Миссия «Луна-25» провалилась
Зачем России лететь на спутник Земли и почему никакие аварии не остановят лунную гонку?
В воскресенье, 20 августа, «Роскосмос» объявил о крушении аппарата «Луна-25». Программа по его запуску была первой лунной миссией современной России. На неё возлагали большие надежды. Даже само название «Луна-25» отсылало к успешным программам Советского Союза. К слову, межпланетная станция «Луна-2» когда-то первой достигла спутника Земли, открыв новую эру космического противостояния СССР и США. Спустя десятилетия лунная гонка не прекратилась. Сегодня изучением естественного спутника Земли активно занимается не только Россия, но Китай, США и Индия.
«Лента.ру» рассказывает о зарождении лунной программы СССР, которая предшествовала запуску «Луны-25», и о том, что сегодня делает Россия для её возрождения.
«Гонка началась. Вскоре мы услышим объявление об отправке человека на Луну. Но как скоро? Будет ли это американец? Или это будет русский? Но зачем вообще человеку — не важно, русскому или американцу — лететь на Луну? Есть ли цель у этого дорогого и крайне опасного проекта?» — задавался вопросами физик Дэниэль Посин в августе 1959 года между пусками советских аппаратов «Луна-1» и «Луна-2».
Советский Союз занял лидерство в космической гонке с пуском первого в мире искусственного спутника Земли. Но на этом останавливаться было нельзя, поэтому практически сразу Москва и Вашингтон начали работу над программами по изучению Луны при помощи автоматических межпланетных станций — «Луна» (СССР) и «Пионер» (США), — которые ознаменовали начало лунной гонки.
«Королев всегда мечтал о том, чтобы начать изучение Луны, и, конечно, это удивительно, что меньше чем через два года после запуска первого спутника удалось осуществить первые пуски к ней», — говорил один из участников советской лунной программы Михаил Маров.
Ещё в 1954 году группа учёных по требованию Сергея Павловича Королева составила докладную записку «Об искусственном спутнике Земли». В ней сформулировали общие условия для достижения Луны: описана траектория полёта, а также требования к ракете, которая должна была состоять из трёх ступеней и способная развить вторую космическую скорость
Программу по созданию первых автоматических лунных станций, которые обозначили как «Объекты Е», одобрили 20 марта 1958 года.
Первые запуски
Первые аппараты серии Е-1 представляли собой сферический контейнер с аппаратурой для измерения различных параметров, включая напряженность магнитного поля Земли и Луны, интенсивность гамма-излучения и космического излучения. Для питания станции использовались серебряно-ртутные батареи, а корпус аппаратов заполняли газообразным азотом. Контейнер космического аппарата весил 187 килограммов.
Задачей первых аппаратов серии Е-1 стало прямое столкновение с поверхностью Луны. Для этой цели в ОКБ-1 в 1950-е годы спроектировали и собрали семь изделий. Для их доставки к Луне на основе межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7 была создана ракета-носитель 8К72 «Восток-Л». Изделие отличалось от базовой МБР наличием третьей ступени (блок «Е») с двигателем РД-0105, разработанным в Конструкторском бюро химавтоматики. Блок «Е» требовался для достижения второй космической скорости.
Первая в СССР попытка запуска станции к Луне состоялась 23 сентября 1958 года с космодрома Байконур. На 93-й секунде полёта ракета разрушилась из-за возникновения возрастающих продольных колебаний. В ходе следующего запуска в октябре ракета разрушилась на 104-й секунде полёта из-за резонансных вибраций, а запущенная в декабре ракета со станцией E-1 №3 потеряла устойчивость и была подорвана.
Первым успехом стал запуск станции Е-1 №4, который произвели 2 января 1959 года. После подтверждения выхода на траекторию полёта она получила название «Луна-1». 4 января в 05:57 по московскому времени АМС прошла на расстоянии около 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту.
