Первая мягкая посадка на Луну
С начала 1960-х годов и в СССР, и в США начались работы по созданию аппарата, способного совершить мягкую посадку на Луну. В США исследования велись по программе "Сервейор".
Программа “Сервейор”
(“Наблюдатель”, “Топограф”) явилась следующим этапом в изучении Луны за программой “Рейнджер”. Ею предусматривалось создание аппарата для мягкой посадки на Луну и проведения исследований лунной поверхности как в рамках программы “Аполлон”, так и в научных целях.В декабре 1960 г. Лаборатории реактивного движения вышеуказанными организациями были представлены проекты аппарата по программе Сервейор. После их рассмотрения руководство
NASA выбрало для дальнейших проработок проект Hughes Aircraft Co., назначенной головной организацией по разработке и изготовлению аппаратов, получивших. название Сервейор. По проекту аппарат после отделения от ракеты-носителя имеет вес 1100 кГ, в т. ч.: конструкция, связное оборудование и система терморегулирования —230 кГ; научные приборы и телевизионное оборудование —90-135 кГ; приборный контейнер, доставляемый на поверхность Луны,— 340 кГ. В качестве источника электроэнергии предусматривалось использование химических батарей, подзаряжаемых солнечными элементами. Одновременно прорабатывался вариант системы электропитания с применением термоэлектрического генератора с радиоактивным изотопом. Cm242 мощностью 30 вт.Для изучения лунной поверхности на аппарате предусматривалось установить следующее научное оборудование:
- четыре телекамеры для получения изображений лунной: поверхности и наблюдения за работой бортового оборудования. Камеры включаются до посадки аппарата на Луну, непосредственно после включения обозреваемая площадь поверхности составляет около 40 000 км
2, а разрешающая способность — до 0,33 км. После посадки аппарата предполагалось объективы 3-х камер направить вверх, а объективы четвертой—вниз, для наблюдения за работой бурильной установки. При съемке на поверхности Луны 3 камеры, направленные объективами вверх, имеют круговой обзор в горизонтальной плоскости, обеспечиваемой системой зеркал, а четвертая — угол обзора в 65° в вертикальной плоскости.- приборы для измерения температуры у поверхности Луны, которые в диапазоне 120—400° К при скорости изменения температуры до 3° К/мин, не должны иметь погрешность больше 1° К. Они располагаются на высоте 1,2 м от поверхности. Измерения температуры предполагалось производить несколько раз в течение лунного дня и ночи для определения скорости остывания поверхности.
- приборы для измерения скорости звука в лунных породах рассчитаны на измерение скорости от 100 до 7500 м/сек. Звуковые колебания предполагалось создавать зарядами взрывчатых веществ, подрываемых на некотором расстоянии от аппарата.
- акселерометры для изучения механических характеристик лунного грунта монтируются в “снаряды” конической и полусферической формы, сбрасываемые на поверхность с небольшой высоты;
no показаниям акселерометров определяется скорость движения “снарядов” через поверхностный слой. Полученные данные предполагалось сравнивать с показаниями аналогичных “снарядов”, сбрасываемых на различные почвы Земли.- прибор для определения прочности лунного грунта. Это определение предполагалось проводить двумя пластинами различных размеров, вдавливаемыми в грунт, путем измерения скорости их углубления в зависимости от силы давления.
- буровая установка предназначалась для бурения и извлечения пробоотборником образцов лунного грунта из скважины диаметром 5 см и глубиной до 1,5 м. Образцы лунного грунта подвергаются химическому анализу на аппарате, результаты анализа передаются на Землю.
- зонд для изучения подпочвенного слоя предполагалось, опустить в пробуренную бурильным устройством скважину, с измерениями на различной глубине через каждые 15 сек.
-сейсмометр для проведения сейсмических исследований на поверхности Луны регистрирует сдвиги грунта в 1
μ, при этом создается напряжение от 25 до 50 мв.- оборудование для отбора проб лунного грунта предназначено для отбора, размельчения и подачи проб в рентгеновский дифрактометр для минералогического анализа.
