 |
| Посадочний апарат "Луна-9". (с) НПО Лавочкіна. |
Фотографії здалеку -- цікаво, але хотілося б глянути й зблизька. Тому задача м'якої посадки на Місяць постала дуже рано. Зокрема, американці на ранніх "Рейнджерах" встановлювали капсулу із сейсмометром, що мала вижити при майже-жорсткій посадці. Однак першими успіху досягнули радянські ракетники.
3 лютого 1966 року станція "Луна-9" передала перші зображення поверхні Місяця та перші зображення поверхні іншого небесного тіла взагалі!
Як це виглядало -- спробую розповісти.
Однак, спершу, традиційно, перерахую невдалі спроби. Для зовсім невдалих місій вказано "заводський номер", іноді -- назву, що використовується НАСА чи "маскувальну" радянську "Космос-щось-там". Для тих, що хоча б полетіли в сторону Місяця - "заводський номер" і офіційну назву.
- Е-6 №2, Luna-1963A. 4 січня 1963. Не запустилася розгінна ступінь, станція застрягла на опорній орбіті.
- Е-6 №3, Luna-1963B. 3 лютого 1963. Збій система керування (гіроскопів), плюс невірні налаштування третьої ступені. Впала в Тихий Океан.
- Е-6 №4, "Луна-4". 2 квітня 1963. Не вдалося провести корекцію, промахнулася по Місяцю на 8336 км.
- Е-6 №6, Luna-1964A. 21 березня 1964. Не відкрився клапан кисню третьої ступені, її двигуни не запустилися, на орбіту не вийшла.
- E-6 №5. 20 квітня 1964. Залишилася на опорній орбіті.
- Е-6 №9. "Космос-60". 12 березня 1965. Залишилася на опорній орбіті.
- Е-6 №8, 10 квітня 1965. Аварія третьої ступені, через негерметичність баків наддуву.
- Е-6 №10, "Луна-5". 9 травня 1965. Через проблеми з прогріванням гіроскопів не перейшла в режим посадки, розбилася об Місяць.
- Е-6 №7, "Луна-6". 8 червня 1965. Через помилку операторів під час корекції двигун не вимкнувся, використавши весь запас палива. Промахнулася по Місяцю на 159 613 км.
- Е-6 №11, "Луна-7". 4 жовтня 1965. Полетіла до Місяця успішно. Через збій датчика Землі (невірно виставлені кути призвели до того, що Земля знаходилася на самому краєчку поля зору, найменші флуктуації "вибивали" її), не відбулося вчасне ввімкнення гальмівного двигуна.
- Е-6 №12, "Луна-8". 3 грудня 1965. Під час надування гумових амортизаторів посадочного модуля, їх було проколото, імпульс газів, що виходили, втричі перевищивши можливості системи керування по компенсації, закрутив станцію до швидкості 12 градусів за секунду. Система керування, природно, не справилася, вимкнувшись через 9 секунд, замість потрібних 42. Станція розбилася.
Деталі, традиційно, можна почитати в Чертока, в главі 4 "Жесткий путь к мягкой посадке" його третьої книги "Ракеты и люди. Горячие дни холодной войны". Також див. "Лунные зонды СССР".
Станція, що досягла успіху -- "Луна-9", заводський номер Е-6М №202 (*1). 12-та (мінімум) спроба! Подивимося на неї детальніше.
Конструкція та політ "Луна-9"
Традиційні безликі характеристики польоту:
- Запущено 31 січня 1966 11:41:37 UTC.
- Корекція траєкторії 1 лютого 1966, 18:29 UTC, віддаль від землі - приблизно 233 000 км.
- Посадка на Місяць 3 лютого 1966 18:44:52 UTC.
Загальний вигляд станції в перелітній конфігурації видно на наступному рисунку.
 |
| Взято тут, переклад мій. |
Більшу частину часу польоту станція повільно оберталася, щоб рівномірно прогріватися Сонцем. Лише під час корекції та перед посадкою здійснювалася її трьох-осьова орієнтація в просторі.
