Исследования объектов Солнечной системы космическими аппаратами: Луна
Продолжение краткого дайджеста по истории изучения Солнечной системы космическими аппаратами. В предыдущей части речь шла о Меркурии и Венере, сегодня же мы поговорим о естественном спутнике Земли.
Находящаяся от нас на расстоянии всего в 380 000 километров, Луна представляет собой один из самых легкодоступных объектов Солнечной системы - как для наземных средств наблюдения (любой желающий может хорошо рассмотреть ее кратеры в обычный бинокль) так и для межпланетных зондов. Если полет к Марсу/Венере занимает месяцы, то до Луны при желании можно добраться за несколько дней. Низкая гравитация и отсутствие атмосферы позволяют не только относительно просто сажать на ее поверхность космические аппараты, но и затем возвращать их домой.
Неудивительно, что из всех тел Солнечной системы, Луна занимает первое место по количеству отправленных к ней аппаратов. В каком-то смысле слова ее можно назвать полигоном, где обкатывались технологии, применявшиеся затем при полетах к другим планетам.
Очень необычное фото: находящийся на орбите Луны космический апарат "LADEE" глазами аппарата "LRO" с расстояния в 9 километров.
Первые попытки добраться до Луны стали предприниматься еще в 1958 году. Однако поскольку речь идет о самой заре космической эры, и запуски (четыре американских и три советских) проводились в условиях сильного политического давления, когда надо было любой ценой опередить соперника, то эти первые миссии заканчивались или дорогостоящими фейерверками или тем, что аппарату не удавалось набрать нужную скорость и отправиться к Луне.
Наконец, в январе 1959 года, с восьмой попытки, “Луна-1” развила вторую космическую скорость. Правда в сам спутник она не попала (а целью было врезаться в Луну и доставить на ее поверхность советский герб), но станция по крайней мере пролетела в 6000 километрах от поверхности, установив, что у Луны нет значительного магнитного поля.
В том же году, “Луна-2” стала первым аппаратом, достигшим поверхности Луны и наконец доставившим туда советский герб, а “Луна-3” впервые передала фотографии обратной стороны Луны.
Конечно не FULL HD - но это первый взгляд на то, что доселе не видел ни один человек
Что касается США, то им пришлось весьма долго ждать успеха. Из 9 аппаратов, запускавшихся к Луне по программе “Пионер” лишь одному (“Пионер-4”, 1959 год) удалось набрать вторую космическую скорость. Затем была программа “Рейнджер”, которая представляла собой серию аппаратов-камикадзе, которые должны были передавать фотографии Луны вплоть до момента столкновения с ней. Всего было запущено 9 таких аппаратов, первые шесть запусков окончились неудачей, успех пришел лишь с “Рейнджером-7” в 1964 году.
Впрочем, у СССР дела обстояли не лучше: после первых успехов, следующих пришлось ждать весьма долго. После неудачного запуска в 1960 двух станций, которые должны были сфотографировать Луну, советские специалисты поставили куда более амбициозную задачу - осуществить первую мягкую посадку на ее поверхность. Получилось с девятой попытки - 31 января 1966 года “Луна-9” осуществила поставленную задачу.
Кто-то может спросить, почему при таком количестве запусков, прилунившаяся “Луна-9” имела собственно говоря девятый, а не скажем пятнадцатый порядковый номер? Дело в том, что официальные номера получали лишь станции, которые в принципе удавалось направить к Луне. До “Луны-4”, например были две станции которые из-за проблем с ракетой-носителем не удалось вывести на траекторию полета. После был т.н. “Космос-60” - неудавшаяся “Луна-5”, которая просто сгорела в земной атмосфере.
Лунная гонка набирала обороты. Технологии постепенно отрабатывались, надежность запусков возрастала. Под поставленную задачу высадить человека на Луне до конца десятилетия, NASA получило такие деньги, которых никогда не имело ни до, ни после. В 1966 году бюджет NASA составлял рекордные 4.5% от всего федерального бюджета (сейчас, менее 0.5%).
110 метровый "Сатурн-5". Всего было построено 15 этих великанов. С учетом инфляции, стоимость программы по их созданию составила 47 миллиардов долларов. Можете сами рассчитать, во сколько обходилась одна ракета.
В рамках подготовки к полетам “Аполлонов” американцы запустили две беспилотные программы. Первой была серия аппаратов “Сервейер”, чьей задачей было совершить мягкую посадку на поверхность спутника, отработав как саму технологию прилунения, так и изучить местность и условия на лунной поверхности. Из 7 миссий, 5 были успешными.
Второй была “Lunar orbiter” - серия из пяти спутников, которые картографировали 99% всей поверхности Луны с разрешением до 60 метров. Именно по этим картам подбирались места будущих посадок “Апполонов”.