- приборы для проведения анализа образцов лунных пород: рентгеновский спектрометр для определения по наведенному рентгеновскому излучению процентного содержания в образце
Al, Fe, К, Са, Mg, Mn, Na, Ni, S, Ti, С, Cr, (pacсчитан на проведение анализа 20 образцов); рентгеновский-дифрактометр для облучения рентгеновскими лучами образца породы и регистрации наведенного γ -излучения счетчиком Гейгера — Мюллера (излучение сравнивается с наведенным γ-излучением известных минералов и делается вывод о наличии в лунных породах тех или иных минералов); газовый хроматограф для анализа проб газов и органических соединений в породах, слагающих лунную поверхность.- приборы для измерения атмосферного давления и определения газового состава атмосферы, рассчитанные на измерение давления атмосферы в диапазоне 10
-7-10-14 мм рт. ст. Магнитометр для обнаружения магнитного поля Луны. Телескоп с высокой разрешающей способностью. Прибор для изучения магнитных свойств лунных пород. Прибор для определения энергетического спектра космических частиц, достигающих поверхности Луны. Прибор для регистрации протонов c энергией Е > 10 Мэв, а-частиц с энергией Е > 40 Мэв и электронов с энергией Е >0,5 Мэв. Прибор (микрофон) для определения массы, скорости и направления полета частиц, выбиваемых из лунных пород метеорными телами. Регистрация этих частиц и их изучение необходимо для выяснения опасности для космонавтов на Луне, воздействия на объективы оптической аппаратуры, зеркала и солнечные элементы аппаратов, совершивших посадку на Луну.Для запусков аппаратов Сервейор была разработана типовая программа полета. После окончания работы двигателей
I ступени ракеты-носителя и ее отделения включаются двигатели II ступени, которые выводят ступень с аппаратом на промежуточную круговую орбиту высотой 160 км, по которой она обращается 25 мин., затем производится повторное включение двигателей II ступени и ступень с аппаратом переходит на траекторию полета к Луне. По команде станции слежения в Крюгерсдорпе после окончания работы двигателей, аппарат отделяется от ступени, развертываются посадочная тренога и всенаправленная антенна и производится ориентация аппарата относительно Солнца и Канопуса. Через 15—20 час. после запуска, когда аппарат находится в поле зрения станции слежения в Голдстоуне, проводится коррекция траектории верньерными ЖРД (предусмотрено проведение нескольких коррекций), затем аппарат снова ориентируется по Солнцу и Канопусу. На 3 сутки полета (на расстоянии 1600 км от Луны) начинается цикл операций, обеспечивающий посадку аппарата.I
этап. Расстояние аппарата до Луны —от 1600 до 84 км, скорость аппарата относительно Луны — от 2500 до 2620 м/сек. Реактивными управляющими соплами аппарат ориентируется так, чтобы его продольная ось, по которой размещен тормозной РДТТ, совместилась с вектором скорости. На расстоянии 250 км от Луны по команде с Земли включается радиолокатор AMR, измеряющий расстояние до Луны. Далее все операции осуществляются автоматически. На расстоянии 95 км от Луны AMR подает команду на программно-временное устройство (ПВУ), по команде которого через определенные промежутки времени (временные уставки закладываются на борт по командам с Земли) включается ЖРД (обеспечивают ориентацию аппарата во время работы РДТТ и торможение аппарата после выключения РДТТ), РДТТ (обеспечивает гашение скорости), радиовысотометр и доплеровский датчик скорости. В случае неудачно проведенной коррекции траектории на этом этапе посадки предусмотрено включение “подлетной” телекамеры.II
этап. Расстояние аппарата от Луны—от 84 до 12 км; скорость аппарата относительно Луны—от 2620 до 119±38 м/сек. На высоте 84 км последовательно включаются ЖРД и РДТТ. AMR устанавливается перед соплом РДТТ и после включения РДТТ отбрасывается истекающей струёй газов (с этого момента работа ЖРД и РДТТ осуществляется по командам от ПВУ).III