Несмотря на это, запуск «Луны-1» был лишь частично успешным: из-за ошибки в циклограмме полёта она не достигла поверхности ночного светила. При выдаче команды с Земли на отсечку блока «Е» не учли время прохождения сигнала от командного пункта до «Луны-1». Впрочем, это не сказалось на выполнении бортовых экспериментов. В состав оборудования станции входил магнитометр, счетчик Гейгера, сцинтилляционный счетчик, детектор микрометеоритов, два радиопередатчика и блок приёмников для радиоконтроля траектории движения.
В ходе полёта «Луны-1» получили данные об интенсивности и составе космических лучей, метеорных частицах, корпускулярном излучении Солнца. Также АМС позволила установить, что у Луны нет сильного магнитного поля.
Радиосвязь с «Луной-1» поддерживали в течение 62 часов — 5 января бортовые аккумуляторы станции разрядились. Последние сигналы с советской АМС приняли с расстояния 597 тысяч километров.
Она вошла в историю как первый в мире космический аппарат, который достиг второй космической скорости, преодолел притяжение Земли и стал искусственным спутником Солнца.
Падение на Луну и новый этап
На основе опыта запуска «Луны-1» станцию модернизировали — усовершенствованная Е-1А, в частности, получила более чувствительный магнитометр. После двух неудачных запусков АМС 12 сентября 1959 года все же удалось успешно запустить Е-1А №7, после чего она получила имя «Луна-2».
13 сентября в 21:22 приборный контейнер АМС упал на поверхность спутника Земли в районе Болота Гниения в западной части Моря Дождей, впервые в мире достигнув поверхности Луны.
АМС врезалась в Луну со скоростью 3,3 километра в секунду — считается, что падение образовало кратер диаметром от 15 до 130 метров. Попадание в Луну подтверждалось наблюдением с обсерваторий, которые сфотографировали пылевое облако над местом падения. В честь события часть Моря Дождей переименовали в Залив Лунника.
14 сентября 1959 года советский аппарат «Луна-2» впервые в мире достиг поверхности естественного спутника Земли
«Луна-2» и блок «Е», который тоже упал на поверхность спутника Земли, доставили пятиугольные вымпелы с изображением герба СССР и надписью «сентябрь 1959 год». Помимо данных об отсутствии собственного магнитного поля и радиационного пояса Луны, первые советские миссии на естественный спутник позволили обнаружить солнечный ветер и выполнить его прямое измерение.
С Земли доступно для наблюдений лишь 60 процентов поверхности Луны, поэтому задачей следующего этапа лунной программы стало фотографирование обратной стороны естественного спутника. Для этого Ленинградскому НИИ-380 (будущий Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения) заказали разработку аппаратуры для передачи на Землю снимков лунной поверхности.
Осенью 1958 года специалисты НИИ-380 завершили разработку фототелевизионного устройства «Енисей». В начале следующего года появилось предложение провести два облета Луны с фотографированием её обратной стороны.
Первый пуск запланировали на 4-6 октября 1959 года, а второй — на 15-17 апреля 1960 года.
Станция Е-2А, которую готовили к осеннему запуску, получила устройство «Енисей-1» с оснащенным двумя объективами фотоаппаратом АФА-Е1. Запуск ракеты «Восток-Л» с аппаратом Е-2А состоялся 4 октября 1959 года — после успешного выхода на высокоэллиптическую орбиту станции присвоили название «Луна-3». В полёте она впервые в мире осуществила гравитационный маневр на практике.
7 октября в 03:30 станция начала съёмку обратной стороны Луны, сделав за 40 минут 29 фотографий. Снимки демонстрировали около 70 процентов площади обратной стороны и часть видимой — для точной привязки при картографировании. Передача фотографий на Землю велась в ежесуточных сеансах связи, но 22 октября связь с АМС была потеряна, поэтому на Земле приняли лишь 17 снимков.