В то время как у американцев к тому моменту была последовательная программа - картографировать всю лунную поверхность, отработать посадку и наконец высадить человека, то программы Советского союза, который при этом имел куда меньшие ресурсы, отличались большей хаотичностью.
Во-первых, была отдельная программа “Зонд”, в рамках которой на тот момент проводились испытания корабля, предназначенного для пилотируемого облета Луны. Про нее я уже как-то писал.
Луна глазами ""Зонда-7"
Во-вторых, все та же программа “Луна”. После мягкой посадки следующей целью была доставка на Землю образцов лунного грунта.
В-третьих, планировалось высадить советских космонавтов на Луну, для чего создавался отдельный космический корабль и отдельная сверхтяжелая ракета-носитель Н-1.
Критиковать конечно легко, но у американцев например не было отдельной программы с отдельным кораблем для облета Луны и отдельной программы по доставке лунного грунта. Все это успешно проделали астронавты “Аполлонов” в рамках единой миссии.
Писать подробно про “Аполлоны” мне не хватит ни времени ни места, отмечу лишь свою любимую деталь. Спускаемый модуль “Аполлона-12” прилунился всего в 160 метров от аппарата “Сервейр-3”. Астронавты сняли с него некоторые приборы и детали для изучения того, какое влияние на них оказало двухлетнее пребывание в лунных условиях.
По возвращение домой выяснилась интересная вещь - на некоторых частях обнаружились земные бактерии. Отсюда встает интересный вопрос - действительно ли земным микроорганизмам удалось пережить два года пребывания на Луне? Или же микробы были вследствие небрежности занесены на деталь уже после её возвращения на Землю? Споры по этому вопросу ведутся до сих пор, но с тех пор NASA сильно ужесточило правила по стерилизации космических аппаратов.
СССР же так и не смог в назначенные сроки ни отправить космонавтов для облета Луны, ни высадить их на ее поверхность, взяв утешительный приз в виде трех успешных миссий по доставке лунного грунта на Землю (“Луна-16” в 1970, “Луна-20” в 1972, и “Луна-24” в 1976 году) и двух “Луноходов”.
Панорама лунной поверхности переданная одним из "луноходов"
К сожалению, интерес к космосу у публики упал настолько же стремительно, насколько зародился. Поскольку с Луной больше доказывать было нечего, а отправлять человека на Марс никто не собирался, американцы отменили три последние миссии “Аполлона”. В результате, в последний раз по реголиту довелось прогуляться астронавтам из экипажа "Аполлона-17" в далеком 1972 году. Напоследок, они оставили следующую мемориальную табличку.
Политическое руководство СССР сочло несолидным быть вторыми на Луне, и к середине 70-х полностью закрыло все лунные программы вместе с планами по сооружению на ее поверхности долговременной станции. В 1976 году состоялся последний полет по программе “Луна”. Планировавшийся на 1977 год полет “Луны-25” был отменен и “Луноход-3” так и остался на Землe.
В том же 1977 году NASA отключило все приборы (сейсмографы, магнетометры, детекторы солнечного ветра), оставленные астронавтами "Аполлонов "на Луне.
Единственный используемый по сей день инструмент, оставленный людьми на Луне - уголковые отражатели, которые показывают, что Луна ежегодно удаляется от Земли на 3.8 сантиметра.
В 1990 году, после 14 летнего перерыва, Луну наконец посетил новый космический аппарат - японский “Хитэн”. В 90-е к Луне летали еще два зонда: “Клементина” в 1994 году, и “Lunar Prospector” в 1998, основной задачей которого была проверка данных “Клементины” о наличии запасов льда на дне кратеров в районе лунных полюсов.
Настоящий лунный ренессанс наступил уже в новом веке. Миссия “GRAIL” составила самую подробную гравитационную карту луны. В рамках другой весьма зрелищной миссии, зонд "LCROSS" пролетел через облако, поднятое ударом разгонного блока “Кентавр” о кратер в районе Южного полюса Луны, чтобы установить состав содержащихся на его дне элементов.
Запущенный в 2009 году аппарат LRO с высоким разрешением отснял все места лунных миссий, в том числе установив точное местоположение “Лунохода-1”.
Собственно, "Луноход-1"
Место посадки "Аполлона-17"
Помимо NASA, за последние 10 лет, миссии к Луне отправляли ESA, Индия и Япония. Китай запустил уже три спутника и свой первый луноход, который хоть работает и не лучшим образом - но как говорится, первый блин комом, и в любом случае это только начало претворения амбициозных планов Поднебесной.
Планы по поводу дальнейшего изучения Луны есть не только у отдельных государств. Например, в рамках “Google Lunar X PRIZE” ведется соревнование среди частных компаний на то, кто из них сможет первым высадиться на Луне. Планов много и я надеюсь, что рано или поздно, вместе с космическими аппаратами туда вернутся и люди.
Находящаяся от нас на расстоянии всего в 380 000 километров, Луна представляет собой один из самых легкодоступных объектов Солнечной системы - как для наземных средств наблюдения (любой желающий может хорошо рассмотреть ее кратеры в обычный бинокль) так и для межпланетных зондов. Если полет к Марсу/Венере занимает месяцы, то до Луны при желании можно добраться за несколько дней. Низкая гравитация и отсутствие атмосферы позволяют не только относительно просто сажать на ее поверхность космические аппараты, но и затем возвращать их домой.
Неудивительно, что из всех тел Солнечной системы, Луна занимает первое место по количеству отправленных к ней аппаратов. В каком-то смысле слова ее можно назвать полигоном, где обкатывались технологии, применявшиеся затем при полетах к другим планетам.
Очень необычное фото: находящийся на орбите Луны космический апарат "LADEE" глазами аппарата "LRO" с расстояния в 9 километров.
Первые попытки добраться до Луны стали предприниматься еще в 1958 году. Однако поскольку речь идет о самой заре космической эры, и запуски (четыре американских и три советских) проводились в условиях сильного политического давления, когда надо было любой ценой опередить соперника, то эти первые миссии заканчивались или дорогостоящими фейерверками или тем, что аппарату не удавалось набрать нужную скорость и отправиться к Луне.
Click to viewНаконец, в январе 1959 года, с восьмой попытки, “Луна-1” развила вторую космическую скорость. Правда в сам спутник она не попала (а целью было врезаться в Луну и доставить на ее поверхность советский герб), но станция по крайней мере пролетела в 6000 километрах от поверхности, установив, что у Луны нет значительного магнитного поля.
В том же году, “Луна-2” стала первым аппаратом, достигшим поверхности Луны и наконец доставившим туда советский герб, а “Луна-3” впервые передала фотографии обратной стороны Луны.
Конечно не FULL HD - но это первый взгляд на то, что доселе не видел ни один человек
Что касается США, то им пришлось весьма долго ждать успеха. Из 9 аппаратов, запускавшихся к Луне по программе “Пионер” лишь одному (“Пионер-4”, 1959 год) удалось набрать вторую космическую скорость. Затем была программа “Рейнджер”, которая представляла собой серию аппаратов-камикадзе, которые должны были передавать фотографии Луны вплоть до момента столкновения с ней. Всего было запущено 9 таких аппаратов, первые шесть запусков окончились неудачей, успех пришел лишь с “Рейнджером-7” в 1964 году.
Впрочем, у СССР дела обстояли не лучше: после первых успехов, следующих пришлось ждать весьма долго. После неудачного запуска в 1960 двух станций, которые должны были сфотографировать Луну, советские специалисты поставили куда более амбициозную задачу - осуществить первую мягкую посадку на ее поверхность. Получилось с девятой попытки - 31 января 1966 года “Луна-9” осуществила поставленную задачу.
Кто-то может спросить, почему при таком количестве запусков, прилунившаяся “Луна-9” имела собственно говоря девятый, а не скажем пятнадцатый порядковый номер? Дело в том, что официальные номера получали лишь станции, которые в принципе удавалось направить к Луне. До “Луны-4”, например были две станции которые из-за проблем с ракетой-носителем не удалось вывести на траекторию полета. После был т.н. “Космос-60” - неудавшаяся “Луна-5”, которая просто сгорела в земной атмосфере.
Лунная гонка набирала обороты. Технологии постепенно отрабатывались, надежность запусков возрастала. Под поставленную задачу высадить человека на Луне до конца десятилетия, NASA получило такие деньги, которых никогда не имело ни до, ни после. В 1966 году бюджет NASA составлял рекордные 4.5% от всего федерального бюджета (сейчас, менее 0.5%).
110 метровый "Сатурн-5". Всего было построено 15 этих великанов. С учетом инфляции, стоимость программы по их созданию составила 47 миллиардов долларов. Можете сами рассчитать, во сколько обходилась одна ракета.
В рамках подготовки к полетам “Аполлонов” американцы запустили две беспилотные программы. Первой была серия аппаратов “Сервейер”, чьей задачей было совершить мягкую посадку на поверхность спутника, отработав как саму технологию прилунения, так и изучить местность и условия на лунной поверхности. Из 7 миссий, 5 были успешными.
Второй была “Lunar orbiter” - серия из пяти спутников, которые картографировали 99% всей поверхности Луны с разрешением до 60 метров. Именно по этим картам подбирались места будущих посадок “Апполонов”.
