История на съветската космическа програма Луна

[SAlexandrov]

История на съветската космическа програма Луна

“Луноход 2”

5 август 2023 г. 08:00 ч.

Светослав Александров. До няколко дни Роскосмос ще изстреля към естествения ни спътник мисията “Луна 25”. Това е дългоочакваният рестарт и продължение на някогашната съветска програма “Луна”. Но какво е представлявала тази програма и кое е най-важното, което трябва да знаете за мисиите от “Луна 1” до “Луна 24”? В тази статия ще ви разкажа за забележителната история на съветските роботизирани лунни мисии.

Преди да пристъпя по същество, важно е да се направят две важни уточнения. По съветско време, за да получи космически лунен апарат официалното обозначение “Луна”, е било необходимо той да бъде изстрелян благополучно по посока към естествения ни спътник. Изцяло провалените мисии никога не са били оповестявани публично, а частично успелите, примерно лунните апарати, които оставали заклещени в околоземна орбита, са получавали названието “Космос”. Както пише руският журналист Анатолий Зак за журнала Popular Mechanics, съветските власти са успели да прикрият 21 провалени изстрелвания към Луната. Ако включим в статистиката провалите, “Луна 24” би следвало да се казва “Луна 45”.

Второто уточнение е, че именуването на мисиите “Луна” по този начин започва през 1963 година. Дотогава има изстреляни успешно три апарата към естествения ни спътник, които със задна дата получават обозначенията “Луна 1”, “Луна 2”, “Луна 3”.

Космически апарат от серията “Е1”.

Най-ранният модел лунни космически апарати на СССР е “Е1” – той тежи 361 килограма и притежава предавател, батерия и набор от научни инструменти, предназначени да изучават космическите лъчения, космическия прах в междупланетното пространство, слънчевата радиация и магнитното поле на Земята. Освен това третите степени на ракетите, наречени “Блок Е”, са притежавали собствена апаратура – включително система за освобождаване на натриеви пари в космоса, за да се образува “изкуствена комета”. Това е трябвало да помогне на наземното ръководство да следи на око придвижването на апарата.

Първите три изстрелвания са проведени през септември, октомври и декември 1958 година. По време на дебютната мисия, както и по време на втората, ракетата се разпада заради силни вибрации. При третата мисия, заради повреда на помпа за водороден пероксид, ракетата не набира нужната скорост.

На 1-ви януари 1959 г., т.е. на Нова година (формално работен ден) нова ракета с апарат тип“Е1” бива изведена към стартовата площадка. Ден по-късно, на 2-ри януари, СССР най-после успява да изпрати първата си роботизирана мисия отвъд ниска околоземна орбита. Заради повреда на навигационната система на ракетата “Луна 1” не успява да изпълни целевата си задача – да попадне на повърхността на Луната, а вместо това прелита към естествения ни спътник, превръщайки се в първия апарат, навлязъл в междупланетното пространство. Заради историческото събитие Александър Казанцев, съветски автор за “Правда”, ще именува мисията “Мечта” – символизирайки устрема на човечеството към звездите.

Докато третата степен на ракетата-носител е на 113 000 километра от Земята, успешно е проведен експериментът с освобождаването на натриевия газ в космоса. За съжаление в района на повечето наземни станции, които наблюдават събитието, времето е лошо и единствено тази в близост до Караганда успява да наблюдава “изкуствената комета” – така че този метод се оказва неподходящ за проследяването на междупланетните мисии.

САЩ ще успеят да изпратят собствена мисия отвъд околоземна орбита само два месеца по-късно – “Рейнджър 4”.

За СССР следва още един провал, след което на 12 септември 1959 г. “Луна 2” се отправя на правилния курс към Луната и денонощие по-късно попада на лунната повърхност. Така за пръв път в историята на космонавтиката човешка машина достига до повърхността на друго небесно тяло. “Луна 2” доставя на естествения ни спътник гербове на СССР.

