АМС Солнечной системы. Часть 5. Покорение Луны.
Автор: Кулькова Светлана 31.03.2012 15:10
| Индекс материала |
|---|
| АМС Солнечной системы. Часть 5. Покорение Луны. |
| Страница 2 |
| Все страницы |
Страница 1 из 2
Первая дошедшая до нас карта Луны датирована 1603 годом, на ней видны первые попытки присвоить имена лунным деталям. Галилео Галилей направил свой первый телескоп на Луну в 1609 году и обнаружил на ней горы. Все лунные атласы, публикуемые до середины 20 века, были составлены по зарисовкам, сделанные астрономами при непосредственном наблюдении в телескоп. С началом космической эры количество наших знаний о Луне значительно увеличилось. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы, составлена карта обратной стороны.
Сегодняшний обзор будет об исследованиях спутника Земли автоматическими межпланетными станциями и астронавтами, которые после длительного перерыва возобновились в ХХI веке.
ИСТОРИЯ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛУНЫ
В период с 1958 по 1976 год Луна подвергалась интенсивным исследованиям с помощью АМС. В эти годы две космические державы, СССР и США, с переменным успехом пытались "покорить Луну". Обе страны стремились обогнать другую во всем: первой облететь спутник Земли, мягко посадить на ее поверхность космический аппарат и первой высадить на Луну космонавтов/астронавтов. В "лунной гонке" главным было соображение политического престижа и демонстрация экономической мощи, что порой научная составляющая часть миссий отодвигалась на второй план.
Программы осуществлялись в три этапа:
1) облет Луны, фотографирование поверхности и составление подробных карт;
2) посадка на нее космических аппаратов;
3) высадка на поверхность Луны космонавтов и возвращение на Землю.
Для достижения этих целей в СССР реализовывались две программы: "Луна" (1958-1976) и "Зонд" (1964-1970).
АМС "Луна" (СССР)
С помощью аппаратов "Луна" впервые была произведена съемка обратной стороны Луны ("Луна-3", 1959), первая мягкая посадка ("Луна-9", 1966), выведен первый ИСЛ ("Луна-10", 1966), осуществлена первая доставка образцов лунного грунта на Землю ("Луна-16", 1970), а также первый самоходный радиоуправляемый лунный аппарат "Луноход-1" ("Луна-17", 1970) приземлился в Море Дождей.
"Луноход-2" с помощью АМС "Луна-21" (1973) сел на окраину Моря Ясности, и кроме всего прочего доставил на спутник лазерную мишень, которая до сих пор используется для определения орбиты Луны. "Луноход-1" работал 10,5 земных месяцев, "Луноход-2" — 4,5 земных месяцев. Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.
"Луноход-2" с помощью АМС "Луна-21" (1973) сел на окраину Моря Ясности, и кроме всего прочего доставил на спутник лазерную мишень, которая до сих пор используется для определения орбиты Луны. "Луноход-1" работал 10,5 земных месяцев, "Луноход-2" — 4,5 земных месяцев. Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.
Луноход (СССР, 1970)
В рамках программы "Луна" было осуществлено 33 запуска, но успешными оказались только 8 (неудачи в основном наступали на первом этапе запуска из-за отказа двигателей ступеней РН).
Еще менее удачной была программа по подготовке пилотируемого полета советских космонавтов к Луне "Зонд" (1964-1970) - тяжелых лунных кораблей серии "Союз 7К-Л1". Из-за конкуренции двух конструкторских бюро Королева и Челомея, внезапной смерти С.П.Королева в 1966 году, а также некоторых организационных и технических просчетов, почти все запуски лунных "Зондов" закончились неудачами на разных стадиях полета.