этап. Расстояние аппарата от поверхности Луны—от 12 км до 12 м; скорость аппарата относительно Луны—от 119±38 м/сек до 1,5 м/сек. РДТТ работает 40 сек, снижая скорость падения до 15-12 м/сек, и прекращает работу на высоте 10 км. По достижении фиксированной скорости снижения на расстоянии 8 км от поверхности Луны РДТТ сбрасывается по команде ПВУ от сигнала инерционного выключателя. Дальнейшее торможение и ориентация аппарата обеспечивается непрерывно работающими ЖРД. Работа ЖРД в этот период вначале обеспечивается по командам от ПВУ, а затем, после того, как радиолокационный альтиметр и допплеровский радиолокатор (RADVS) начинают получать устойчивые отраженные сигналы от поверхности Луны, по командам от этих устройств. Расстояние до Луны в этот момент 4 км, а скорость—0,1 км/сек.IV
этап. Расстояние аппарата от поверхности Луны — от 12 до 4 м; скорость аппарата относительно Луны постоянна— 1,5 м/сек. Спуск аппарата с постоянной скоростью обеспечивается работой ЖРД, которые на расстоянии 4,2 м до поверхности Луны выключаются.V
этап. Расстояние аппарата до поверхности Луны—от 4 до 0 м; скорость аппарата относительно Луны—от 1,5 до 5 м/сек. В течение 2 сек, аппарат совершает свободное падение. Расчетная скорость посадки аппарата в момент удара о поверхность не должна превышать 4 м/сек, а отклонение продольной оси аппарата от вертикали — не более 5°. В момент посадки перегрузки не должны быть более 20, хотя бортовое оборудование проектировалось на перегрузки до 100. Время полета аппарата от старта до момента посадки — около 66 час.Первоначально
NASA планировало начиная с 1963 г. по 1966 г. осуществить запуск 17 аппаратов “Сервейор”: 7 экспериментальных аппаратов модели Block 1 и 10 отработанных аппаратов модели Block II. Планами NASA предусматривалось в период МГСС (1964—1965 гг.) осуществить запуск 2 аппаратов “Сервейор”. Расходы на разработку всех этих аппаратов, изготовление и запуски должны были составить около 620 млн. долл. В связи с сокращением Конгрессом в середине 1964 г. бюджетных ассигнований NASA на 1965 финансовый год руководство NASA пересмотрело программу запусков аппаратов “Сервейор”.А тем временем СССР совершил успешную высадку на Луну станцию "Луна-9".
Космический аппарат "Луна-9".
"Луна-9" - АМС, впервые в мире осуществившая мягкую посадку на Луну и передачу изображения её поверхности на Землю. Запущена 31 января 1966 4-ступенчатой РН с использованием опорной орбиты ИСЗ. Автоматическая лунная станция прилунилась 3 февраля 1966 в районе Океана Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 64° 22" з. д. и 7° 08" с. ш. На Землю переданы панорамы лунного ландшафта (при разных углах Солнца над горизонтом). Проведено 7 сеансов радиосвязи (продолжительностью более 8 ч) для передачи научной информации. АМС работала на Луне 75 ч. "Л.-9" состоит из АМС, предназначенной для работы на поверхности Луны, отсека с аппаратурой управления и двигательной установки для коррекции траектории и торможения перед посадкой. Общая масса "Л.-9" после выведения на траекторию полёта к Луне и отделения от разгонной ступени РН 1583 кг. Масса АМС после посадки на Луну 100 кг. В её герметичном корпусе размещены: телевизионная аппаратура, аппаратура радиосвязи, программно-временное устройство, научная аппаратура, система терморегулирования, источники электропитания. Изображения лунной поверхности, переданные "Л.-9", и успешная посадка имели решающее значение для дальнейших полётов к Луне.Автоматическая станция "Луна-9"
Назначение
Космический аппарат был предназначен для осуществления мягкой посадки на поверхность Луны с целью получения телепанорамы лунной поверхности и проведения научных исследований.
Космический аппарат
Первые автоматические станции для посадки на Луну были разработаны в ОКБ-1 под руководством С.П. Королева. В ходе 11 пусков (4 января 1963 года - 3 декабря 1965 года.) были отработаны бортовые системы станции, однако главная цель - мягкая посадка на поверхность Луны - достигнута не была.
Автоматическая станция состояла из корректирующе-тормозной двигательной установки ( тяга основной камеры двигателя до 4,6 тонны ) и сферического блока баков, герметичного отсека системы управления, двух сбрасываемых навесных отсеков системы астроориентации "Юпитер" и радиовысотомера больших высот, а также главной полезной нагрузки - автоматической лунной станции.