Снимка на обратната страна на Луната, заснета от “Луна 3”

След тези две прости мисии, на 4 октомври 1959 г. (само две години след “Спутник”) е изстреляна мисията “Луна 3”. Това е далеч по-сложен космически апарат, модел “Е2”, който пръв успява да заснеме обратната страна на Луната и да предаде снимките обратно към Земята. За тази цел е разработена специална фототелевизионна камера от Ленинградския научно-изследователски институт за телевизия. Камерата, наречена “Енисей”, е проектирана да заснема фотографиите на филмова лента, след което филмът автоматично се проявява и накрая се сканира и преобразува в телевизионен сигнал. Предимството на фототелевизионните камери е, че веднъж проявен, филмът може да се сканира многократно по команда от Земята и така няма загуба на данни.

“Луна 3” снима естествения ни спътник на 7-ми октомври от разстояние 65 200 километра. Най-качествените фотографии са излъчени към Земята на 18-ти октомври, докато апаратът е на 40 000 километра от нашата планета. Специално е изчислено мисията да успее да фотографира обратната страна на Луната, докато е изцяло осветена от Слънцето откъм гледната точка на апарата, но това означава, че контрастът на лунния терен е лош. Все пак снимките са исторически – за пръв път човечеството разбира как изглежда тази страна на Луната, която никога не се вижда от Земята.

След тези първоначални постижения през 1959 година минават почти четири години, докато СССР започне отново да изстрелва мисии към Луната. Това е така, защото съветските учени и инженери се захващат с много по-амбициозна задача – създаването на космически апарат, който не само може да достигне лунната повърхност, но и да остане работоспособен след това. От началото на 1963 г. до края на 1965 г. СССР изстрелва към Луната общо 11 апарата от типа “Е6”.

Всичките тези 11 мисии завършват с провал.

В резултат на авариите съветските власти делегират задачата на бюрото, кръстено на Семьон Лавочкин – легендарен конструктор на самолети през Втората световна война, който в следвоенните времена се преориентира към строежа на ракети. Лавочкин умира от инфаркт през 1960 г. и никога не става свидетел на успехите на бюрото, именувано на него, няколко години по-късно.

Снимка на повърхността на Луната, заснета от “Луна 9”.

Инженерите на НПО “Лавочкин” успяват да постигнат мекото кацане на 3 февруари 1966 г. посредством мисията “Луна 9”. Eто каква е схемата на спускане на “Луна 9”: на височина около 8 300 километра над Луната автоматичната станция се завърта и преориентира така, че двигателите да сочат към повърхността. Прекратява се околоосното въртене. Когато радарният висотомер отбележи, че станцията е на височина 25 километра, се подават команди за запалване на спирачните двигатели и за надуване на специални омекотяващи въздушни възглавници. На височина от 250 метра се изключва главният спирачен двигател и остават да работят четири по-малки двигателчета. На височина от 5 метра специален сензор докосва земята и подава команда за пълно спиране на двигателите. Капсулата с научната апаратура се изхвърля и въздушните възглавници омекотяват сблъсъка с повърхността. След няколко подскока “Луна 9” се застопорява.

Всичко минава благополучно и пет минути след кацането към Земята са излъчени първите радиосигнали. Пристигат и снимките. Но за разлика от кадрите от експедицията “Аполо 11” и стъпките на Нийл Армстронг и Олдрин, които се показват в реално време по телевизията, СССР не публикува веднага фотографиите от “Луна 9”. 

По това време директор на обсерваторията Джодрел-Бенк във Великобритания е Сър Бърнард Ловъл. Той и неговият екип проследяват радиосигнала от станцията “Луна 9” и успяват да установят, че в хода на мисията сигналът е стабилен, след което прекъсва рязко. Това прекъсване Ловъл тълкува като момент на разбиване в повърхността. Но изненадващо за него след няколко минути “Луна 9” започва отново да излъчва сигнали и обсерваторията ги записва, без изследователите да са наясно какви данни съдържат те.

Ловъл размишлява – дали тези сигнали не са подобни на сигналите от телефакс? Ако това е така, те биха могли да бъдат разчетени от комерсиална машина. Обсерваторията Джодрел-Бенк обаче няма такава машина, така че Ловъл се обръща към медиите. Дейли Експрес незабавно изпраща факс машина към Джодрел-Бенк и сигналите са разчетени. Екипът на Ловъл впоследствие успява да разпечата първата снимка от повърхността на Луната.

Така изненадващо, но факт- първата в човешката история снимка, заснета от повърхността на Луната, бива разпространена първоначално от пресата на Запад и минават няколко дни преди гражданите на Източния блок да я видят! По-късно Анатолий Благонравов, съветски учен и дипломат, обвинява ръководството на Джодрел-Бенк, че няма официално разрешение за разпространяването на снимките.

Въпреки това остава въпросът – ако от СССР са искали монопол над снимките, защо не са ги кодирали или поне защо не са ги публикували незабавно в пресата поради тяхната огромна пропагандна стойност? Този въпрос продължава да стои неотговорен и поради тази причина съществуват много теории за “Луна 9” – включително и тази, че сигналът е оставен некодиран съвсем умишлено.

Пилотираният лунен модул на СССР.

Следващата голяма задача пред космическата програма на СССР, изпращането на човек на Луната, се оказва твърде голяма хапка за нея. Съвсем скоро след триумфа на “Луна 9” лунната програма на САЩ започва главоломно да изпреварва тази на СССР. Създадена е цяла поредица апарати “Лунар Орбитър” и “Сървеър”, които са описани в специална статия на КОСМОС БГ – тези автоматични лунни станции са много по-сложни, данните от тях са по-качествени и като цяло са по-успешни от съветските мисии. Закономерно НАСА успява да победи в лунната надпревара, най-вече защото е създадена благополучно гигантската ракета “Сатурн 5”.

Именно това е, което липсва на СССР – през 1969 г. две изстрелвания на свръхтежката ракета “Н1” завършват с аварии и става ясно, че няма как съветските специалисти да изпреварят своевременно американските си колеги. Любопитен факт е, че заради пословичната ненадеждност на съветските технологии е бил разработен вариант, при който, ако самотният космонавт останел заклещен на лунната повърхност в случай на повреда (СССР са планирали на Луната да кацне само един, а не двама души, както е било в САЩ), той е трябвало да излети към Земята с резервна ракета. Оставал нерешен въпросът как да прекоси терена между повредения кораб и резервния.

Ето защо специалистите от НПО “Лавочкин” създали “Луноход”.

Съветската “Луночерпалка”

След като се изяснява, че СССР са твърде назад в надпреварата, от НПО “Лавочкин” преобразуват “Луноход” да бъде командван дистанционно от Земята, вместо да се управлява от космонавт. НПО “Лавочкин” конструират набързо и възвръщаема ракета заедно със специална машина, която може да загребва от лунната почва и да я натоварва в ракетата. Машината получава името “Луночерпалка”. Наративът на съветските власти е: “ето, може да правим всичко, което прави и НАСА, само че без екипаж – изцяло в автоматичен режим, по-бързо и по-безопасно”.

Но първоначално и това се оказва прекалено амбициозна задача – новата тежкотоварна ракета “Протон”, дори и да е по-маломощна от лунната “Н1”, също аварира често. На 14-ти юни 1969 г. необозначена възвръщаема лунна мисия претърпява провал при изстрелването. Месец по-късно, на 13-ти юли, буквално три дни преди полета на “Аполо 11” с Армстронг и Олдрин, СССР изстрелва “Луна 15”. Това е последният шанс за съветските специалисти да извоюват почетна победа – да вземат скали с тяхната “Луночерпалка”, да ги доставят на Земята и да ги докоснат с ръцете още преди Армстронг и Олдрин да се върнат със своите лунни проби.