29 фотографий обратной стороны Луны сделала советская станция «Луна-3»
В рамках следующих запусков этого этапа планировали сделать фотографии боковой части Луны с подлетной траектории при косых лучах Солнца, но два запуска в апреле 1960-го завершились неудачно из-за аварий ракет.
Более качественные снимки обратной стороны Луны сделали с помощью запущенной в 1965 году станции «Зонд-3». Эти миссии передали снимки, которые охватывали 95 процентов поверхности Луны. На основе фотографий в СССР издали «Атлас обратной стороны Луны», который описывал около четырёх тысяч впервые обнаруженных лунных образований.
Мягкая посадка
Следующей вехой в изучении Луны стала отработка мягкой посадки на её поверхность в рамках программы «Е-6». Для этого этапа разработали АМС со спускаемым аппаратом массой около 100 килограммов. Сам аппарат представлял собой оснащенный амортизаторами герметичный приборный отсек с аппаратурой.
Станцию выводила на орбиту ракета-носитель «Молния» с разгонным блоком «Л». После череды неудачных и частично успешных стартов запущенная 31 января 1966 года станция Е-6М («Луна-9») выполнила поставленную задачу. 3 февраля впервые в истории АМС совершила мягкую посадку на поверхность Луны и впервые передала на Землю её телепанорамы. Советский аппарат был активен на поверхности Луны на протяжении 75 часов.
В декабре того же года была запущена ещё одна станция Е-6М («Луна-13»), развившая успех программы. Станция передала на Землю три фотопанорамы лунной поверхности и впервые в истории провела инструментальное исследование плотности и прочности поверхностного слоя лунного грунта.
Также в рамках программы «Е-6» запустили аппараты «Луна-10», который провел исследования на орбите Луны и стал её первым искусственным спутником, и «Луна-14», использовавшийся для отработки линий связи «Земля-борт» и «борт-Земля» с использованием перспективного радиокомплекса ДРК. Этот аппарат стал последней лунной АМС второго поколения, запущенной СССР.
На колесах по Луне
Одним из важнейших проектов космической программы СССР была программа лунных пилотируемых полетов. Она включала работы по созданию самоходного аппарата, который в телеуправляемом режиме мог бы исследовать район высадки космонавтов на Луну и выполнять роль радиомаяка для управления прилунением пилотируемого корабля.
В 1963 году в СССР сформировали лунный отряд космонавтов, а первоначально главой группы был Юрий Гагарин. Однако проблемы возникли со сверхтяжелой ракетой Н-1.
«Мы не могли пройти мимо этого, и у нас усилиями Конструкторского бюро Королева начала эта программа активно развиваться. Но здесь оказались очень большие трудности, и главным образом это были трудности с отработкой тяжелого носителя Н-1 — эквивалента американского «Сатурна-5», с помощью которого были осуществлены экспедиции на Луну», — вспоминал Михаил Маров.
Все четыре испытательных пуска Н-1 с 1969 по 1972 год закончились неудачей, тогда как американский «Сатурн-5» успешно стартовал в 1967-м. Поэтому советским космонавтам, готовившимся к высадке на Луне, оставалось лишь смотреть на успехи американцев.
«И, конечно, мы смотрели запуск Бормана, и смотрели запуск «Апполона-11″», — вспоминает участник советского лунного отряда Алексей Леонов. — У нас был старт хорошо виден, а потом — посадка на Луну, были включены телевизионные наружные камеры на посадочном модуле. И сам этот первый шаг, который так осторожно Нил Армстронг сделал, как бы щупал».
Это, конечно, был настоящий восторг, и мы радовались, клянусь Богом, мы радовались, что вот, человек там находится, действительно это было торжество разума,
Алексей Леонов, космонавт
Маров связывает неудачи в том числе с внезапной смертью Королева в январе 1966 года.