Автоматическая лунная станция (АЛС) представляла собой герметичный контейнер сферической формы. Внутри приборного контейнера размещены приборы радиокомплекса метрового диапазона КРС, угломерной системы дециметрового диапазона "Маяк-6", телеметрической системы, программно-временное устройство, блоки автоматики и терморегулирования, химическая батарея и научные приборы. На вершине АЛС с внешней стороны установлены оптико-механическая телекамера и счетчики радиации прибора КС-17М. Верхняя полусфера АЛС на перелете закрыта четырьмя лепестковыми антеннами, которые после посадки раскрываются.
В ходе перелета в составе космического аппарата лунная станция со всех сторон была закрыта амортизаторами посадочного устройства из эластичного материала. Посадочное устройство АЛС было выполнено в виде двух надувных баллонов-амортизаторов. Они смягчали удар станции о лунную поверхность.
Высота АЛС на поверхности Луны со штыревыми антеннами - 112 см, а диаметр с раскрытыми лепестками - 160 см.
На Машиностроительном заводе имени С.А. Лавочкина, куда в 1965 году были преданы все работы по созданию автоматических межпланетных и лунных станций, по результатам предыдущих полетов в конструкцию и логику работы были внесены некоторые изменения:
- усилена прочность оболочки амортизаторов;
- наддув амортизаторов начинался после включения КТДУ на торможение.
Состав научной аппаратуры
Основным научным прибором автоматической лунной станции была оптико-механическая телевизионная камера с цилиндрическим иллюминатором. Угол зрения телекамеры составлял 360° по горизонтали и 36° по вертикали, число строк по кадру - 6000, число элементов в строке - 500. Скорость передачи изображения - 1 строка в секунду. Время передачи одной панорамы - 100 минут.
Выполнение программы полета
Автоматическая станция "Луна-9" была запущена с космодрома Байконур 31 января 1966 года с помощью ракеты-носителя "Молния-М" и разгонного блока "Л". На трассе перелета к Луне 1 февраля была проведена коррекция траектории. При подлете к Луне была включена система астроориентации, которая осуществила поиск и захват сначала Солнца, а затем Луны и Земли. Была построена лунная вертикаль, которую поддерживала система управления.
На высоте 75 км от поверхности Луны (за 48 секунд до посадки) по сигналу с высотомера были отделены два навесных отсека, включена двигательная установка и произведен наддув баллонов-амортизаторов.
На расстоянии 260-265 метров от поверхности выключился основной двигатель, который обеспечил гашение скорости с 2600 м/с до нескольких м/с, и спуск происходил в режиме парашютирования при работающих управляющих соплах КТДУ. На этом участке был высвобожден ленточный датчик-щуп длиной 5 метров, который при соприкосновении с лунной поверхностью выдал команду на отстрел АЛС. 3 февраля 1966 года в 21 час 45 минут 30 секунд МСК автоматическая лунная станция впервые в мире совершила мягкую посадку на поверхности Луны на западном крае Океана Бурь, западнее кратеров Рейнер и Марий, в точке с координатами 7° 8' с.ш. и 64° 32' з.д.
Через 4 минуты 10 секунд после посадки, произошел сброс амортизационных баллонов, раскрылись лепестковые антенны, выравнивая станцию на лунной поверхности, и начался первый в мире сеанс радиосвязи с аппаратом, находящемся на поверхности другого небесного тела.
По команде с Земли была включена телевизионная камера. При первой съемке не удалось получить качественных снимков из-за низкой высоты Солнца над горизонтом (~3 градуса). В период до 6 февраля было проведено 7 сеансов связи со спускаемым аппаратом общей продолжительностью более 8 часов. На Землю были переданы первые в мире панорамы лунной поверхности, полученные при различных высотах Солнца над горизонтом (7, 14, 27 и 41 градус).
Из двух научных приборов один из них - гамма-спектрометр - в результате поломки был отключен еще до старта.
Программа полета станции "Луна-9" была выполнена полностью.
Результаты полета
Главным результатом полета "Луны-9" стала первая в мире мягкая посадка космического аппарата на поверхность Луны и передача на Землю первых телепанорам лунной поверхности. Кроме того, в ходе полета "Луны-9" были проведены следующие наблюдения и измерения:
- уточнено расположение внешнего радиационного пояса вокруг Земли;
- установлено отсутствие заметного магнитного поля Луны и лунных радиационных поясов;
- по полученным снимкам определены особенности микрорельефа поверхности Луны и, в частности, не обнаружено пыльного слоя значительной толщины.