Но малко преди кацането радиосингалът от “Луна 15” мистериозно прекъсва. До ден днешен никой не успява да разбере какво точно се е случило, така че вероятно мисията се е разбила. И докато през цялата 1969 г. НАСА изстрелва към Луната три кораба с астронавти (“Аполо 10”, “Аполо 11” и “Аполо 12”) и ги връща на Земята (като две от мисиите, “Аполо 11” и “Аполо 12”, постигат успешни кацания), до края на същата година космическата програма на СССР претърпява общо пет провала в опитите си да вземе проби от Луната с роботизираните си кораби.

Макет на “Луна 16”.

На 12 септември 1970 година ракетата-носител “Протон” най-после сработва и изпраща “Луна 16” към Луната, а на 20 септември автоматичната станция каца успешно на лунната повърхност, събира проби, след което те биват изстреляни с възвръщаема ракета към Земята. На 24 септември капсулата с пробите (общо 101 грама) се приземява с парашут сред казахстанските степи.

На 10-ти ноември 1970 година е изстреляна благополучно и мисията “Луна 17”. Тя доставя на Луната първия роботизиран луноход, който пропътува над 10 километра, заснемайки множество снимки.

Изображение, получено от камерите на “Луноход 1”

Вярно е – СССР никога не изпраща човек на Луната. Но постиженията, постигнати в безпилотен режим – взимане на проби от лунната повърхност и дистанционно управление на луноходи, са безспорни. Съветските успехи идват по-късно от тези на НАСА, но все пак идват.

За съжаление приключването на лунната програма “Аполо” предопределя и края на лунната програма на СССР. На 15 януари 1973 г. на естествения ни спътник каца вторият и последен съветски луноход – “Луноход 2”. На 28 октомври същата година е изстреляна възвръщаемата мисия тип “Луночерпалка” – “Луна 23”. За съжаление при кацането си се преобръща, вследствие на което “черпакът” не сработва. Прекатуреният спускаем апарат излъчва сигнали и изпраща данни в продължение на три дни.

На 9 август 1976 г. е изстреляна последната възвръщаема мисия на СССР до Луната – “Луна 24”. Тя успешно каца на лунната повърхност, събира 170.1 грама проби и ги доставя на Земята.

И след това всичко приключва.

Роскосмос обещава, че “Луна 25”, която трябва да излети през този месец, няма да е изолиран случай, а ще е първата от цяла поредица от нови мисии, които трябва да положат началото на постоянно руско роботизирано и по-нататък на пилотирано присъствие на лунната повърхност. Но дали начинанието ще успее? Тепърва предстои да видим. Мнозина сме скептични. Едно със сигурност е ясно – Русия залага много на “Луна 25”. След войната в Украйна страната е в международна изолация, а малко са партньорите, които биха желали да работят с руснаците. Освен може би китайците. Поне такива са плановете за уж съвместна руско-китайска станция. Но за да бъде наистина станцията руско-китайска, руснаците трябва да докажат, че още могат да кацат на Луната.

Само тогава ще бъдат взети насериозно. Защото през последните няколко години китайците доказаха, че могат да кацат на Луната. Станахме свидетели на два китайски лунохода и една възвръщаема мисия тип “луночерпалка”. Нищо чудно, ако “Луна 25” се провали, китайците да предпочетат да продължат напред сами.

Прочие, вероятно те предпочитат да са си сами по принцип.

---

Харесвате ли материалите на КОСМОС БГ? Авторът на сайта има голяма нужда от допълнителна помощ, за да обзаведе новото си жилищно помещение за редовни космически подкасти и влогове – за повече информация как да изпратите дарение тук!

https://cosmos.1.bg/space/2023/08/05/history-soviet-moon-program/ 

[SAlexandrov]

Денят, в който Луна 15 загуби състезанието с Аполо 11

Съветската “луночерпалка”

27 август 2023 г. 23:45 ч.

