За лунным камнем: как роботы и люди соревновались в изучении геологии Луны

После начала космической эры Советский Союз и США стремились запустить космический корабль на Луну. Первым это удалось СССР: 4 января 1959 года автоматическая межпланетная станция (АИС) «Луна-1» пролетела на 6 тысяч км от естественного спутника Земли, став первой искусственной планетой Солнечной системы. 14 сентября 1959 года человечество впервые достигло другого небесного тела — советский космический корабль «Луна-2» врезался в поверхность Луны, доставив памятные вымпелы.

Через четыре месяца после советской станции, 2 июня 1966 года, американский аппарат Surveyor 1 мягко приземлился на Луне. В отличие от Луны-9, трехметровая конструкция плавно опустилась на Луну целиком, что позволило Национальному управлению по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) назвать это первой «настоящей» мягкой посадкой. В течение следующего месяца аппарат передал более 11 тысяч изображений лунной поверхности; связь с ним поддерживалась до января 1967 года.

Полет «Земля – Луна – Земля»

Следующим этапом космической гонки между СССР и США стала программа по высадке человека на Луну. Соратник Королева академик Борис Черток в своей книге «Ракеты и люди: Лунная гонка» отмечал, что советские запуски закончились неудачей по вине ракет-носителей или корабельных систем, и решение о пилотируемом запуске принять не удалось. Тем временем НАСА развивало проект «Аполлон», готовило лунную экспедицию. Главный конструктор КБ Машиностроительного завода им. С.А.Лавочкин Георгий Бабакин предложил обеспечить очередной приоритет СССР в освоении космического пространства путем доставки на Землю образца лунного грунта с помощью автоматической станции с рабочим кодом Е8-5.

«В проекте было столько чисто инженерных проблем, что я выразил сомнение, удастся ли решить проблему в течение следующего года», — вспоминает Черток. "Предложение Бабакина было очень смелым, но нашло поддержку в ЦК (ЦК КПСС - ) как запасной и дешевый вариант".

В конце декабря 1968 года американские астронавты впервые в мире облетели Луну и вернулись на Землю. Успешные полеты «Аполлона-9» и «Аполлона-10» в марте и мае 1969 года в конфигурации, подходящей для экспедиции на поверхность Луны, показали, что США находятся в одном шаге от высадки на нее.

США: первый человек на Луне

Этот «маленький шаг для человека, гигантский скачок для человечества» был сделан Нилом Армстронгом 21 июля 1969 года, когда он впервые ступил на поверхность естественного спутника Земли во время экспедиции «Аполлон-11». Астронавты вернулись 24 июля, привезя с собой 21,5 кг образцов лунной породы.

Черток писал, что 14 июня 1969 года произошла вторая неудача в запуске лунной станции Е8-5.

"Таким образом, была потеряна надежда опередить американцев в доставке образцов лунного грунта на Землю", - отметил он.

13 июля 1969 года ракета-носитель "Протон-К" запустила на Луну с космодрома Байконур автоматическую станцию ​​"Луна-15", предназначенную для доставки образцов лунного грунта. 14 июля на траектории полета он скорректировал траекторию, 17 июля включил тормозные двигатели и вышел на лунную орбиту. После двух коррекций 19 и 20 июля станция сформировала посадочную орбиту, а 21 июля 1969 года приступила к процедуре посадки на Луну. Но на 237-й секунде спуска сигнал Луны-15 внезапно пропал.

В ноябре НАСА закрепило свой успех, во второй раз высадив астронавтов на Луну. Экспедиция «Аполлон-12» высадилась на Луне примерно в 180 м от роботизированной станции «Сервейор-3», прибывшей на спутник Земли в 1967 году, и сделала фотографии с помощью аппарата.

К 1972 году Луну посетили шесть американских экспедиций. Они доставили на Землю более 382 кг образцов.

СССР: ставка на роботов

12 сентября 1970 года советский космический корабль «Луна-16» стартовал в космос с помощью четырехступенчатой ​​ракеты-носителя «Протон-К». Его общая масса превышала 5,7 тонны; при посадке на Луну масса аппарата составила 1,8 тонны. После высадки на Луну и отбора проб Луны с глубины до 35 см к Земле была запущена возвращаемая ракета массой 512 кг. 24 сентября после полета продолжительностью 84 часа спускаемый аппарат массой 34 кг вошел в атмосферу Земли, испытывая перегрузки до 315 единиц. Он благополучно доставил 101 г лунного грунта.

Успеху предшествовали три новые неудачные попытки осуществить полет - в сентябре и октябре 1969 года, а также в феврале 1970 года. Все они закончились неудачей по вине перевозчика.

17 ноября 1970 года «Луна-17» доставила на наш естественный спутник первую в истории самоходную космическую лабораторию «Луноход-1». Она проработала 11 лунных дней (более 10 земных месяцев) и прошла более 10 км.

21 февраля 1972 года Луну посетил космический корабль «Луна-20», возвратная ракета которого доставила на Землю 55 г лунного грунта. В январе следующего года «Луноход-2» начал работу на поверхности Луны. Его доставила станция «Луна-21». Но попытка доставки лунных проб станцией «Луна-23» в ноябре 1974 года закончилась неудачей: из-за отказа оборудования станция приземлилась на повышенной скорости и повредила грунтозаборное устройство. По другому предположению, аппарат перевернулся из-за неровностей местности — одна из опор могла упасть на лунную скалу.

«Луна-24»

9 августа 1976 года космический корабль «Луна-24» устремился к Луне. 18 августа она мягко приземлилась на Луне на юго-востоке Моря Кризиса. Через 15 минут началось бурение. Образец почвы — керн — последовательно помещался в гибкую трубку. Максимальная глубина отбора проб составила 225 см. Затем трубку с активной зоной намотали на барабан, а капсулу с ней поместили в спускаемый модуль станции. 19 августа возвратная ракета доставила его на Землю.

Сложнейший научный эксперимент был успешно завершен 22 августа, когда спускаемый аппарат на второй космической скорости вошел в атмосферу Земли, затормозился и с помощью парашютной системы спустился в 200 км от города Сургута. Образцы «Луны-24» были самыми массивными из трех образцов, доставленных советскими лунными роботами: 170 г.

Полет станции стал последним на сегодняшний день успешным полетом к Луне отечественных космических аппаратов. Полноразмерные модели космических аппаратов этой серии можно увидеть, например, на выставках Музея космонавтики в Москве и Музея истории космонавтики. К.Э. Циолковский в Калуге.

Что дальше?

Сегодня Луна и ее геология вновь вызывают повышенный интерес исследователей. В 2020 году Китай повторил успех Советского Союза — космический корабль «Чанъэ-5» доставил на Землю более 1,7 кг лунных образцов. Летом 2024 года китайская станция «Чанъэ-6» впервые в истории доставила с обратной стороны Луны почти 2 кг лунного грунта.

В 2023 году Россия отправила на Луну автоматическую станцию ​​«Луна-25». Аппарату не удалось мягко приземлиться на Луну, но данные, переданные им во время полета, имеют научное значение. Ожидается, что отечественные исследования Луны продолжатся: в 2028 году будет запущен спутник «Луна-26», в 2029–2030 годах на поверхность нашего спутника должны мягко приземлиться другие станции, а затем преемник советских «луночерпателей» (как их в шутку называли разработчики) вернет на Землю новые образцы лунного грунта. Россия также может начать разработку лунных ресурсов, о чем говорится в проекте указа президента страны, предложенном госкорпорацией "Роскосмос".

Виктор Бодров