По результатам полета "Луны-9" Международная авиационная федерация (FAI) зарегистрировала приоритетные научно-технические достижения станции:
- мягкая посадка автоматической станции на поверхность Луны;
- передача первой в мире круговой фотопанорамы лунной поверхности в районе посадки станции;
- проведение научных исследований и измерений с помощью автоматического космического аппарата непосредственно на поверхности Луны.
Станцией "Луна-9" были установлены рекорды, зарегистрированные и подтвержденные дипломами FAI:
И только после нашей "Луны-9" американцы запустили несколько своих аппаратов "Сервейор", которые повторили те же самые достижения - мягкая посадка на Луну, передача телевизионного изображения, исследования свойств грунта и т.п., в чем-то даже превзошли нас, но все равно - по факту были лишь вторыми.
Космический аппарат Сервейор
I (Сервейор A). Основная цель запуска — доставка аппарата Сервейор на Луну с осуществлением мягкой посадки, получение телевизионных изображений лунной поверхности в районе посадки и отработка систем аппарата. При этом запуске продолжалась отработка систем ракеты-носителя. При запуске решались задачи по изучению характеристик лунного грунта по погружению опор посадочного устройства; по испытаниям систем коррекции траектории, мягкой посадки, связи и отработки систем ракеты-носителя. В одну из полых трубок каркаса был помещен американский национальный флаг. Запуск произведен 30 мая 1966 г. 2 июня в 6 час. 17 мин. 37 сек. аппарат совершил посадку в Океане Бурь в точке с селенографическими координатами 2°27' ю. ш. и 43°13' з. д. в 14 км от расчетной точки посадки.После посадки были выключены радиолокационный альтиметр, доплеровский радиолокатор и датчики напряжения на посадочных ногах и принята телеметрическая информация, показавшая исправность бортовых систем. После проверки панорамной телекамеры началась передача на Землю изображений лунной поверхности и деталей аппарата с разверткой 200 строк. Было получено около десятка изображений опор посадочного устройства, участка лунной поверхности около аппарата и горизонта. В непосредственной близости от аппарата видны камни высотой 1,5 м и длиной до 2 м. Перед запуском аппарата зеркало панорамной телекамеры было установлено в такое положение, чтобы получить изображение одной из опор посадочного устройства. Первые снимки были переданы в телевизионную сеть США и через связной спутник
Early Bird в телевизионную сеть Западной Европы.Через 3 час. 15 мин. после посадки аппарат был подготовлен для передачи изображений с разверткой 600 строк с помощью остронаправленной антенны. Скорость передачи этих снимков составляла 4400 двоичных единиц в сек. Мощность принимаемого на Земле сигнала составляла 101,7 дб/вт. Со 2 по 8 июня ежедневно, в те периоды (в течение 9—10 час. в сутки), когда аппарат находился в зоне видимости комплекса “Пионер” в Голдстоуне, проводилась передача телевизионных изображений с разверткой 600 строк, в остальное время поступала только телеметрическая информация, принимавшаяся станциями в Крюгерсдорпе и Тидбинбилле. До 8 июня получено 4000 изображений, часть из них через цветные фильтры, которые реконструировались на Земле в цветные снимки. 14 июня в 15 час. 39 мин. через место посадки прошел лунный терминатор. На телевизионных изображениях, переданных во время и после захода Солнца (съемка производилась в отраженном свете Земли) видны звезды, Солнце, его корона, тень аппарата длиной до 30 м. 14 июня в 16 час. 18 мин. передача изображений прекратилась с наступлением ночи в районе посадки аппарата. 16 июня в