За дві години до посадки відбулася орієнтація станції по Сонцю, Місяцю та Землі. На висоті 8700 км над поверхнею Місяця повздовжню вісь станції було зорієнтовано паралельно до місячної вертикалі. На висоті 75 км (48 секунд до посадки, швидкість 2.6 км/с), по сигналу з висотоміра, відкидувалися блоки астроорієнтації, щоб зменшити вагу, яку слід загальмувати, вмикався гальмівний двигун та починалося надування захисних балонів АМС до тиску 1 атмосфера . На висоті 260-265 м основний двигун, що погасив швидкість від 2.6 км/с до лічених метрів за секунду, вимикався, а спуск відбувався у "парашутному" режимі за допомогою двигунів керування КТДУ. Одночасно випускався 5-метровий зонд-сигналізатор, який, торкнувшись поверхні, давав команду на вимкнення двигунів та відстріл АМС. (Точніше, у щуп розгортався зріз сопла КТДУ). Швидкість удару очікувалася 4-24 м/с, стверджують що контакт відбувся із швидкістю 6 м/с.
 |
| Зображення "Луна-9", ліворуч - знайдено десь на просторах Інтернету, праворуч з "Техника Молодежи". 1 - камера, 2 - штиреві антени, 3 - пелюсткові антени, 4 - термоізоляція, 5 - еталони яскравості, 6 - двогранні дзеркала. |
Як виглядала станція, видно на рисунку вище. Всередині сферичного герметичного відсіку знаходилися радіокомплекс метрового діапазону, радіокомплекс кутомірної системи дециметрового діапазону, системи телеметрії, секвенсер, блок терморегуляції, хімічна батарея, наукова апаратура -- гамма спектрометр (зламався ще до запуску), детектор частинок КС-17М, (працював як на трасі перельоту, так і на поверхні Місяця), та найголовніше - факсимільна камера. Зі станції стирчали в сторони -- пелюсткові, вверх -- штиреві антени. До останніх кріпилися еталони яскравості (для калібрування альбедо місячного ґрунту) та двогранні дзеркала. Вони були призначені для отримання стереоскопічних зображень кількох вузьких ділянок поверхні, щоб зробити триангуляцію, виміряти віддалі до кількох об'єктів, що оточуватимуть станцію. Пелюсткові антени на етапі перельоту служили для передачі і прийому, на поверхні -- лише для передачі, прийом сигналів з Землі здійснювався штиревими антенами.
Діаметр сфери -- 58 см, висота, разом із штировими антенами, -- 112 см, діаметр по пелюсткових антенах -- 160 см.
Зупинимося на камері трішки детальніше.
|
|
Грубо говорячи, вона була "однопіксельна", точніше - факсимільна. Фоточутливий елемент лише один -- фотопомножувач (10 на рисунку). Щоб отримати зображення, використовувалося спеціальне дзеркальце (12), яке рухалося вверх-вних для вертикальної розгортки, а для горизонтальної -- вся камера оберталася, (тому електричний контакт здійснювався щітками 15).
Сфокусована вона була на гіперфокальну віддаль, (також тут), і давала чітке зображення на віддалях від 1.5 м до безмежності. Логарифмічний підсилювач, разом із автоматичним керуванням підсиленням, (також eng. wiki), який керувався фотокоміркою, дозволяв камері працювати за дуже широкого діапазону освітленості, від 80 до 150 000 люкс. Чутливістю також можна було керуватися з Землі. Цитуючи Дона Мітчела: "Remarkably, while containing vacuum tubes, a motor and the 1700 volt power supply for the PMT, the camera weighed 1.3 kilograms and consumed only 2.5 watts." ("Вартує відзначити, не зважаючи на те, що використовувалися вакумні лампи, двигун та блок живлення фотопомножувача, з напругою 1700В, камера важила 1.3 кг та споживала лише 2.5 вати.").
Механіка дзеркала була достатньо акуратною, щоб розташовувати його з точністю до 1/3 розміру пікселя. Вертикальний кут огляду складав 29°, горизонтальний -- всіх 360° (мінус закриті дзеркалами та антенами ділянки). Роздільна здатність -- 500 на 6000. Передача такої панорами тривала 100 хвилин. Доступний був також оглядовий режим, із в 4 рази більшою швидкістю, та відповідно меншою роздільною здатністю. (Уточнення: згідно інформації Дона Мітчела, камера генерувала відеосигнал з частотою 250Гц, що грубо відповідає вказаним вище 500 пікселям по вертикалі).
Щоб отримати наглядне враження про політ та функціонування станції, можна подивитися наступне відео від RecklessTornado:
Про конструювання, збірку і політ "Луна-9" також детально і гарно розповідається в старому радянському науково-популярному фільмі, їй присвяченому. Дуже рекомендую!
Результати та досягнення станції
"Примісячення" відбулося 3 лютого 1966 18:44:52 UTC (в деяких джерелах - 18:45:30), через 4 хвилини і 10 секунд розпочалася передача першого зображення. Вона зайняла 15 хвилин, очевидно використовувався швидкий режим. Так як Сонце в той час було всього 3° над горизонтом, зображення вийшло, зі слів тих, хто його бачили - операторів станції, зовсім поганим. Його ніде не опубліковано, тому як виглядало і чи можна його покращити сучасними засобами невідомо. (Люди з unmannedspaceflight творять чудеса із старими "міжпланетними" даними.) Наступні панорами було зроблено за кутів Сонця над горизонтом 7° (з 1:50 по 3:30 UTC, 4 лютого), 14° (15:30-17:10 UTC того ж дня), 27° (16:00-17:40 UTC, 5 лютого) і 41° (20:00-21:00 UTC, 6 лютого), часи взято з каталогу НАСА. Остання -- вже за дуже низького рівня заряду батарей, тому якість зображення була зовсім поганою, і його теж не опубліковано. Зв'язок із станцією було перервано о 22:55 UTC 6 лютого 1966. Всього проведено 7 сеансів зв'язку, загальною тривалістю 8 годин 5 хвилин. Між першою та другою панорамами станція зсунулася, з початкового нахилу 15° до 22.5°. Зсув був помітний і між наступними панорамами.
Виглядали опубліковані панорами так (взято з сайту Дона Мітчела):
 |
| 7° (з 1:50 по 3:30 UTC, 4 лютого), КЛІКАБЕЛЬНО! |
 |
| 14° (15:30-17:10 UTC, 4 лютого), КЛІКАБЕЛЬНО! |
 |
| 27° (16:00-17:40 UTC, 5 лютого), КЛІКАБЕЛЬНО! |
Не полінуйтеся, клікніть, збільшіть, роздивіться в повній роздільній здатності! Це - перші краєвиди іншого світу, іншої планети.
Щоб було наглядніше -- фрагмент першої панорами:
Роздільна здатність складала 1-2мм, в найближчих точках. Найдальші об'єкти на горизонті знаходилися, ймовірно, на віддалі 1.4 км -- виходячи з кривини місячної поверхні, хоча реально більшість видимих об'єктів не далі кількох десятків метрів.
Видно антени, дзеркала. Видно багато дефектів -- засвітка, шум і т.д. Елементів системи посадки -- апарату, чи захисних балонів не видно, (тобто, спеціалісти їх не знайшли, навіть якщо якісь артефакти зображень можуть виглядати "підозріло"), ймовірно станція котилася ще якийсь час після відстрілу захисних балонів.
Зображення, в порівнянні із тим, що побачила б людина, знаходячись на місці камери, доволі спотворене, через особливості камери та нахил станції. Тед Стрик (Ted Stryk) перепроектував зображення так, щоб воно виглядало природно. Також він добився, користуючись кількома панорамами та зображеннями у дзеркалах, максимального покриття території, що оточує станцію.
 |
| Реконструйована панорама місця посадки. КЛІКАБЕЛЬНО! Люб'язно надана Ted Stryk. Темний півкруг по середині -- ділянка, недоступна камері, через її нахил. |
 |
| Фрагмент перепроектованої панорами вище. Той же, що й "нарізано" раніше з "сирої". (с) Ted Stryk. |
А так?:
 |
| Місце посадки "Луна-9", взято з "The International Atlas of Lunar Exploration", Philip Stooke, pg 76. |
Офіційно точка приземлення -- 7.08° N, 64.37° W, отримана методами радіопеленгації, однак як показали дослідження Філіпа Стука (Philip Stooke, сторінки 74-79 у його книзі "The International Atlas of Lunar Exploration"), точність тут явно завищена. Зокрема, на горизонті мали б бути помітні доволі високі гори, які є залишками краю старого кратера. Тому, найбільш точно про координати можна сказати -- десь біля 8° N, 64° W.
Однозначно сказати складно, але все вказує, що приземлення відбулося на території "моря".
Місцевість, в честь першого успішного приземлення на інше небесне тіло, було названо Planitia Descensus, "Рівнина Посадки".
"Офіційна" реконструкція місцевості навколо станції, 1966-го року виглядала так:
 |
| 1966, Академія наук СРСР, взято в книзі Філіпа Стука, сторінка 78. |
 |
| Реконструкція сучасна, від Філіпа Стука. Згідно автора, масштаб невідомий, але з півночі на південь навряд чи більше 100 метрів. (c) Philip Stooke, pg. 78 of his book. |
 |
| Анотована панорама. (с) Philip Stooke book, pg 80-81, переклад мій. Клікабельно. |
Під час перельоту радіація була в 1.58 раз вища. Так як Місяць екранував нижню півсферу, якщо б його поверхня зовсім не випромінювала, виміри мали стати вдвічі меншими. 26% перевищення над половиною -- наслідок радіоактивності поверхні. Тому було вирішено, що вона близька до земної.
Однак, напевне, найбільшим відкриттям станції було те, що поверхня Місяця тверда. Підтвердилася "метеоритно-шлакова" теорія -- поверхня Місяця була утворена уламками від руйнування скель метеоритами та ерозією від температурних перепадів і радіації. Прихильники теорії Місяця, покритого пилюкою так, що станція мала просто втонути, помилялися.
Додатки
1. Цікавинка:
"Ніхто не підпишеться". Історія, описана в книзі Марка Галлая "С человеком на борту", 1985.
Посилаючись на розповіді старожилів конструкторського бюро, автор говорить:
- Так вот, - сказал Королев. - Большинство ученых склоняется к тому, что грунт на Луне твердый. Вроде гранита, или известняка, или пемзы - это уже детали, - но твердый. Да и доводы сторонников этой точки зрения вроде поубедительнее, чем у противников... - Он сделал паузу и решительно закончил: - Так и будем считать.
- Но, Сергей Павлович, - не удержался кто-то из присутствующих. - Как можно принимать такое решение на основании абстрактных разговоров? А если там пыль? Ведь все эти ученые мужи высказывают только общие соображения - не более того! Никто из них не берет на себя смелость написать - на Луне, мол, такой-то грунт... и подписаться под этим!
Королев посмотрел усталыми глазами на сидящих за столом:
- Ах, вот чего вам не хватает...
Взял блокнот, крупным почерком написал на его листке:
«ЛУНА - ТВЕРДАЯ».
Подписался: С. КОРОЛЕВ.
Поставил дату, вырвал листок из блокнота и передал сотруднику, которому предстояло непосредственно руководить проектированием станции.
а потім доповнює:
Но впоследствии мне посчастливилось узнать дополнительные уточняющие подробности об этом эпизоде и даже увидеть листок из блокнота СП.
Тексту этого необычного документа предшествует несколько ядовитый в данной ситуации заголовок - «Справка», адресованная, вопреки обычному, не от подчиненных начальнику, а, наоборот, от начальника - подчиненным.
А сам документ гласит следующее:
«Посадку АЛС (лунной станции. - М.Г.) следует рассчитывать на достаточно твердый грунт типа пемзы...» - и дальше технические данные о вертикальной скорости корабля в момент прилунения и так далее.
Читая эту записку, я зримо представил себе, как СП начал писать ее, имея в виду прежде всего цели сугубо воспитательные (поставить на место нерешительных!), а потом, по ходу дела и, возможно, незаметно для самого себя, перестроился на волну профессиональную, начал назначать основные технические параметры посадки будущего лунника. И, переключившись на чистую технику, даже отдал записку не тому участнику совещания, который сетовал на ученых, а тому, который непосредственно руководил проектированием.