Но стоит отметить полеты кораблей "Зонд-3" (1965), "Зонд-5" (1968) и "Зонд-7" (1969). По фотографиям сделанным АМС "Луна-3" и "Зонд-3", Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга был выпущен "Атлас обратной стороны Луны" с каталогом, содержащим описания около 4000 впервые обнаруженных образований. "Зонд-5" - это первый аппарат, обогнувший Луну с живыми существами (черепахами) на борту, правда посадка на Землю была нештатная, с большими перегрузками. "Зонд-7" - единственный полностью успешный полет к Луне и обратно (с биологическим контейнером), но месяцем раньше американские астронавты высадились на Луну, "лунная гонка" полностью проиграна, поэтому после еще одного полета "Зонда-8" в 1970 году, подготовка советских космонавтов по лунно-облетной и лунно-посадочной программе была прекращена по политическим мотивам.
Еще менее удачной была программа по подготовке пилотируемого полета советских космонавтов к Луне "Зонд" (1964-1970) - тяжелых лунных кораблей серии "Союз 7К-Л1". Из-за конкуренции двух конструкторских бюро Королева и Челомея, внезапной смерти С.П.Королева в 1966 году, а также некоторых организационных и технических просчетов, почти все запуски лунных "Зондов" закончились неудачами на разных стадиях полета.
Но стоит отметить полеты кораблей "Зонд-3" (1965), "Зонд-5" (1968) и "Зонд-7" (1969). По фотографиям сделанным АМС "Луна-3" и "Зонд-3", Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга был выпущен "Атлас обратной стороны Луны" с каталогом, содержащим описания около 4000 впервые обнаруженных образований. "Зонд-5" - это первый аппарат, обогнувший Луну с живыми существами (черепахами) на борту, правда посадка на Землю была нештатная, с большими перегрузками. "Зонд-7" - единственный полностью успешный полет к Луне и обратно (с биологическим контейнером), но месяцем раньше американские астронавты высадились на Луну, "лунная гонка" полностью проиграна, поэтому после еще одного полета "Зонда-8" в 1970 году, подготовка советских космонавтов по лунно-облетной и лунно-посадочной программе была прекращена по политическим мотивам.
Карта Луны, на которой изображены места прилунения аппаратов
США начали реализовыввать собственную лунную программу в 1958 году. После ряда неудачных запусков АМС "Pioneer" (1958-1959) к Луне, было решено разработать новый тип корабля. "Ranger"ы (1961—1965) в ходе своей миссии должны были разбиться о поверхность Луны, до последнего передавая телеизображения в NASA, а другая научная аппаратура должна была пережить столкновение с лунной поверхностью и посылать в течении месяцев данные о сейсмической активности. Из 9 запусков АМС "Ranger" только последние три ("Ranger 7-9") смогли выполнить свое предназначение. Снимки "Ranger" с близкого расстояния показали, что Луна выглядит вполне надежной, теперь предстояло отработать схему мягкой посадки.
Попытки посадить "мягко" аппарат начались еще в 1963 году, но только в 1966 году сначала это удалось СССР ("Луна-9"), а затем и американской АМС "Surveyor-1" со многими научными приборами на борту (телекамера, акселерометр, сейсмометр, бур и анализатор почвы, газового состава атмосферы Луны, давления и магнитного поля). Программа "Surveyor" (1966—1968) оказалась довольно удачной для NASA: из семи запусков было потеряно только два аппарата.
Аппараты окончательно доказали, что Луна прочная и не радиоактивная, и по ней вполне сможет пройтись человек в скафандре. Теперь нужна была подробная карта, чтобы выбрать места для посадки космических кораблей. Для детального исследования всей поверхности спутника Земли, параллельно с программой "Surveyor", в 1966—1967 гг. на окололунной орбите успешно отработали американские зонды "Lunar Orbiter 1-5", тщательно закартографировав 99% лунной поверхности. На основе этих снимков NASA выбрало места для посадок пилотируемых экспедиций по программе "Аполлон" и подготовила новые лунные атласы.
Попытки посадить "мягко" аппарат начались еще в 1963 году, но только в 1966 году сначала это удалось СССР ("Луна-9"), а затем и американской АМС "Surveyor-1" со многими научными приборами на борту (телекамера, акселерометр, сейсмометр, бур и анализатор почвы, газового состава атмосферы Луны, давления и магнитного поля). Программа "Surveyor" (1966—1968) оказалась довольно удачной для NASA: из семи запусков было потеряно только два аппарата.
Аппараты окончательно доказали, что Луна прочная и не радиоактивная, и по ней вполне сможет пройтись человек в скафандре. Теперь нужна была подробная карта, чтобы выбрать места для посадки космических кораблей. Для детального исследования всей поверхности спутника Земли, параллельно с программой "Surveyor", в 1966—1967 гг. на окололунной орбите успешно отработали американские зонды "Lunar Orbiter 1-5", тщательно закартографировав 99% лунной поверхности. На основе этих снимков NASA выбрало места для посадок пилотируемых экспедиций по программе "Аполлон" и подготовила новые лунные атласы.
АМС Lunar orbiter (NASA, 1966—1967)
Надо сказать, что снимки "Lunar Orbiter" в начале 21 века были оцифрованы (Lunar Orbiter Image Recovery Project, галерея снимков и сайт LOIRP). Обработав современными методами, специалисты получили значительно более детальные фотографии, значительно улучшив их качество.
Теперь США оставалось сделать последний рывок, чтобы выиграть в "лунной гонке". С этим с большим успехом справилась программа пилотируемых миссий NASA "Apollo" (1968-1972). Прежде чем лететь на Луну, NASA решило провести три испытательных пилотируемых полета "Аполлонов" на околоземной орбите, но состоявшиеся в СССР успешные запуски "Зонда-5" (с черепахами) и "Зонда-6" осенью 1968 года, заставили пересмотреть их планы, и "Аполлон-8" в декабре 1968 года идет на риск и совершает облет Луны с экипажем (Джеймс Ловелл, Уильям Андерс, Фрэнк Борман). Захватив это первенство, "Аполлон-9" (в марте 1969 г. на околоземной орбите) и "Аполлон-10" (в мае 1969 г. на окололунной орбите) спокойно продолжили испытывать системы командного модуля и лунного корабля.
Теперь США оставалось сделать последний рывок, чтобы выиграть в "лунной гонке". С этим с большим успехом справилась программа пилотируемых миссий NASA "Apollo" (1968-1972). Прежде чем лететь на Луну, NASA решило провести три испытательных пилотируемых полета "Аполлонов" на околоземной орбите, но состоявшиеся в СССР успешные запуски "Зонда-5" (с черепахами) и "Зонда-6" осенью 1968 года, заставили пересмотреть их планы, и "Аполлон-8" в декабре 1968 года идет на риск и совершает облет Луны с экипажем (Джеймс Ловелл, Уильям Андерс, Фрэнк Борман). Захватив это первенство, "Аполлон-9" (в марте 1969 г. на околоземной орбите) и "Аполлон-10" (в мае 1969 г. на окололунной орбите) спокойно продолжили испытывать системы командного модуля и лунного корабля.
Астронавт Базз Олдрин на Луне. В шлеме отражается Нил Армстронг, лунный модуль и Земля в небе.
В июле 1969 года человек впервые ступил на поверхность Луны. Это сделал экипаж "Аполлона-11": Нил Армстронг, Эдвин Базз Олдрин и Майкл Коллинз. Армстронг и Олдрин (Коллинз на орбите в командном модуле) высадились в Море Спокойствия и провели там 21,6 часа, взяв с собой пробы грунта (22 кг) и проведя несколько экспериментов. Это послужило началом успешной эпопеи "американцев на Луне", советская же программа пилотируемого полета к Луне фактически тут же закрылась. Еще могла спасти престиж СССР "Луна-15", запущенная тремя днями ранее "Аполлона-11", с целью первыми доставить лунный грунт на Землю, но неудачная посадка советской АМС в Море Кризисов, окончательно закрепила проигрыш СССР в "лунной гонке".
В рамках миссий "Аполлон" планировалось еще 8 пилотируемых запусков, а также строительство обитаемой лунной и орбитальной базы в 1980-х годах. Но этим мечтам не дано было сбыться, так как финансирование стало стремительно перекидываться на войну американцев во Вьетнаме. На Луну удалось слетать только экипажам "Аполлонов 11-17" (1969-1972) ("Аполлон-13" в 1970 году в связи с аварией на корабле только облетел Луну), затем программа была свернута, тем более что теперь русские развивали свою лунной программу только в сторону доставки лунного грунта с помощью АМС на Землю.
