«Луна-9» — загадка полувека

В 1966 году произошло важное для мировой космонавтики событие — впервые изделие человеческих рук совершило мягкую посадку на другое космическое тело. Советская автоматическая лунная станция «Луна-9» села в районе Океана Бурь и передала фотографии поверхности. Люди впервые увидели свой естественный спутник с близкого расстояния. С тех пор точное местоположение «Луны-9» было неизвестно.

В 50-60 годы космонавтика развивалась в условиях жесткой конкуренции и идеологического противостояния между СССР и США. Между странами тогда шла «холодная война», которая в космонавтике выражалась в «космической гонке» или «лунной гонке». Счет шел на месяцы и дни, и СССР лидировал с самого первого спутника в 1957 году практически до 1968-го когда американцы смогли опередить с пилотируемым облётом Луны.

После советского успеха с «Луной-1» — первый рукотворный аппарат в межпланетном пространстве; «Луной-2» — первый рукотворный объект коснувшийся Луны на большой скорости и «Луной-3» — первое фото части обратной стороны Луны — настало время более сложной технической задачи — мягкой посадки. Над её решением билось ОКБ-1 под руководством Сергея Королёва. Именно тогда написана известная записка «Считать Луну твёрдой», которую Королёв написал, чтобы остановить дискуссии по поводу структуры лунной поверхности и приступить к разработке посадочного аппарата.

В то время была популярна гипотеза «рыхлой Луны», считалось, что наш естественный спутник покрыт слоем такого рыхлого реголита, что посадочные аппараты могут в него полностью провалиться.

Но даже целеустремлённость Королёва, желание обогнать американцев на Луне, и опыт разработчиков ОКБ-1 не гарантировали успеха. Отказывали ракеты, отказывали разгонные блоки, и даже те аппараты, которые смогли улететь к Луне и получить свои «лунные имена»: «Луна-4-5-6-7-8» либо пролетали мимо, либо разбивались. В конце-концов, разработка была передана в НПО им. С.А.Лавочкина главному конструктору Георгию Бабакину. Он сумел аккумулировать все предыдущие наработки ОКБ-1 и довести конструкцию до успеха.

3 февраля 1966 года, всего через три недели после смерти Сергея Королёва, «Луна-9» совершила мягкую посадку, и стала первым работоспособным изделием человеческих рук на Луне.

Удивительно, что это смогли совершить ещё тогда когда не умели выходить на окололунную орбиту. Первым искусственным спутником Луны стала только следующая «Луна-10». Поэтому «Луна-9» запускалась с низкой околоземной орбиты «прямой наводкой» в Луну, всего с одной коррекцией траектории. Такая методика резко ограничивала возможности выбора места посадки, но тогда ценностью была любая посадка в любой точке Луны. Неудачная «Луна-8», успешные «Луна-9» и «Луна-13» все садились примерно в одной и той же местности — у западного края видимого лунного диска, чуть севернее экватора.

Система мягкой посадки первых «Лун» включала в себя многоуровневый процесс постепенного сброса скорости, чтобы спускаемый аппарат оказался на Луне в работоспособном состоянии. Сближение с Луной проходило на скорости 2,6 км/с — в три раза быстрее выстрела из пушки. Большую часть работы по торможению брала на себя корректирующе-тормозная двигательная установка тягой 4,5 тонны, ей помогали четыре малых двигателя коррекции и ориентации, суммарной тягой 25 кг.

Основной этап посадки начинался на высоте 75 км над Луной. От аппарата отделялись два приборных блока, которые использовались на этапе перелета. От них избавлялись, чтобы снизить массу спускающегося аппарата и снизить расходы топлива на торможение. В то же время запускался основной тормозной двигатель, которому помогали боковые сопла для удержания направления ракетной струи «в Луну». И надувались «подушки безопасности» вокруг спускаемого аппарата.

На высоте несколько сот метров, когда скорость снижения составляла уже пару десятков метров в секунду, главный двигатель отключался, и снизу выпускался контактный щуп, который подавал команду на отделение спускаемого аппарата при касании поверхности Луны. Спускаемый аппарат, находящийся внутри надувных подушек, отстреливался вверх, что ещё дополнительно гасило его скорость. После разделения, перелётная ступень падала на поверхность, а спускаемый аппарат скакал по Луне как мячик или «каучуковая бомба».

Когда аппарат останавливался, следовал взрыв пирозарядов, которые срывали и отбрасывали надувные подушки в сторону.