В то время как у американцев к тому моменту была последовательная программа - картографировать всю лунную поверхность, отработать посадку и наконец высадить человека, то программы Советского союза, который при этом имел куда меньшие ресурсы, отличались большей хаотичностью.
Во-первых, была отдельная программа “Зонд”, в рамках которой на тот момент проводились испытания корабля, предназначенного для пилотируемого облета Луны. Про нее я уже как-то писал.
Луна глазами ""Зонда-7"
Во-вторых, все та же программа “Луна”. После мягкой посадки следующей целью была доставка на Землю образцов лунного грунта.
В-третьих, планировалось высадить советских космонавтов на Луну, для чего создавался отдельный космический корабль и отдельная сверхтяжелая ракета-носитель Н-1.
Критиковать конечно легко, но у американцев например не было отдельной программы с отдельным кораблем для облета Луны и отдельной программы по доставке лунного грунта. Все это успешно проделали астронавты “Аполлонов” в рамках единой миссии.
Писать подробно про “Аполлоны” мне не хватит ни времени ни места, отмечу лишь свою любимую деталь. Спускаемый модуль “Аполлона-12” прилунился всего в 160 метров от аппарата “Сервейр-3”. Астронавты сняли с него некоторые приборы и детали для изучения того, какое влияние на них оказало двухлетнее пребывание в лунных условиях.
По возвращение домой выяснилась интересная вещь - на некоторых частях обнаружились земные бактерии. Отсюда встает интересный вопрос - действительно ли земным микроорганизмам удалось пережить два года пребывания на Луне? Или же микробы были вследствие небрежности занесены на деталь уже после её возвращения на Землю? Споры по этому вопросу ведутся до сих пор, но с тех пор NASA сильно ужесточило правила по стерилизации космических аппаратов.
СССР же так и не смог в назначенные сроки ни отправить космонавтов для облета Луны, ни высадить их на ее поверхность, взяв утешительный приз в виде трех успешных миссий по доставке лунного грунта на Землю (“Луна-16” в 1970, “Луна-20” в 1972, и “Луна-24” в 1976 году) и двух “Луноходов”.
Панорама лунной поверхности переданная одним из "луноходов"
К сожалению, интерес к космосу у публики упал настолько же стремительно, насколько зародился. Поскольку с Луной больше доказывать было нечего, а отправлять человека на Марс никто не собирался, американцы отменили три последние миссии “Аполлона”. В результате, в последний раз по реголиту довелось прогуляться астронавтам из экипажа "Аполлона-17" в далеком 1972 году. Напоследок, они оставили следующую мемориальную табличку.
Политическое руководство СССР сочло несолидным быть вторыми на Луне, и к середине 70-х полностью закрыло все лунные программы вместе с планами по сооружению на ее поверхности долговременной станции. В 1976 году состоялся последний полет по программе “Луна”. Планировавшийся на 1977 год полет “Луны-25” был отменен и “Луноход-3” так и остался на Землe.
В том же 1977 году NASA отключило все приборы (сейсмографы, магнетометры, детекторы солнечного ветра), оставленные астронавтами "Аполлонов "на Луне.
Единственный используемый по сей день инструмент, оставленный людьми на Луне - уголковые отражатели, которые показывают, что Луна ежегодно удаляется от Земли на 3.8 сантиметра.
В 1990 году, после 14 летнего перерыва, Луну наконец посетил новый космический аппарат - японский “Хитэн”. В 90-е к Луне летали еще два зонда: “Клементина” в 1994 году, и “Lunar Prospector” в 1998, основной задачей которого была проверка данных “Клементины” о наличии запасов льда на дне кратеров в районе лунных полюсов.
Настоящий лунный ренессанс наступил уже в новом веке. Миссия “GRAIL” составила самую подробную гравитационную карту луны. В рамках другой весьма зрелищной миссии, зонд "LCROSS" пролетел через облако, поднятое ударом разгонного блока “Кентавр” о кратер в районе Южного полюса Луны, чтобы установить состав содержащихся на его дне элементов.
Запущенный в 2009 году аппарат LRO с высоким разрешением отснял все места лунных миссий, в том числе установив точное местоположение “Лунохода-1”.
Собственно, "Луноход-1"
Место посадки "Аполлона-17"
Помимо NASA, за последние 10 лет, миссии к Луне отправляли ESA, Индия и Япония. Китай запустил уже три спутника и свой первый луноход, который хоть работает и не лучшим образом - но как говорится, первый блин комом, и в любом случае это только начало претворения амбициозных планов Поднебесной.
Планы по поводу дальнейшего изучения Луны есть не только у отдельных государств. Например, в рамках “Google Lunar X PRIZE” ведется соревнование среди частных компаний на то, кто из них сможет первым высадиться на Луне. Планов много и я надеюсь, что рано или поздно, вместе с космическими аппаратами туда вернутся и люди.