20 час. 30 мин. получены последние телеметрические данные: температура на поверхности панели с солнечными элементами (—173°С), в контейнере А (+1,7° С), в контейнере В (—17,8° С), основной батареи (+1,1° С). 6 июля в 12 час. 29 мин. в период лунного полудня с аппаратом удалось установить связь. За второй лунный день с 7 до 13 июля получено 812 телевизионных изображений. 14 июля перед заходом Солнца сделана попытка получить изображение солнечной короны, однако при передаче девятого изображения связь с аппаратом внезапно прекратилась. В конце июля все работы, связанные с аппаратом Сервейор I, были прекращены. 8 октября связь с аппаратом Сервейор I, удалось снова восстановить. С 8 по 12 октября проведено более 5 полных и несколько неполных сеансов связи. Телевизионные изображения получить не удалось из-за высокого уровня шумов. 12 октября в районе посадки аппарата наступила ночь и связь прекратилась. В ноябре 1966 г. на короткий промежуток времени удалось установить связь с аппаратом, а 9 января 1967 г.— еще раз, последний. 15—20 февраля 1967 г. участок посадки аппарата Сервейор I был сфотографирован аппаратом Lunar Orbiter III. На снимках удалось обнаружить аппарат Сервейор I в виде белого пятна и отбрасываемую им тень (немаловажно отметить, что ни один из последующих искусственных спутников Луны не сумел обнаружить на поверхности Луны остатки лунных молудей кораблей “Аполлон”, хотя по размерам они были не меньше “Сервейора”).Космический аппарат “Сервейор
II” (“Сервейор В”). Цель запуска и назначение аппарата такие же как у аппарата “Сервейор I”. Запуск произведен 20 сентября 1966 г. Через 16 час. после запуска, когда аппарат находился на расстоянии 163 000 км от Земли, была предпринята попытка провести коррекцию траектории; один из двигателей не включился и аппарат начал беспорядочно вращаться со скоростью 60—70 об/мин. Попытка стабилизировать аппарат соплами системы ориентации окончились неудачей. В условиях беспорядочного вращения аппарата панель с солнечными элементами потеряла ориентацию на Солнце и для питания бортового оборудования были включены химические батареи. Позже проведено еще 5 включений верньерных двигателей длительностью по 0,5 сек с интервалами 5 мин., но двигатель № 3 ни разу не включился. Всего было предпринято 38 попыток включить 3 двигателя, но при этих попытках двигатель № 3 ни разу не срабатывал. Многочисленные включения увеличили скорость вращения аппарата до 136—146 об/мин. 23 сентября в аппарат упал на Луну в районе, расположенном к юго-востоку от кратера Коперник (координаты точки падения: 5°30' с.ш. и 12° з. д.).Космический аппарат “Сервейор
III” (“Сервейор С”). Основная цель запуска—доставка аппарата на Луну с осуществлением мягкой посадки, получение телевизионных изображений в районе посадки и определение характеристик лунного грунта с помощью специального устройства. Запуск произведен 17 апреля 1967 г. 20 апреля в 0 час. 04 мин. 17 сек. аппарат совершил посадку в пограничном районе Моря Познанного и Океана Бурь в точке с селенографическими координатами 2°56' ю. ш. и 23°20 з. д. в 3,8 км от расчетной точки (3,33° ю. ш. и 23°17'з. д.). Место посадки аппарата находится в 610 км к востоку от места посадки аппарата “Сервейор I”. Верньерные двигатели, выключаемые по сигналу радиолокационного альтиметра на высоте 4,2 м от поверхности Луны, не выключились. Вероятной причиной этого явилось то, что луч радиолокационного альтиметра попал на породы лунного грунта с отражающей способностью значительно более высокой, чем ожидалось. Луч многократно отразился от поверхности и в результате поступления противоречивых сигналов логика аппарата начала работать в нерасчетном режиме. В результате этого аппарат дважды подскочил, прежде чем установился на поверхности Луны. Двигатели были выключены по команде с Земли при повторном подскоке. Высота первого подскока—10,7 м, высота второго — 4,3 м. Погружение аппарата в грунт не зарегистрировано.22 апреля начался эксперимент с применением выносного механизма, наблюдение за ходом эксперимента проводилось камерой. Вначале ковш был опущен на поверхность с закрытой заслонкой и прижат к грунту с максимальным усилием. После его подъема на снимке была зафиксирована образованная ковшом вмятина в грунте. Затем была прорыта первая канавка шириной около 5 см. Ее стенки на снимке выглядели правильными, хорошо сформированными,