2. Цитата Чертока про невдачі:
"Космонавтика проходила младенческий период, когда все познавалось на ощупь, методом проб и ошибок, непосредственно в космосе. Космические аппараты устанавливались на еще неотработанные ракеты-носители. Казалось, что многими пусками мы быстро достигнем цели, а скрупулезная наземная отработка потребует времени и средств, которых нам не дадут. И в самом деле, нас не ограничивали в средствах для заказа десятков ракет-носителей или изготовления десятков космических аппаратов. Но стоило запросить гораздо меньше миллионов на строительство лабораторий для термовакуумных, вибрационных, электромагнитных ("безэховых") и для всякого рода других испытаний или на приобретение специальных стендов и измерительных приборов, как мы наталкивались на стену непонимания."
Свинство...
Цей підрозділ - такий собі ліричний додаток до додатків "по суті".
Кілька слів не про техніку. Я матеріаліст і все таке, не олюднюю Всесвіт. Однак і мені іноді реальність видається особливо мерзопакосною...
Сергій Павлович Корольов. Генеральний конструктор, геніальний інженер та організатор. Той, без кого, ймовірно, більшості "вперше" радянської космічної програми не було б. Засекречений настільки, що світ взнав про нього лише з некрологу.
Власне, я про його смерть. Деталі описано в Чертока, і в Голованова, але не в медичних подробицях суть. Людина, яка ціле життя марила космосом (для скептиків -- в тій, чи іншій формі, але все ж -- саме космосом, а не владою, славою, чи ще чимось). З кінця 20-х років 20-го століття -- польоти, потім -- реактивні двигуни. ГИРД, крилаті ракети в кінці 30-х. ГУЛАГ, закриті КБ. Розробка військових ракет, перший штучний супутник, політ людини, запуски до Місяця, Марса, Венери. Одна тільки м'яка посадка на Місяць вдалася на 12-й раз (див початок статті). 11 невдач, багато звинувачень, багато боротьби (див. наприклад у Чертока).
Перші панорами з поверхні небесного тіла вдалося побачити 3-4 лютого 1966 року. Сергій Павлович помер 14 січня 1966. Не дожив три тижні. Виправдання перед владою за провал "Луна-8", смерть товариша -- Воскресенського, постійні відкладання лікування, невдала операція, смерть через серцеву недостатність.
З боку реальності -- свинство. Будь яка смерть невчасна, але це -- якесь особливе свинство. Після трьох років (+ пари десятиліть підготовки) і 11 спроб, померти за три тижні до того, як вдалося побачити краєвиди іншого світу. Йдучи до цього десятиліття, хай і як до проміжного етапу.
Література
- Чертока, глава 4 "Жесткий путь к мягкой посадке" його третьої книги "Ракеты и люди. Горячие дни холодной войны".
- "Лунные зонды СССР".
- "Ежегодник-1967".
- "Автоматическая станция "Луна-9"" на сайті НПО Лавочкіна.
- "Спускаемые аппараты", Попов Е.И., 1985, глава "СПУСКАЕМЫЕ АППАРАТЫ СТАНЦИЙ "ЛУНА-9", "ЛУНА-13"".
- Панорами "Луна-9" на сайті Дона Мітчела.
- Камери "Луна-9" там же.
- Панорами "Луна-9", перепроектовані, щоб виглядати так, як їх би побачила людина, знаходячись там, на сайті Теда Стрика (Ted Stryk).
- "Luna E6" в Encyclopedia Astronautica.
- Wiki: en, ru, uk.
- Каталог НАСА -- опис.
- "Советская станция «Луна-9» впервые в мире осуществила мягкую посадку на Луну".
- "The International Atlas of Lunar Exploration", Philip Stooke, pg. 74-79. Сайт автора. Книгу, пошукавши, можна знайти в Інтернеті. Ну, або пишіть мені :-)
- Трішки про пошуки "Луна-9" на фото з LRO: "Boy, that sure looks like Luna 9!". Можливо (не більше, але і не менше :), що саме на фото із цієї статті ми бачимо "Луна-9".
Немає коментарів:
Дописати коментар