dnews.ru/1030291/luna9-pervie-panorami-lunnoy-poverhnosti
Планы доставки автоматических приборов на Луну появились в СССР и США еще до запуска первых спутников. В частности, Особое конструкторское бюро №1 (ОКБ-1) под руководством Сергея Павловича Королёва представило их в документе «Ближайшие задачи по изучению космоса», подготовленном 22 ноября 1956 года.
На тот момент основной проблемой представлялась энергетика: чтобы уйти из пределов земного притяжения и попасть на Луну, аппарат требовалось разогнать до скорости, приближающейся ко второй космической (которая, как известно, у поверхности Земли составляет 11,2 км/с), — то есть заставить его лететь на 40% быстрее, чем нужно для запуска искусственного спутника.

Кроме завоевания политических приоритетов, первые космические автоматы подтвердили возможность выполнения межпланетных миссий и обеспечили получение данных об обстановке на трассе полета. Однако для решения перспективных научных и прикладных задач нужно было нечто более совершенное и функциональное (а в то время — и гораздо более тяжёлое). Перспективы пилотируемой высадки на Луну, замаячившие сразу после первых полётов человека в космос, требовали освоения технологии мягкой посадки.
Нужна была новая ракета. Предпосылки ее создания появились ещё в 1958 году, когда в Математическом институте имени В. А. Стеклова Академии Наук СССР (МИАН) под руководством М. В. Келдыша выполнялись теоретические расчёты оптимальных траекторий полётов к планетам земной группы.
Из исследований вытекали два фундаментальных вывода. Во-первых, схема прямого запуска на отлётную траекторию с территории СССР не оптимальна из-за больших гравитационных потерь, приводящих к снижению массы полезного груза ракеты. Во-вторых, энергетику можно улучшить, если эту схему изменить — сначала выйти на низкую околоземную орбиту, а затем в нужный момент стартовать с неё, используя специальный разгонный блок. Такой вариант обеспечивал увеличение массы, выводимой на траекторию, и позволял снизить требования по точности выбора момента старта к Луне
Функционирование системы определялось общей схемой полёта. С точки зрения простоты конструкции для Е-6 была выбрана непосредственная (прямая) посадка с «попадающей» траектории, без выхода на окололунную орбиту. При старте с околоземной орбиты траекторию полёта к Луне требовалось скорректировать, обеспечив попадание в цель с необходимой точностью. При посадке нужно было за заданный промежуток времени затормозиться, снизив скорость с 2700 м/с практически до нуля.

В сборе Е-6 являла собой довольно массивный (около полутора тонн) аппарат высотой 2,7 метра. Из-за весовых ограничений тепловой режим работы обеспечивался пассивными средствами: в космосе приборы сбрасывали избыток тепла путем теплопередачи и прямой радиации через стенку отсеков, имеющих специально подобранные коэффициенты поглощения и излучения. При полёте к Луне станция Е-6 медленно вращалась вокруг продольной оси, подставляя солнцу то один, то другой бок.

Весовые ограничения непосредственно сказались и на архитектуре системы управления. Это сегодня ее можно уместить в один-другой килограмм, в те же годы у нас в стране она строилась на электронных лампах, первых полупроводниках и электромеханических устройствах. Чтобы сэкономить массу, инженеры шли на множество ухищрений. Система управления и наведения И-100 включала гиростабилизированную платформу, которая служила не только для управления полётом Е-6, но ещё и для наведения третьей и четвертой ступеней ракеты-носителя.
Схема полета была следующей. Первыми тремя ступенями «Молния» выводила на низкую околоземную орбиту Е-6 с разгонным блоком — четвертой ступенью. Последняя включалась в требуемое время и переводила объект на траекторию отлёта к Луне. При перелёте, продолжавшемся более трех суток, предусматривались девять сеансов радиосвязи и одна коррекция. Параметры последней определялись на Земле по результатам измерений фактической траектории, после чего на борт объекта передавались уставки для включения двигателя на расстоянии 110-130 тыс. км от цели. Коррекция обеспечивала попадание станции в расчетную зону диаметром не более 150 км.

Место и время посадки выбирались заранее из условий освещенности (чтобы по длинным теням на снимках определить величину объектов ландшафта) и соображений теплового режима (находясь на Луне, АЛС не должна была перегреваться). Поэтому прилуниться планировали в районе терминатора в Океане Бурь сразу после восхода солнца.
Наиболее интересным был последний участок полёта. Именно здесь баллистики и управленцы проявили смекалку прежде всего. Никакого бортового компьютера Е-6 не имел, да и сам по себе пересчет траектории торможения с учетом тяги двигателя и возмущающих факторов представлялся крайне сложным даже для земных систем. В реальном времени делать это было невозможно, как и передавать команды управления на регулирование тяги и выключение с Земли — не позволяли малое быстродействие исполнительных механизмов станции и запаздывание радиосигнала
Требуемое положение станции относительно Солнца, Луны и Земли выстраивалось за два часа до посадки, когда на расстоянии примерно 8700 (по другим данным — 8300) км до Луны ось аппарата направлялась параллельно «отловленной» местной вертикали. Затем включался радиовысотомер, который на высоте 70-75 км и при скорости примерно 2630 м/с сбрасывал навесные блоки с ненужной уже аппаратурой, наддувал пневматический амортизатор и запускал двигатель. Проработав расчетное время (примерно полминуты), последний переводился в режим парашютирования на высоте около 250 м.

Непосредственно перед прилунением из аппарата выдвигался пятиметровый щуп. Как только он касался грунта, двигатель выключался и АЛС отстреливалась вверх. Станция падала на грунт чуть в стороне от двигательной установки, несколько раз подпрыгивала на амортизаторах, поглощавших энергию удара, и, если надо, катилась по поверхности. Предполагалось, что ее движение закончится через четыре минуты после посадки. Тогда амортизатор делился надвое, освобождая приборный отсек. Ещё через минуту раскрывались «лепестки», стабилизируя положение АЛС на грунте. Начиналась работа на Луне…

Между тем американцы «дышали в затылок»: начав с неудач, они неожиданно успешно закончили программу Ranger, переориентировав ее на съемку Луны, и готовились реализовать мягкую посадку в проекте Surveyor (не говоря уже о том, что программа Saturn-Apollo набирала обороты и обретала «плоть и кровь»). Нашим инженерам (и политикам) срочно нужен был успех.
После 11 неудачных пусков к Луне различных модификаций автоматической лунной станции первый лётный экземпляр Е-6М получивший внутризаводской номер 202 (станция №201 использовалась для стендовой отработки) успешно стартовал с Байконура 31 января 1966 года, через 17 дней после смерти С. П. Королёва. Объекту, названному «Луной-9», сопутствовала удача — выведение на орбиту, старт к Луне и коррекции прошли штатно.
Подготовка к посадке и собственно прилунение прошли практически идеально, двигатель отработал превосходно. Мягкая посадка — первая в истории — на соседнее небесное тело была выполнена! АЛС отделилась и села в точке с координатами 7°8‘ с.ш. и 64°22’ з.д. в районе Океана Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий. Цель, к которой советские учёные и инженеры шли более 5 лет была достигнута.