«Луна-9» была собрана по принципу неваляшки, с центром массы в нижней части яйцеобразной конструкции. Это обеспечивало самостабилизацию аппарата на поверхности. Дополнительную работу в вертикализации осуществляли раскрываемые лепестки. В результате, на поверхности Луны расцвёл металлический цветок, раскрывший четыре лепестка и выпустивший «пестики и тычинки» ленточных антенн и зеркальных отражателей.

Аппарат немного наклонился в одну сторону, что позволило ему наблюдать своей фотокамерой с одной стороны близкую поверхность Луны, а с другой — её дальний горизонт.

На борту «Луны-9» было два главных прибора: фотопанорамная камера и счетчик Гейгера. Камера должна была показать окружающую поверхность и подтвердить тезис о твёрдости Луны, а данные о радиации должны были показать степень этой опасности для людей. В результате оказалось, что на Луну можно садиться, а радиация составляет 0,3 грея в сутки — примерно столько же сколько и на низкой околоземной орбите.

Телефотокамера «Луны-9» располагалась в верхней части аппарата и действовала по принципу перископа-сканера: качающееся вверх-вниз зеркало на поворачивающейся головке проецировала свет на один единственный «пиксель» — фотоэлектронный умножитель, который преобразовывал фотоны в электроны и передавал по радио сигнал на Землю. Такая конструкция позволяла делать одну круговую панораму форматом 6000 на 500 пикселей примерно за полтора часа, причём запись шла уже в ЦУПе.

Качество съёмки оказалось довольно высоким для того времени, вблизи аппарата можно было рассмотреть детали поверхности менее миллиметра.

Всего были получены три широкие панорамы и один фрагмент, но полная круговая была сделана лишь одна — первая. В дальнейшем аппарат ещё сильнее накренился в одну сторону и с обратной стороны горизонт уже не попадал в поле зрения камеры, поэтому на съёмку неба не тратили время и энергию. На «Луне-9» не было солнечных батарей, и она работала только за счёт бортового аккумулятора, который обеспечил ей работу около двух земных суток (по другим данным, чуть более трёх).

А потом станция навсегда уснула, и оказалась потеряна, потому что точные данные о её местоположении в то время получить было невозможно. Официальные координаты посадки — 7°8′ с. ш. 64°22′ з. д. — были определены ещё на этапе перелёта, т.е. это расчетные данные. Кроме того, тогда пользовались другой координатной сеткой, которая даёт погрешность до 2 км по сравнению с современной. Но самое главное, что технология пеленгации того времени основывалась на определении источника радиосигнала антенной АДУ-1000 у пос. Заозёрное неподалёку от Евпатории в Крыму.

Фактически антенна наводилась на источник радиосигнала, и положение аппарата на Луне оценивалось по точности наведения антенны, которая давала разброс в 50 км на расстоянии 400 тыс км. То есть официальные координаты — это лишь центр круга диаметром 100 км, в котором где-то находится «Луна-9».

Поиски космических аппаратов на Луне стали возможны благодаря спутнику NASA LRO, который отснял практически всю поверхность Луны с качеством от 1 до 0,5 м на пиксель, а местами и того лучше. Они осмотрел места посадки американских астронавтов на Луне:

И американских спускаемых аппаратов серии Surveyour:

Досталось его внимания и советским «Луноходам»:

И другим советским аппаратам серии «Луна»:

Вот только первая на естественном спутнике Земли «Луна-9», как и её сестра-близнец «Луна-13» до сих пор остаются ненайденными. Причины их неуловимости две: они значительно меньше последующих «Лун» и оставляли меньше заметных следов при посадке, и точность определения их места посадки в десять раз хуже, чем были у последующих аппаратов, начиная с «Луны-15».

«Луну-9» неоднократно искали энтузиасты и ученые из Канады, США, Индии и России, но безуспешно. Спутник LRO специально снижался до высоты 30 км, чтобы получить снимки максимального качества, но и это не помогло.

Тем не менее, я решил предпринять свои попытки поиска «Луны-9» и «Луны-13». Я могу опираться на свой прежний опыт с поисками «Марса-3» и «Марса-6», и на поддержку читателей.

На «ПланетаРу» открыт сбор средств, которые позволят мне на несколько месяцев сконцентрироваться на поисках «Луны-9» и «Луны-13». Даже когда аппараты будут найдены работа не закончится, нужно будет подготовить достаточное обоснование, что это действительно они, и, возможно, написать статью не только в блог, но и в рецензируемое издание, чтобы эта находка стала действительно научным открытием.

Также поддержать мою работу можно постоянной подпиской на «Бусти» (работает из России) или Patreon (из-за рубежа).

И приходите на Youtube-канал, где я периодически провожу открытые стримы с поисками онлайн: