Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам
Шрифт:
Дальнейшее фотографирование Луны возобновилось почти через пять лет запуском КА ЗМВ-4 №3, который предназначался для исследования Марса. Но время старта и полёта к Красной планете не совпадало с приближающимся астрономическим окном. В конце 1964 г. по предложению ведущего конструктора ОКБ-1 Г.Ю. Максимова и специалистов НИИ-855, поддержанного С.П. Королёвым и М.В. Келдышем, было принято решение имитировать полёт к Марсу, а в качестве объекта съёмки выбрали Луну. Баллистики рассчитали траекторию, похожую на пролёт Марса и обеспечивающую получение изображения той части обратной стороны Луны, которая не была заснята в 1959 г.
При подготовке к съёмке сотрудники НИИ-885 разработали
Разработчиками всей системы управления и антенной техники были специалисты ОКБ-1, которыми руководили Б.Е. Раушенбах, Б.Е. Черток, Игорь Евгеньевич Юрасов и др.
Старт с полигона Тюра-Там PH «Молния» с КА ЗМВ-4 №3, названным в сообщении ТАСС «Зонд-З», состоялся 18 июля 1965 г.
Телеуправление осуществлялось силами и средствами Евпаторийского и Симферопольского СДКС.
В сеансе связи 20 июля, когда «Зонд-З» находился на расстоянии 11570 км от поверхности Луны над видимой её стороной, включили программу фотографирования, которая продолжалась более часа. Постепенно приближаясь к её поверхности до 9220 км, он перешёл на невидимую сторону. Удаляясь от Луны, КА закончил фотографирование с расстояния 9960 км. Съёмка ФТУ с короткофокусным объективом, к сожалению, не получилась, а с длиннофокусным объективом прошла успешно. Общее время сеанса составило 4 ч 24 мин.
После пролёта вблизи Луны «Зонд-З» продолжал исследования космического пространства, двигаясь по гелиоцентрической орбите. Картографированием было охвачено свыше 95 % поверхности невидимого полушария Луны, за исключением небольших участков лунных полюсов.
Через несколько дней (29 июля) с расстояния 2,2 млн км были переданы на Землю 29 снимков Луны, завершившие её глобальный обзор. Изображения передавались в сантиметровом диапазоне радиоволн с помощью бортовой параболической антенны, удерживаемой системой ориентации в направлении приёмной антенны.
Когда «Зонд-З» удалился от Земли на расстояние 31,5 млн. км, операторы дежурного расчёта выдали радиокоманду на повторную передачу полученных снимков. Все снимки были высокого качества. Если на снимках, полученных с «Луны-3», были отмечены объекты, имевшие в поперечнике не менее 50 км, то на снимках с «Зонда-З» минимальные размеры различаемых кратеров сократились до 5 км.
Рис. 16. Межпланетный КА «Зонд-З» (ЗМВ-4 №3)
Рис. 17. Схема полёта КА «Зонд-З»
На основании изучения полученных фотографий с «Луны-3» и «Зонда-3» впервые удалось создать полный глобус (масштаб 1:10000000) и полную карту (масштаб 1:5000000) Луны.
В течение 8 месяцев с аппаратом поддерживалась устойчивая радиосвязь. В марте 1966 г., когда была выполнена вся программа исследований, прекратилось активное существование КА «Зонд-З». К этому времени он находился на расстоянии более 150 млн км от Земли.
Фотографирование поверхности обратной стороны нашего спутника были проведены также «Луной-12» (31.03-30.05.1966 г.), «Зондом-6» (10-17.11.1968
– 10.1972 г.).
Глава 4
ОПЕРАЦИЯ «МЯГКАЯ ПОСАДКА».
ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЛУНЫ
Мягкая посадка на Луну (проект Е6) была одной из труднейших проблем космической баллистики и создания новых технологий. Ведь первые полёты наших лунных ракет проходили без коррекции траектории. Точность их выведения на трассу как для попадания в небесное тело, так и для облёта и фотографирования обеспечивалась системой управления ракеты-носителя. Но для посадки в заданный район необходима была более высокая точность расчёта трассы к моменту отделения аппарата от PH. Кроме того, расчёты показали, что технически проще вывести ЛКА на необходимую траекторию, если во время полёта провести коррекцию таковой.
В свою очередь выбор траектории определялся не только условиями оптимизации энергетических затрат, но и условиями благоприятной радиовидимости Луны с Земли, особенно во время торможения посадки ЛКА. Таким условиям удовлетворяла траектория с продолжительностью полёта около трёх с половиной суток.
По предложению С.П. Королёва эксперимент следовало осуществить небольшим и сравнительно простым аппаратом. А чтобы он не разбился о поверхность Луны, его торможение перед посадкой предлагалось производить изменением тяги ракетного двигателя. До начала сеанса торможения система управления (СУ) с помощью оптических средств обеспечивала построение лунной вертикали и ориентацию ЛКА по ней. Затем включался радиовысотомер, данные которого о расстоянии до Луны позволяли определить момент включения двигателя на торможение и регулирования его тяги, выключение двигателя для того, чтобы скорость снизилась практически до нуля перед соприкосновением посадочной ступени с поверхностью.
Следует напомнить, что трёхступенчатая PH 8К72 («Восток-Л») способна была доставить к Луне груз массой не более 325кг. Между тем в проекте Е6 масса «лунника», по самым жёстким расчётам, была вчетверо больше - около полутора тонн. Поэтому потребовалось использовать четырёхступенчатую PH 8К78 («Молния-М»).
Поэтому же для таких «тяжеловесов» в ОКБ-2 (ныне ФГУП «Конструкторское бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева» - «КБхиммаш») под руководством самого Алексея Михайловича была разработана корректирующе-тормозная двигательная установка КТДУ-5А. Она имела массу всего 140 кг. С её помощью осуществлялась коррекция траектории полёта, выдавался тормозной импульс в окололунном пространстве для обеспечения либо мягкой посадки на Луну либо выведения ЛКА на орбиту ИСЛ. К тому же КТДУ-5А массой 140 кг являлась основным несущим элементом объекта, на котором размещались блок астронавигации, блок управления, аппаратура радиотехнических систем траекторных измерений, посадочная ступень и другие служебные системы [19].
При этом изменялась и сама схема полёта:
на первом её этапе PH тремя ступенями вместе с разгонным блоком «Л» (четвёртая ступень) выводила ЛКА на орбиту ИСЗ;
на втором этапе включался блок «Л», и ЛКА сообщалась вторая космическая скорость (это происходило над Гвинейским заливом вне зоны радиовидимости наземных командно-измерительных пунктов);
на третьем этапе проводились телеконтроль траектории и её коррекция с помощью КТДУ-5А для обеспечения посадки в запланированном районе Луны;