«Алексей Архипович Леонов был уже к этому готов, он был главным кандидатом на этот полёт. Мы с ним очень дружны, и Алексей до сих пор испытывает досаду и разочарование, что такого заключительного аккорда в его такой насыщенной событиями карьере не получилось и уже не получится. А ведь в его жизни был и первый выход в космос, и полёт «Союз-Аполлон»», — говорил Маров.
Сперва в 1972 году в СССР закрыли программу по высадке на Луне, а затем, в 1974-м, — и программу создания Н-1. Поэтому основной задачей лунохода стала беспилотная исследовательская работа на поверхности Луны.
Проект машины разработали в ОКБ-1 и передали для реализации на Машиностроительный завод имени Лавочкина. Созданием машин руководил главный конструктор завода — Георгий Николаевич Бабакин, а самоходное шасси разработали специалисты Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного машиностроения (ВНИИтрансмаш) под руководством Александра Леоновича Кемурджиана. Конструкторскую документацию подготовили к 1967 году.
«Луноход-1» весом 756 килограммов получил торсионную подвеску и восемь ведущих колес, изготовленных из металлической сетки с титановыми лопатками. Машину оснастили солнечной батареей, которая выдавала до 1 киловатта электрической мощности. Электрическая трансмиссия обеспечивала две скорости движения — 0,8 и 2 километра в час. Луноход мог разворачиваться на месте и на ходу, преодолевать выступы высотой 35 сантиметров, трещины шириной до 1 метра и 20-градусные подъёмы.
Машина несла различное оборудование, включая две телекамеры, лазерный рефлектор и рентгеновский телескоп. В задачи аппарата входил дистанционный сбор информации для изучения радиоактивного и рентгеновского космического излучения, химического состава и физических свойств лунного грунта, а также изучения особенностей лунной поверхности.
Пуск ракеты-носителя «Протон-К», которая несла АМС «Луна-17» с планетоходом «Луноход-1» на борту, состоялся 10 ноября 1970 года, а 17 ноября станция мягко опустилась на поверхность ночного светила и развернула трапы для съезда аппарата на грунт. Наземные экипажи (командир, водитель, бортинженер, штурман и оператор наведения антенны) управляли «Луноходом-1» по радиоканалу, а изображение с камер аппарата передавали в Центр управления полётами.
Ровер проработал до 30 сентября 1971 года, преодолев расстояние более 10 километров по лунной поверхности. «Луноход-1» обследовал площадь в 80 тысяч квадратных метров, а также передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч снимков. Аппарат стал первым в мире планетоходом, который успешно работал на поверхности другого небесного тела.
Позже на базе «Луны-17» разработали автоматические станции «Луна-19» и «Луна-22», предназначенные для исследования ночного светила и межпланетного пространства с окололунной орбиты. Эти миссии помогли реализовать последующие программы по забору лунного грунта.
Доставка грунта
После полёта американского «Аполлона-8» с астронавтами вокруг Луны в СССР главной задачей провозгласили доставку образцов лунного грунта на Землю. В рамках лунной гонки Советскому Союзу требовалось очередное достижение, которое обеспечила новая миссия. 12 сентября 1970 года к Луне отправилась ракета с разработанной проектной группой Научно-производственного объединения (НПО) имени С.А. Лавочкина станцией «Луна-16». В состав автоматического космического комплекса входила посадочная платформа, буровая установка и возвратная ракета со спускаемым аппаратом.
Считать главной задачей в исследовании Луны автоматическими станциями в 1969 году доставку на Землю образцов лунного грунта с помощью объектов Е8-5
постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР № 19-10
«О плане работ по исследованию Луны, Венеры и Марса автоматическими станциями»
Через восемь дней комплекс выполнил мягкую посадку на лунную поверхность. Установка пробурила поверхность естественного спутника Земли на глубину 35 сантиметров и поместила образцы в герметичную капсулу. 24 сентября 101 грамм лунного грунта был доставлен на Землю. Таким образом в рамках миссии «Луна-16» выполнили беспилотный полёт по маршруту Земля — Луна — Земля и впервые доставили на нашу планету внеземное вещество.