История первых панорам, полученных с «Луны-9», связана со скандалом, который сейчас кажется забавным, но тогда воспринимался вполне серьёзно: дело в том, что первыми снимки опубликовала не советская пресса, а… учёные радиоастрономической обсерватории «Джодрелл-Бэнк», принадлежащей Манчестерскому университету и расположенной в графстве Чешир на северо-западе Англии.
Британцы посчитали, что имеют на это полное право, поскольку советская сторона сама сообщила им частоты связи и привлекла их 76-метровый радиотелескоп для фиксации факта передачи сигналов с Луны. 3 и 4 февраля они с удивлением наблюдали за изменением характера радиопередачи. Зная, что сигналы не закодированы, они предположили, что имеют дело со стандартом передачи Radiofax, используемым мировыми СМИ для пересылки изображений. Срочно одолжив у манчестерского офиса Daily Express факсимильный аппарат, они распечатали принятые сигналы и… опубликовали их (пусть и с геометрическими искажениями) до того, как это смогли сделать советские газеты, что и привело к небольшому дипломатическому инциденту.
Эта история достаточно известна и уже обросла множеством интересных подробностей, но три десятилетия никто не знал, что самыми первыми, кто получил качественную «картинку», были американские разведчики. Недавно рассекреченные в США документы свидетельствуют, что за «Луной-9» наблюдали не только англичане, но и аналитики Агентства национальной безопасности (АНБ) и других спецслужб.


Вскоре после того, как советский зонд достиг своей цели, обычный поток телеметрии дополнился сигналом нового типа. Его легко опознали как фотофаксимильную передачу. 4 февраля АНБ уже соображало, как выделить картинку (параметры кадра оставались неизвестными). При этом начальство намекало, что «Белый дом и Конгресс ожидают ответов, а АНБ ни мычит ни телится».

Первым возможное решение задачи с использованием спецаппаратуры фирмы Honeywell предложил молодой инженер-электрик Джон О'Хара (John O'Hara) из отдела телеметрии, но попытки распечатать изображения провалились — вместо картинки из принтера лезла какая-то белиберда. О'Хара тут же спаял электронный блок для коррекции сигнала. Вторая попытка принесла успех, и американцы получили кусок лунной панорамы, хотя и с некоторыми искажениями: несомненный интерес представлял участок, содержащий элемент конструкции «Луны-9», на котором можно было различить серийные номера, а не насмешливые послания для американцев, как они сначала подумали!
Перехватывая сигналы, аналитики АНБ заметили изменение теней на разных участках панорамы из-за движения Солнца по лунному небосводу, а также смогли определить, что с течением времени станция немного сдвинулась от исходного положения из-за смещения грунта под ее тяжестью.
Бернард Лоувелл (слева), директор обсерватории «Джодрелл-Бэнк», первым предоставил журналистам сенсационные снимки поверхности Луны, которые были тут же опубликованы мировыми СМИ. Источник — https://twitter.com/jodrellbank/status/1247598568493506560/photo/1
Для устранения искажений снимков О'Хара в обход бюрократических процедур умудрился быстро получить у Honeywell записывающее устройство с соответствующими характеристиками, и к утру 5 февраля АНБ имело идеальное изображение. В тот же день снимки легли на стол президента Линдона Джонсона. По мнению некоторых историков, эти фотографии послужили мощным стимулом для Белого дома в продвижении программы Apollo…
⇡#Итоги
Мягкая посадка и получение панорамных изображений лунной поверхности в высоком разрешении стали важнейшими результатами полёта «Луны-9». Но наряду с этим были добыты и другие научные данные, пусть и не столь яркие, например, опровергнута гипотеза Айзека Азимова о том, что Селена покрыта многометровым слоем пыли. Прав оказался Сергей Королёв, который еще в конце 1964 года предположил, что лунный грунт представляет собой твёрдую породу «типа пемзы». Была подтверждена «метеорно-шлаковая» теория строения наружного покрова Луны, выдвинутая советскими учёными.

С помощью счётчика Гейгера АЛС открыла лунное излучение: протоны, электроны и гамма-кванты с очень высокой энергией — частицы проникали через металлический корпус станции (но ещё до посадки регистрировались первичные космические лучи, падающие на аппарат со всех сторон). Тем не менее учёные сделали вывод, что «небольшие дозы лунной радиации безопасны для космонавтов, которые будут высаживаться на поверхность естественного спутника Земли».