В рамках миссий "Аполлон" планировалось еще 8 пилотируемых запусков, а также строительство обитаемой лунной и орбитальной базы в 1980-х годах. Но этим мечтам не дано было сбыться, так как финансирование стало стремительно перекидываться на войну американцев во Вьетнаме. На Луну удалось слетать только экипажам "Аполлонов 11-17" (1969-1972) ("Аполлон-13" в 1970 году в связи с аварией на корабле только облетел Луну), затем программа была свернута, тем более что теперь русские развивали свою лунной программу только в сторону доставки лунного грунта с помощью АМС на Землю.
Экспедиция Аполлона-15. Лунный ровер.
Американские астронавты за последние экспедиции "Аполлонов" научились работать на лунной поверхности, отработали технику посадки по заданным координатам, провели несколько научных экспериментов, исследовали близлежащие кратеры, опробовали ходовые качества лунного ровера ("Аполлон 15-17", 1971-1972), собрали около 400 кг лунного грунта и камней. После стыковки командного и лунного модуля, третья ступень РН дополнительным импульсом отправлялась своим путем на Луну, где падала на поверхность, давая ценные данные о внутреннем строении с помощью сейсмографов, установленными предыдущими экспедициями.
Астронавт Ч.Конрад у АМС "Surveyor-3". Вдалеке - лунная кабина "Apollo-12".
"Аполлон-12" (1969) доставил на Землю части АМС "Сервейор-3" (который прилунился в 1967 г.) для исследования деталей аппарата, побывавшего на другом небесном теле в течении нескольких лет. По программе "Аполлон" были совершены 6 успешных высадок 12 астронавтов на Луну. Фотогалерея миссий "Аполлон" на Луне.
После окончания советской программы "Луна" (1958-1976) и американской "Аполлон" (1968-1972) исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены и работы по ее картографированию значительно сократились. О Луне забыли на 11 лет, пока дважды (1990 и 1992 гг.) мимо нее, на пути к Юпитеру, не пролетела АМС "Галилео" (США). NASA воспользовалась ситуацией и получила цветные снимки обратной стороны Луны и ее северной полярной области. Получить высококачественные снимки Луны удалось также АМС "Нозоми" (Япония) в 1998 году по пути к Марсу и АМС "Кассини" (США) в 1999 году по пути к Сатурну.
Первым искусственным спутником Луны (ИСЛ) после длительного перерыва стал японский спутник "Hiten" в 1990 году, запустив новый виток в исследовании спутника Земли межпланетными аппаратами. Два американских космических аппарата "Clementine"(1994) и "Lunar Prospector" (1998-1999) проводили геологическое и геохимическое исследования на лунной орбите. АМС "Clementine" впервые составила глобальную карту элементного состава Луны и в частности обнаружила большие запасы льда на её южном полюсе. С помощью АМС "Lunar Prospector" создана модель гравитационного поля Луны, было обнаружено несколько новых масконов (мест с аномальной гравитацией).
После окончания советской программы "Луна" (1958-1976) и американской "Аполлон" (1968-1972) исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены и работы по ее картографированию значительно сократились. О Луне забыли на 11 лет, пока дважды (1990 и 1992 гг.) мимо нее, на пути к Юпитеру, не пролетела АМС "Галилео" (США). NASA воспользовалась ситуацией и получила цветные снимки обратной стороны Луны и ее северной полярной области. Получить высококачественные снимки Луны удалось также АМС "Нозоми" (Япония) в 1998 году по пути к Марсу и АМС "Кассини" (США) в 1999 году по пути к Сатурну.