Светослав Александров. Ще запомним отминаващата седмица с това, че Русия загуби от Индия надпреварата кой пръв ще кацне на Южния полюс на Луната. Но не за пръв път в историята на космонавтиката руски апарат лети паралелно с мисия на друга държава, само за да се провали по-късно. Три дни преди изстрелването на “Аполо 11” с астронавтите Нийл Армстронг, Бъз Олдрин и Майк Колинс, СССР изпраща към естествения ни спътник автоматичната лунна станция “Луна 15”.

Полетът на “Луна 15” сериозно притеснява ръководството на НАСА – но не по същите причини, които стреснали американците след изстрелването на “Спутник 1” и Гагарин. В края на 50-те години съветските специалисти са имали технологично преимущество, но в края на 60-те СССР вече сериозно изостава от САЩ. Предстоящото стъпване на човек на Луната е прекалено грандиозна задача, така че “Луна 15” може да извоюва единствено почетно второто място. Съветската автоматична лунна станция е от типа “луночерпалка” (вж. статията на КОСМОС БГ за програмата “Луна”) – тя трябва да кацне на лунната повърхност, да загребе от грунда, да го натовари във възвръщаема капсула и капсулата да бъде изстреляна към Земята. Американците се страхуват единствено от това да не би комуникациите между Москва и “Луна 15” да попречат на тези между Хюстън и “Аполо 15”.

Както ни информира Discover Magazine, ситуацията с “Луна 15” е особено усложнена от факта, че съветската космическа програма се провежда в строга секретност и американците нямат никаква представа каква е орбитата на мисията и дали тя няма да се засече с “Аполо 11”. За щастие НАСА има човек, който може да помогне – астронавта Франк Борман, който през декември 1968 г. е един от тримата членове на екипажа на “Аполо 8”, първата пилотирана мисия, обиколила Луната. През месеците между “Аполо 8” и “Аполо 11” Борман става първият астронавт на САЩ, който посещава СССР и в рамките на посещението лобира за съвместна американо-съветска мисия (по-късно реализирана под името “Аполо-Союз”). Там той завръзва и ценни контакти.

Затова след изстрелването на “Луна 15” НАСА моли Борман да се свърже с някого от СССР, на когото има доверие и който може да даде повече информация за съветската мисия. Този някого се оказва Мстислав Келдиш, ръководителят на Съветската академия на науките. За щастие Келдиш се отзовава на молбата на американците и до часове в дома на Борман, както и в Белия дом биват получени телеграми с детайли за “Луна 15”, включително орбиталните ѝ параметри. Става ясно, че тя по никакъв начин не застрашава полета на “Аполо 11”.

“Луна 15” пристига в орбита около Луната два дни преди пристигането на “Аполо 11”, но поради някаква причина кацането ѝ е забавено и Армстронг и Олдрин правят първите стъпки на лунната повърхност, докато съветската мисия още кръжи отгоре. Съревнованието бива наблюдавано от британската обсерватория Джодрел Бенк, която прослушва комуникациите между Хюстън и “Аполо 11” и Москва и “Луна 15”.

Едва след като Армстронг и Олдрин се прибират обратно в лунния модул “Орел”, но още преди да отлетят обратно, към “Луна 15” биват изпратени команди за кацане. Британските астрономи проследяват внимателно как съветската мисия прави маневри за излизане от орбита и спускане, след което тя се разбива в Морето на кризите и радиосигналът прекъсва завинаги.

“Луна 15” се проваля и СССР губи лунната надпревара, но тази провалена съветска мисия бележи първият път, когато съветските специалисти и американските им колеги обменят информация за космическите си планове. Така е положено началото на международното сътрудничество, което, макар и трудно, продължава до ден днешен.

https://cosmos.1.bg/space/2023/08/27/remembering-luna-15/