23:17, 21 февраля 2022
4 мин.

Все «Луны» СССР. Часть 1: Искусственная комета и искусственная планета

Советская почтовая марка, посвященная запуску на Луну

Советская почтовая марка, посвященная запуску на Луну

В 2022 году должно состояться возвращение нашей страны на Луну: впервые за 45 лет с хвостиком к спутнику Земли отправится отечественный космический аппарат, «Луна-25». Старт пока что ожидается в окно с мая по октябрь. Порталы Indicator.Ru, Inscience.News и «Живая история науки» решили отметить это событие серией публикаций обо всех успешных (более или менее) советских лунных миссиях. Здесь будут статьи о всех «Лунах», с первой по двадцать четвертую, а также о тех «Зондах», что имеют отношение к Луне. Быть может, мы сможем собрать все эти статьи (разумеется, расширив и дополнив их) в единую книгу. Ну а пока – мы начинаем. Естественно, в «лунный день», в понедельник.

Давайте сразу же договоримся: в наших статьях мы расскажем именно о конкретных автоматических советских миссиях и их научных успехах и неудачах. Мы не ставим перед собой более масштабные цели полноценного описания изучения Луны человечеством, или американской лунной программы или неудачи СССР в отправке космонавтов на Луну.

Первые контуры советских усилий по достижению Луны были обозначены уже через пару месяцев после запуска первого искусственного спутника Земли. 30 декабря 1957 года появилось совместное письмо Королева и Келдыша «О привлечении новых мощностей промышленности к исследованию космического пространства». Еще через месяц Келдыш пишет Королеву письмо, в котором предлагает рассмотреть два варианта лунных миссий «первого цикла» – сначала попадание неуправляемой станцией в видимую поверхность Луны, а затем – облет Луны с фотографированием ее невидимой с Земли обратной стороны.

Чуть позже Королев выступает с докладом «О программе исследования Луны», в котором ставит научные задачи: открытие и потенциальное изучение магнитного поля нашего спутника, изучение космической радиации вне магнитного поля Земли, изучение состава межпланетного пространства и поиск и потенциальное изучение радиоактивного излучения Луны.

Все «Луны» СССР. Часть 1: Искусственная комета и искусственная планета

Внешний вид станции Е-1

В результате в ОКБ-1 (ныне – РКК «Энергия») начали прорабатывать сразу четыре варианта лунных миссий: так называемая программа «Е». Станции серии Е-1 должны были попасть в Луну без торможения, доставив на Луну вымпел СССР, Е-2 – сфотографировать обратную сторону спутника Земли, Е-3 – то же самое, но под другим углом освещения Солнцем, Е-4 – станция для подрыва на Луне ядерного заряда (идея была предложена Яковом Зельдовичем, по его же настоянию от нее и отказались – слишком опасно – пуски могли быть неудачными, а ядерный взрыв на космодроме, или вообще на территории США, если произойдет падение третьей ступени никому не нужен).

Яков Борисович Зельдович

Яков Борисович Зельдович

Первые пуски состоялись уже в том же 1958 году. Миссию Е-1 отправляла в космос ракета-носитель 87К2 (она же – «Луна», она же – «Восток-Л»). Ее делали на основе классической «семерки» - Р-7, которая отправляла в космос самые первые спутники.

Семейство ракет Р-7

Семейство ракет Р-7

Однако двух ступеней «семерки» для полета к Луне не хватало, поэтому к ней был добавлен блок «Е», третья ступень, которая позволяла достичь второй космической скорости. У блока был один недостаток: он не включался в невесомости. Потом его заменят на более совершенный и в такой конфигурации ракета-носитель 8К72К получит название «Восток» и впервые в истории отправит в космос человека.

Блок Е с лунной станцией

Блок Е с лунной станцией

Итак, миссия «Е».

Масса аппарата была по нашим меркам небольшая – 361 килограмм 300 граммов самой станции (что, впрочем, было, достаточно много – первый американский «лунник» Pioneer весил на порядок меньше).

Аппарат Pioneer

Аппарат Pioneer

Несмотря на сравнительно скромную главную задачу: попасть в Луну, научная нагрузка на аппарате была достаточно солидная: на Е-1 стояли магнитометр, счетчик Гейгера, детектор микрометеоритов, сцинциляционный счетчик, два радиопередатчика.

Все «Луны» СССР. Часть 1: Искусственная комета и искусственная планета

Помимо этого была еще одна идея, у двух астрономов, Иосифа Шкловского и Владимира Курта, возникла мысль визуализировать полет к Луне. Изящный научный и технологический эксперимент: за пределами атмосферы Земли взрывом испарить килограмм натрия, возбужденные атомы которого будут светиться ярко-оранжевым светом. Пока облако натрия не сильно расширилось, несколько минут его можно будет наблюдать в телескоп.

При этом перед баллистиками стояла очень сложная задача: поскольку двигателей коррекции траектории на станции не было, нужно было очень точно отработать на этапе старта, чтобы не промахнуться мимо диска Луны.

Впрочем, для начала нужно было успешно стартовать. И это получилось только с четвертого раза: три пуска 1958 года – 23 сентября, 11 октября и 4 декабря ракета разрушилась из-за возникших автоколебаний. Эти станции «Луна» не получили своих номеров. И только второго января 1959 года аппарат вырвался из земного притяжения. Правда, в Луну не попал: неправильные настройки и неучет времени прохождения сигнала на выключение двигателей привели к тому, что станция прошла в 6000 километрах от спутника Земли. Неудача? С точки зрения запланированного – да. С другой стороны, американская программа, которая на тот момент так и не взлетела, собиралась пройти от Луны на гораздо большем расстоянии – и это был бы уже успех. Плюс таким образом впервые в истории земной объект достиг второй космической скорости и стал де-факто искусственной планетой. Поэтому в СССР «неудачу» превратили в успех.

Снимок искусственной кометы

Снимок искусственной кометы

К тому же, эксперимент с натрием тоже удался. 3 января 1959 года облако было выпущено, а на Горной станции Главной астрономической обсерватории АН СССР около Кисловодска Мстислав Гневышев сделал несколько снимков искусственной натриевой кометы. Этот успех был даже запечатлен на почтовой марке СССР (к слову, забавно, что на советских марках станцию называли «советской космической ракетой» и изображали ракетой, зарубежные же рисовали «Луну-1» как она есть).

Советская почтовая марка

Советская почтовая марка

Научная программа станции тоже принесла много интересных результатов. Оказалось, что, судя по всему, какого-то значительного магнитного поля у Луны нет. Зато магнитометр показал наличие внешнего радиационного пояса Земли. Впервые удалось измерить напрямую солнечный ветер… Неплохо для «неудачи». Но впереди были новые пуски: предстояло все-таки попасть в Луну.