Луна – самое близкое к Земле небесное тело. За миллиарды лет поверхность Земли сильно изменилась под действием ветра, ледников, воды. А Луна подверглась воздействию только солнечного ветра и метеоритов, поэтому хорошо сохранилась со времени своего образования. Изучение и исследование Луны помогло бы лучше понять происхождение и самой Солнечной системы.

Первые попытки

Перед первыми автоматическими межпланетными станциями (АМС), запускаемыми к Луне, ставилась весьма скромная задача: развить достаточно высокую скорость и пролететь как можно ближе к Луне. В 1958 году в США были осуществлены запуски АМС «Пионер» к Луне. Попытки оказались неудачными, но приборы произвели измерения магнитного поля Земли. В январе 1959 года в СССР были запушены АМС серии «Луна».

«Луна-2» в сентябре 1959 года достигла поверхности Луны, в Октябре 1959 года «Луна-3» обогнула Луну и вышла на траекторию возврата к Земле. Была сфотографирована обратная сторона Луны (70% ранее никогда не видимой поверхности Луны). Эти снимки были переданы на Землю, на их основе был составлен атлас, представляющий первый взгляд человека на обратную сторону Луны.

Новые программы изучения луны

К разработке нового космического аппарата, способного выполнить детальные исследования Луны и других планет, в США приступили в 1960-х годах. «Рейнджер-4» стала первой американской станцией, достигнувшей поверхности Луны.

Наиболее успешным стал полет «Рейнджера-7» в июле 1963 года – на Землю было передано более 4300 высококачественных изображений Луны. В СССР с 1963 года началось создание новых станций серии «Луна», «Луна-9» в феврале 1966 года и «Луна-13» в декабре 1966 года осуществили мягкую посадку на Луну.

Станция «Луна-16»

Серия экспериментов по запускам дистанционно управляемых аппаратов дляисследования Луны началась в СССР в 1969 году. Первой была станция «Луна-15», достигшая поверхности Луны в заданном районе на территории Моря Кризисов. В Сентябре 1970 года впервые был совершен полет по трассе Земля-Луна-Земля. Станция «Луна-16» совершила мягкую посадку в Море Изобилия, взяла образы лунного грунта и доставила их на Землю для исследований.

Доставка лунного грунта «Луной-16»

На высоте около 20 метров от поверхности Луны основной двигатель был отключен, и на конечном этапе посадки работали два управляющих двигателя. По команде с Земли было произведено бурение лунного грунта. Грунт поместили в контейнер сферического возвращаемого аппарата в верхней части взлетной ступени, которая стартовала к Земле.

Для исследования Луны на обширных пространствах советскими учеными были сконструированы специальные лунные самоходные аппараты — луноходы. В 1970 г. станция «Луна-17» доставила «Луноход-1» в район Моря Дождей. В январе 1973 г. станция «Луна-21» спустила на лунную поверхность у восточной границы Моря Ясности «Луноход-2».

Устройство АМС «Луна-16»

1. Возвращаемый аппарат.
2. Ленточное крепление возвращаемого аппарата.
3. Антенна на взлетной ступени.
4. Приборный отсек взлетной ступени.
5. Топливные баки взлетной ступени.
6. Телефотометр.
7. Приборный отсек посадочной ступени.
8. Штанга грунтозаборного устройства.
9. Грунтозаборное устройство.
10. Один основной и два управляющих ракетных двигателя посадочной ступени (в данном ракурсе рисунка не видны).
11. Посадочные стойки.
12. Тарельчатые опоры.
13. Топливные баки посадочной ступени.
14. Ракетные двигатели малой тяги для управления в полете.
15. Ракетный двигатель взлетной ступени (на рисунке закрыт приборным отсеком).
16. Малонаправленная антенна на посадочной ступени.

Создание лунохода

Необходимо было создать совершенно новый тип машины, которая могла бы долгое время работать в необычных условиях открытого космоса на поверхности другого небесного тела. Основные требования: высокая проходимость, небольшая масса, малое энергопот ребление, надежность работы всех блоков. Аппарат должен был выдерживать резкие колебания температуры от +130 °С до -150 °С, т. е. положительные температуры при освещении солнцем и отрицательные в тени. С Земли луноходом управлял по телевизионному и радиоканалам специально подготовленный экипаж из Центра дальней космической связи.

Луноход состоит из двух частей: герметичного приборного отсека с аппаратурой и самоходного шасси. В приборном отсеке разместили системы электропитания, терморегулирования, приемные и передающие устройства радиокомплекса, приборы систем дистанционного управления, научную аппаратуру. В передней части расположены иллюминаторы ТВ-камер, антенна, служащая для передачи на Землю ТВ-изображений лунной поверхности, по левому и правому бортам установлены панорамные телефотокамеры. Шасси имеет 8 колес (все ведущие), диаметр колеса 510 мм, ширина 200 мм.

«Луноход-2» («Луна-21»)

1. Магнитометр.
2. Малонаправленная антенна.
3. Остронаправленная антенна.
4. Механизм наведения антенны.
5. Солнечная батарея (преобразует энергию солнечного излучения в электроэнергию для подразрядки химических батарей).
6. Откидная крышка (закрыта во время передвижения и в период лунной ночи).
7. Панорамные телефотокамеры горизонтального и вертикального обзора.
8. Изотопный источник тепловой энергии с отражателем и девятое колесо для измерения пройденного пути (в задней части аппарата).
9. Грунтозаборное устройство (в сложенном положении).
10. Штыревая антенна.
11. Мотор-колесо.
12. Герметичный приборный отсек.
13. Анализатор химического состава грунта «Рифма-М» (рентгеновский спектрометр) в сложенном положении.
14. Стереоскопическая пара телевизионных камер с блендами и противопылевыми крышками.
15. Оптический уголковый отражатель (изготовлен во Франции)
16. Телевизионная камера с блендой и противопылевой крышкой.

Итоги экспедиций

На поверхности Луны «Луноход-1» проработал почти год (с 17 ноября 1970 г. по 4 октября 1971 г.) и детально обследовал лунную поверхность на площади 80 тыс. м2 (проехал более 10 км). С помощью ТВ-систем было получено более 200 панорам и свыше 20 тыс. снимков поверхности.

Активная работа «Лунохода-1» продолжалась 301суток 6 ч 37 мин; прекращение работы было вызвано выработкой ресурсов его изотопного источника теплоты. «Луноход-2» внешне мало отличался от первенца, но был оснащен новой аппаратурой, обладал большей маневренностью. Длина по ходовой части 221 см. Диаметр колеса 51 см. Масса 840 кг. Он прошел 37 км. 8 мая 1973 г. программа «Луноход-2» была завершена. Такими аппаратами будут исследовать и другие планеты Солнечной системы.