Луна-21

Луна-21 — советская автоматическая межпланетная станция (АМС) для исследования Луны, запущенная в рамках космической программы «Луна». Основной задачей миссии была доставка на поверхность Луны второго советского лунохода — «Лунохода-2», предназначенного для изучения лунного грунта, рельефа и физических свойств поверхности в районе восточной окраины Моря Ясности.

История создания и запуска

Программа исследования Луны с помощью самоходных аппаратов (луноходов) была продолжением советской лунной программы. Первый успешный луноход («Луноход-1») был доставлен на Луну станцией «Луна-17» в 1970 году. «Луна-21» стала второй и последней миссией по доставке лунохода в рамках советской программы.

Станция была изготовлена на Машиностроительном заводе имени С. А. Лавочкина (ныне НПО имени Лавочкина). Конструкция «Луны-21» в целом повторяла конструкцию «Луны-17», но с учётом опыта эксплуатации «Лунохода-1» и доработок посадочного модуля. Запуск был осуществлён 8 января 1973 года в 09:55 по московскому времени с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя «Протон-К» с разгонным блоком Д.

Характеристики станции

«Луна-21» состояла из двух основных частей: посадочной платформы и лунохода. Посадочная платформа представляла собой герметичный приборный отсек с двигательной установкой, системой управления, радиокомплексом и научной аппаратурой. Она была оснащена четырьмя опорами для мягкой посадки и трапами для съезда лунохода.

Луноход («Луноход-2») имел массу около 840 кг, длину 1,7 м, ширину 1,6 м и высоту 1,35 м. Он был оснащён восьмиколёсным шасси (диаметр колёс 51 см), каждый из колёс имел индивидуальный электропривод. Аппарат питался от солнечных батарей, расположенных на верхней крышке, которая днём открывалась для зарядки, а ночью закрывалась для сохранения тепла. Для обогрева в лунную ночь использовался радиоизотопный источник тепла (полоний-210).

Ход миссии

Перелёт и посадка

После выхода на околоземную орбиту разгонный блок Д перевёл станцию на траекторию полёта к Луне. 12 января 1973 года «Луна-21» вышла на селеноцентрическую орбиту. После нескольких коррекций орбиты 15 января 1973 года была произведена посадка.

Посадка была произведена в восточной части Моря Ясности, в кратере Лемонье, в точке с координатами 25°51′ с. ш. 30°27′ в. д. Место посадки было выбрано с учётом научных задач: кратер Лемонье представлял собой затопленную лавой древнюю структуру, где предполагалось наличие разнообразных геологических образований. Посадка прошла в автоматическом режиме, станция мягко опустилась на поверхность.

Работа «Лунохода-2»

После посадки с посадочной платформы по трапам на поверхность Луны был спущен «Луноход-2». Управление аппаратом осуществлялось с Земли экипажем из 11 человек (водители, штурманы, операторы научной аппаратуры). В отличие от «Лунохода-1», управление «Луноходом-2» было более эффективным благодаря улучшенной системе телевизионного обзора и навигации.

«Луноход-2» проработал на поверхности Луны около 4 месяцев — с 16 января по 10 мая 1973 года. За это время он преодолел расстояние около 37–39 км (по разным оценкам, от 37 до 39,1 км), что значительно превысило пробег «Лунохода-1» (10,5 км). Аппарат передал на Землю 86 панорам и более 80 000 снимков лунной поверхности.

Научные исследования

В ходе миссии были проведены следующие научные исследования:

• Изучение рельефа и геологии. «Луноход-2» исследовал кратер Лемонье, его вал и дно, а также прилегающие участки Моря Ясности. Были получены данные о структуре лунного реголита, наличии камней и кратеров различного размера.
• Фотографирование поверхности. Панорамные и телевизионные снимки позволили составить детальную карту района посадки.
• Измерение физико-механических свойств грунта. С помощью пенетрометра и других приборов определялась плотность, прочность и несущая способность реголита.
• Магнитометрические измерения. Встроенный магнитометр регистрировал магнитное поле Луны, что позволило уточнить данные о его природе.
• Рентгеноспектральный анализ. Определялся химический состав лунного грунта в различных точках маршрута.

Завершение миссии

10 мая 1973 года «Луноход-2» прекратил работу. Причиной стала потеря герметичности корпуса из-за перегрева: аппарат въехал в свежий кратер, где грунт был рыхлым, и солнечные батареи оказались засыпаны пылью, что привело к снижению энергоснабжения и переохлаждению отсеков. Попытки восстановить связь не увенчались успехом.

Значение миссии

Миссия «Луна-21» стала одним из крупнейших достижений советской лунной программы. «Луноход-2» установил рекорд по дальности передвижения по поверхности Луны среди автоматических аппаратов, который был побит только в 2013 году китайским луноходом «Юйту» (миссия «Чанъэ-3»). Полученные данные существенно расширили представления о геологии Луны, свойствах реголита и магнитном поле спутника Земли.

В 2010 году место посадки «Луны-21» было сфотографировано американским лунным орбитальным зондом LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). На снимках видны посадочная платформа, следы колёс лунохода и сам аппарат, что подтвердило успешность миссии.

Интересные факты

• «Луноход-2» был оснащён лазерным отражателем (уголковым отражателем), который использовался для лазерной локации Луны с Земли. Однако из-за неисправности системы наведения точные измерения с его помощью были затруднены.
• Управление «Луноходом-2» осуществлялось с задержкой сигнала около 2,5 секунд, что требовало высокой квалификации водителей.
• Аппарат был способен преодолевать подъёмы крутизной до 20 градусов и препятствия высотой до 40 см.

Источники

• «Луна-21» // Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1973.
• «Луноход-2» // Космонавтика: Энциклопедия / Гл. ред. В. П. Глушко. — М.: Советская энциклопедия, 1985.
• «Луна-21» // Сайт НПО имени Лавочкина (раздел «История»).
• «Luna 21» // NASA Space Science Data Coordinated Archive (NSSDCA).
• «Lunokhod 2» // Encyclopedia Astronautica.
• «Lunar Reconnaissance Orbiter images of Luna 21 landing site» // NASA/GSFC/Arizona State University, 2010.