без признаков осыпания. Далее прорыта вторая канавка такой же ширины, глубина которой была увеличена двумя дополнительными проходами до 17 см., а длина составила 38 см. Всего ковшом-захватом проделано 4 канавки: 1-я имела глубины 7,5 см, длину— 38 см; 2-я—глубину 17 см, длину—38 см; 3-я—глубину 19 см, длину—60 см; 4-я—глубину 12,7 см, длину—25 см. Проведено 6 экспериментов по определению статистической и 17 экспериментов по определению динамической несущей способности грунта.Космический аппарат “Сервейор
IV” (“Сервейор D"). Назначение аппарата такое же, как у аппарата “Сервейор III”. Запуск произведен 14 июля 1967 г. При движении по скорректированной траектории аппарат должен был совершить посадку на Луну 17 июля. На подлетном участке торможение аппарата должно было осуществляться по типовой для аппаратов “Сервейор” программе. Тормозной РДТТ включился в расчетное время, но за 2 сек. до прекращения работы связь с аппаратом прервалась. Все попытки установить связь с аппаратом после расчетного времени посадки окончились неудачей. Предполагаемая причина неудачной посадки—взрыв РДТТ на последних секундах работы. Координаты места падения аппарата: 0°26' с. ш. и 1°20' з. д. (Центральный залив).Космический аппарат “Сервейор
V” (“Сервейор E"). Назначение аппарата — осуществление мягкой посадки на поверхность Луны, проведение научных исследований и решение задач по определению химического состава лунного грунта, получение телевизионных изображений поверхности Луны в районе посадки. Запуск произведен 8 сентября 1967 г. 11 сентября в 00 час. 46 мия. 46 сек. аппарат совершил мягкую посадку на Луну в Море Спокойствиям в точке с селенографическими координатами 1°25' с. ш. и 23°11' в. д., расположенной в 29 км от расчетной точки. 12—13 сентября 3 раза были включены ЖРД для выяснения, не будут ли при работе двигательной установки лунной кабины корабля “Аполлон” образовываться воронки в грунте и не поднимается ли облако пыли, которое может затруднить ее посадку и взлет. Американские источники не сообщают, чем закончился этот эксперимент.11 сентября в 15 час. 35 мин. началось изучение химического состава лунного грунта.
α-анализатором, который предназначен для определения химического состава лунного грунта по рассеянному α-излучению и обеспечивает идентификацию химических элементов с атомным номером более 5. Система детекторов регистрирует наличие в грунте атомов бора, азота, фтора, натрия, магния, алюминия, кремния, фосфора, серы, хлора и калия. Источником α-частиц служит радиоактивный элемент кюрий-242.Космический аппарат “Сервейор
VI” (“Сервейор F"). Назначение аппарата такое же, как для аппарата “Сервейор V”. Запуск произведен 7 ноября 1967 г. (в день 50-летия Великого Октября). 10 ноября аппарат совершил посадку в районе Центрального залива в точке с селенографическими координатами 0°28' с. ш. и 1°29' з. д. Точка посадки находится в 5 км от центра расчетного района прилунения и в 9 км от места падения аппарата Сервейор IV. 11 ноября началось определение химического состава лунного грунта α-анализатором.В ходе работы аппарата по команде с Земли были включены ЖРД. Аппарат оторвался от лунной поверхности, поднялся на высоту 3 м и опустился на расстоянии 2,4 м от места первоначальной посадки. В полете аппарат находился 8,5 сек. Эксперимент предназначался для исследования проблем посадки и старта с Луны, в частности, воздействия истекающей струи на лунный грунт, получения телевизионных изображений следов, оставленных на грунте посадочными опорами аппарата в месте первоначальной посадки, и стереоскопических изображений элементов поверхности (производится съемка одних и тех же элементов поверхности под разными углами). Часть этих задач увязана с изучением проблемы посадки и старта с Луны лунной кабины корабля “Аполлон”. Оказалось, что включение и работа двигателей не привели к выбросу из лунной поверхности значительного количества грунта.