После первого успеха в рамках проекта предприняли ещё несколько попыток запустить подобные аппараты, доставившие ещё 53 и 170 граммов грунта.
Последний полёт
Последний запуск с целью доставки лунного грунта на Землю произвели 9 августа 1976 года с космодрома Байконур. АМС «Луна-24» успешно совершила мягкую посадку на Луну в юго-восточном районе Моря Кризисов, а 22 августа спускаемый аппарат с образцами совершил посадку в 200 километрах юго-восточнее Сургута. Доставленный на Землю грунт с глубины 160 сантиметров завершил серию проб, взятых станциями «Луна-16» и «Луна-20».
В 2012 году профессор Колумбийского университета Арлин Кроттс писал, что полученные «Луной-24» данные свидетельствовали о наличии воды на естественном спутнике, но их проигнорировало мировое научное сообщество. Он ссылался на материал журнала «Геохимия», в котором указывалось, что в доставленных образцах доля воды составляла 0,1 процента. Позже эти данные подтвердились.
«Луна-24» стала последней советской АМС, отправленной к ночному светилу, и последней миссией перед перерывом в исследовании Луны. Советские лунные аппараты внесли весомый вклад в исследование спутника и подготовили базу, которую используют в покорении Луны и в наши дни.
Неудавшийся старт
Почти полвека спустя в России возродили лунную программу. Аппарат «Луна-25» разрабатывали с начала XXI века, и он должен был стать началом нового проекта по изучению спутника Земли. Планировалось, что аппарат совершит мягкую посадку, а затем будет исследовать лунный грунт и экзосферу.
Аппарат был успешно запущен 11 августа с космодрома Восточный. Затем он успешно скорректировал орбиту и приблизился к Луне. Во время полёта «Луна-25» передала несколько снимков поверхности спутника и получила параметры окололунной космической плазмы и газопылевой экзосферы.
Спускаемый аппарат должен был прилуниться в районе кратера Богуславский вблизи южного полюса Луны, вероятно, богатого залежами водяного льда, и провести там исследования свойств и состава полярного грунта, измерение его механических характеристик.
Один из основных научных инструментов «Луны-25» — рука-манипулятор, при помощи которой планировалось осуществить доставку образцов лунного грунта в прибор измерения химического, элементного и изотопного состава реголита.
11 августа запущен аппарат «Луна-25»
Однако 19 августа во время передачи импульса для перехода на предпосадочную орбиту произошла нештатная ситуация. Из-за этого не удалось выполнить маневр, и около 14:57 связь с «Луной-25» прервалась. В это же время в сети начали появляться сообщения о жесткой посадке станции и её потере.
Официально о потере «Луны-25» в «Роскосмосе» объявили 20 августа. В госкорпорации обещают выяснить все обстоятельства и причины случившегося.
Для современной истории России эта миссия имела большое значение. Её успех означал бы, что страна может отправлять космические аппараты в дальний космос. Да и само название «Луна-25» отсылает к успешным программам Советского Союза. Что будет с дальнейшими планами по пускам «Луны-26» и «Луны-27», которые изначально намечались на 2027 и 2028 годы, — неизвестно.
«Это все скажется, конечно, но как — пока неизвестно. Знаю только то, что написано. Мы занимаемся научным комплексом, он работал. Аппаратом наш институт не управлял. Наш институт отвечал за научную программу и научные приборы. Извините, не то настроение», — сказал руководитель лунной программы Лев Зелёный.
Кроме России, изучением естественного спутника Земли занимаются такие страны, как Китай, США и Индия. Последняя через несколько дней предпримет свою вторую попытку опуститься на поверхность Луны. В случае успеха Индия станет четвертой — после СССР, США и Китая — страной в мире, которой удалось совершить мягкую посадку на поверхность Луны.