Первым искусственным спутником Луны (ИСЛ) после длительного перерыва стал японский спутник "Hiten" в 1990 году, запустив новый виток в исследовании спутника Земли межпланетными аппаратами. Два американских космических аппарата "Clementine"(1994) и "Lunar Prospector" (1998-1999) проводили геологическое и геохимическое исследования на лунной орбите. АМС "Clementine" впервые составила глобальную карту элементного состава Луны и в частности обнаружила большие запасы льда на её южном полюсе. С помощью АМС "Lunar Prospector" создана модель гравитационного поля Луны, было обнаружено несколько новых масконов (мест с аномальной гравитацией).
Карта гравитационных аномалий (масконов) на Луне, составленная АМС "Lunar Prospector"
Credit: Mark A. Wieczorek
Credit: Mark A. Wieczorek
При управляемом падении "Lunar Prospector" ученые надеялись по выбросу материалов во время удара точно установить содержание льда в кратере, но ни один крупный телескоп на Земле не заметил вспышку, и эксперимент не удался. Аналогичный эксперимент был повторен ESA в 2006 году с АМС "SMART-1" (2003-2006), тогда слабую вспышку в месте удара зарегистрировал лишь один крупный телескоп на Гавайях.
14 сентября 2007 года Япония запустила АМС для исследования Луны SELENE (Selenological and Engineering Explorer - Селенологический и технологический исследовательский аппарат), более известный как "Кагуя" (Kaguya, JAXA, 2007-2009), названный в честь принцессы из древней японской сказки, а 24 октября 2007 года в "лунную гонку" официально вступила и КНР, запустив первый китайский спутник Луны "Chang'e-1" (2007-2009), названный в честь богини китайского эпоса.
14 сентября 2007 года Япония запустила АМС для исследования Луны SELENE (Selenological and Engineering Explorer - Селенологический и технологический исследовательский аппарат), более известный как "Кагуя" (Kaguya, JAXA, 2007-2009), названный в честь принцессы из древней японской сказки, а 24 октября 2007 года в "лунную гонку" официально вступила и КНР, запустив первый китайский спутник Луны "Chang'e-1" (2007-2009), названный в честь богини китайского эпоса.
Kaguya (JAXA, 2007-2009)
"Кагуя" создала "Топографическую карту Луны" с точностью выше построенных по данным "Clementine" (NASA, 1994), а при помощи вспомогательного спутника "Окина" удалось составить карту распределении сил тяжести на обратной стороне Луны. Также полученные данные позволили отодвинуть период затухания вулканической активности на Луне до 2,5 миллиардов лет назад.
С помощью снимков "Chang'e-1" Китай создает глобальную цифровую модель рельефа Луны, а также произведена оценка возможности промышленной разработки лунных месторождений железа и гелия-3.
22 октября 2008 года был запущен индийский аппарат "Chandrayaan-1" (ISRO, 2008-2009). Аппарат состоял из орбитального модуля для изучения элементного состава Луны и ударного зонда. Данные полученные при жёсткой посадке ударного зонда будут использованы для мягкой посадки будущего индийского лунохода, доставка которого на Луну запланирована в ходе полёта следующего зонда "Chandrayaan-2".
С помощью снимков "Chang'e-1" Китай создает глобальную цифровую модель рельефа Луны, а также произведена оценка возможности промышленной разработки лунных месторождений железа и гелия-3.
22 октября 2008 года был запущен индийский аппарат "Chandrayaan-1" (ISRO, 2008-2009). Аппарат состоял из орбитального модуля для изучения элементного состава Луны и ударного зонда. Данные полученные при жёсткой посадке ударного зонда будут использованы для мягкой посадки будущего индийского лунохода, доставка которого на Луну запланирована в ходе полёта следующего зонда "Chandrayaan-2".
МЫ ВКОНТАКТЕ:
ЖУРНАЛЫ:
РЕКОМЕНДУЕМ МАГАЗИНЫ:
ПОГОДА В БРАТСКЕ:
Содержание Статьи
Содержание Новости
Содержание Наблюдаем!
© Astro-bratsk.ru 2010-2024 0+
Перепечатка материалов приветствуется при активной гиперссылке на http://astro-bratsk.ru
Связаться с нами можно по e-mail: admin@astro-bratsk.ru и через группу ВКонтакте