Космический аппарат “Сервейор
VII” (“Сервейор G"). Назначение аппарата—осуществление посадки на Луну, получение телевизионных изображений поверхности Луны в районе посадки и определение характеристик лунного грунта, в т. ч. химического состава и содержания магнитных веществ. В отличие от предыдущих аппаратов Сервейор VII предназначался не для исследований в потенциальных районах посадки лунной кабины корабля “Аполлон”, а для исследований в научных целях вне этих районов. Первоначальными планами посадка аппарата предусматривалась в районах кратеров Коперник, Фра Мауро, Гиппарх, Тихо. Интерес к материковым районам этих кратеров вызван тем, что предыдущие аппараты “Сервейор” исследовали лунную поверхность только в морских районах экваториальной зоны. Окончательно был выбран кратер Тихо, поскольку по сравнению с остальными тремя районами он дальше отстоит от лунного экватора, вдоль которого располагается зона, выбранная для посадки лунной кабины, и посадка в этом районе позволяет вести съемку при существенно ином угле падения солнечных лучей. Поверхность в непосредственной близости от кратера Тихо отличается крайней неровностью. Исследование выброшенных из кратера пород представляет большой научный интерес, т. к. эти породы в значительно меньшей степени засорены обломками метеоритов.Запуск произведен 7 января 1968 г. 10 января аппарат совершил посадку в точке с селенографическими координатами 40°53' ю. ш. и 11°22' з. д., в 2,5 км от расчетной точки и в 25,6 км, к северу от кратера Тихо. Позже начались эксперименты с использованием ковша-захвата. Была вырыта канавка глубиной 0,3 м и собран в кучу грунт для последующего исследования его
α-анализатором. При работе ковша-захвата в двух случаях твердый подпочвенный слой препятствовал углублению канавки. Один кусок породы удалось расколоть ударом ковша. На магнитах, установленных на ковше-захвате, было обнаружено некоторое количество магнитных материалов. 20 января произведен эксперимент по облучению аппарата лучом лазера с Земли с регистрацией этого луча телекамерой аппарата. Цель эксперимента—изучение проблем лазерной связи, в частности, определение оптимальных условий освещенности на Земле и на Луне, точности нацеливания луча, посылаемого с Земли, изучение влияния земной атмосферы и Солнца на прохождение лазерных лучей. В этом эксперименте использовались шесть телескопов, оборудованных лазерными источниками излучения: 2 телескопа на западном побережье и 4—на восточном побережье США. На западное побережье использовался 60-дюймовый телескоп обсерватории Китт Пик (шт. Аризона) в сочетании с газовым (на аргоне) лазером с мощностью излучения 4 вт, и 24-дюймовый телескоп-рефлектор обсерватории Тейбл Маунтин в сочетании с лазером с мощностью излучения 2 вт. Оба луча были зарегистрированы телекамерой аппарата Сервейор VII, причем луч лазера от 24-дюймового телескопа регистрировался как более яркое пятно на поверхности Земли. Лучи от телескопов, расположенных на восточном побережье, на снимках не были видны.21 января
α-анализатором начато проведение исследований второго образца лунной породы: головка приемника излучений была передвинута на камень размером 5 Х 6 см. 22 января началось проведение исследований третьего образца лунной породы: головка приемника излучений была передвинута к разрытой в первые часы после посадки аппарата площадке. Проведенные измерения и полученные телевизионные изображения показали, что исследуемый образец состоит, по крайней мере частично, из материала, который находился под верхним слоем грунта.Некоторые итоги программы “Сервейор”.
Осуществлено 7 запусков аппаратов “Сервейор”, из которых 2 закончились неудачей. На первых двух аппаратах научная аппаратура не устанавливалась; они предназначались только для получения телевизионных изображений в месте посадки. На последующих аппаратах устанавливалась как телевизионная, так и специальная научная аппаратура. Данные допплеровского радионаблюдения аппаратов позволяют уточнить фигуру Луны и теорию ее движения. По заявлению директора Лаборатории реактивного движения У. Пикеринга, программа Сервейор—одна из наиболее успешных космических программ США. В результате исследований, проведенных аппаратами Сервейор, была подтверждена правильность инженерных решений, заложенных в конструкцию лунной кабины корабля "Аполлон". Выяснилось, что на поверхности Луны уровень радиации невысокий и не представляет опасности для высадившихся на поверхность Луны космонавтов.Краткие итоги
. Итак, и в осуществлении первой мягкой посадки на Луну американцы уступили СССР. Хотя по части научного оборудования и глубины проведенных исследований америкацы и превзошли СССР, но эти их результаты были скоро побиты работой советских "Луноходов"