Луна-3

Луна-3 — советская автоматическая межпланетная станция, запущенная 4 октября 1959 года с космодрома Байконур. Аппарат серии «Е-2А» стал первым в мире космическим аппаратом, передавшим на Землю изображение обратной стороны Луны. Миссия «Луны-3» стала важнейшим этапом в истории космонавтики, позволив впервые увидеть около 70% лунной поверхности, невидимой с Земли.

История создания

Предпосылки

К концу 1950-х годов советская лунная программа, возглавляемая Сергеем Королёвым, добилась значительных успехов: в 1959 году «Луна-1» (первый аппарат, достигший второй космической скорости) и «Луна-2» (первый аппарат, достигший поверхности Луны) подтвердили технические возможности СССР. Следующей задачей стало получение изображений обратной стороны Луны, что требовало принципиально иной конструкции — аппарат должен был совершить гравитационный манёвр вокруг Луны, сфотографировать её и передать данные на Землю.

Разработка

Разработка «Луны-3» велась в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» им. С. П. Королёва) под руководством Королёва. Основные технические решения были приняты в 1958 году. Аппарат относился к серии «Е-2А» и отличался от предшественников наличием фотографической системы, системы ориентации по Солнцу и Луне, а также мощной антенны для передачи изображений. Корпус станции был герметичным, цилиндрической формы с полусферическими днищами, длиной около 1,3 метра и диаметром около 1,2 метра. Масса аппарата составляла 278,5 кг.

Запуск и полёт

Запуск состоялся 4 октября 1959 года в 00:43 по московскому времени с помощью ракеты-носителя «Восток-Л» (8К72). Станция была выведена на траекторию, проходящую на расстоянии около 6200 км от поверхности Луны. 7 октября 1959 года в 06:40 по московскому времени «Луна-3» пролетела над обратной стороной Луны. В течение 40 минут, с 06:30 до 07:10, проводилась фотосъёмка. После пролёта аппарат вышел на высокоэллиптическую орбиту вокруг Земли с апогеем около 480 000 км и перигеем около 40 000 км.

Устройство и характеристики

Конструкция

«Луна-3» состояла из герметичного корпуса, внутри которого размещались:

• Фототелевизионная камера — двухобъективная система с фокусным расстоянием 200 мм и 500 мм, предназначенная для съёмки на 35-мм фотоплёнку.
• Система ориентации — датчики Солнца и Луны, маховики и газовые двигатели для стабилизации аппарата во время съёмки.
• Система энергоснабжения — солнечные батареи и серебряно-цинковые аккумуляторы.
• Система терморегуляции — радиаторы и тепловые экраны для поддержания температуры внутри корпуса.
• Радиотехническая система — передатчик для передачи изображений на Землю (рабочая частота 183,6 МГц) и командная радиолиния.

Фототелевизионная система

Основным прибором была фототелевизионная камера «Енисей», разработанная в НИИ-885 (ныне НПО «Квант»). Камера имела два объектива: один с фокусным расстоянием 200 мм (светосила 1:5,6) для панорамной съёмки, другой — 500 мм (светосила 1:9,5) для детальной съёмки. Плёнка (тип «Изопанхром») имела ширину 35 мм и длину 1,5 метра, что позволяло сделать до 40 кадров. Проявка плёнки производилась на борту станции в специальной ванночке с проявителем и фиксажем, после чего плёнка сканировалась фотоэлектронным умножителем и передавалась на Землю в виде радиосигнала.

Система ориентации

Для точной наводки камеры на Луну «Луна-3» использовала двухступенчатую систему ориентации. Сначала аппарат ориентировался по Солнцу с помощью датчиков, затем — по Луне. Управление осуществлялось маховиками, которые вращались в нужном направлении, и газовыми двигателями (сжатый азот). Точность ориентации составляла около 0,5 градуса.

Миссия и результаты

Фотосъёмка

7 октября 1959 года в 06:30 по московскому времени «Луна-3» начала съёмку обратной стороны Луны. За 40 минут было сделано 29 кадров (по другим данным — 40), из которых 17 были признаны качественными. Съёмка велась с расстояния от 60 000 до 70 000 км от поверхности Луны. Кадры охватывали около 70% обратной стороны, включая области, ранее невидимые с Земли.

Передача изображений

После проявки плёнки на борту (занявшей около 30 минут) началась передача изображений на Землю. Сигнал принимался на трёх наземных станциях: в Евпатории (Крым), в Уссурийске (Дальний Восток) и на станции «Медвежьи Озёра» (Московская область). Передача велась в течение нескольких дней, с 8 по 11 октября 1959 года, с перерывами из-за вращения Земли и ухудшения качества сигнала. Из-за низкой мощности передатчика (около 10 Вт) и большого расстояния (до 480 000 км) изображения были получены с низким разрешением и искажениями, но всё же позволили идентифицировать основные детали рельефа.

Научные результаты

Переданные изображения позволили впервые составить карту обратной стороны Луны. Были обнаружены:

• Море Москвы (лат. Mare Moscoviense) — крупное тёмное пятно, напоминающее лунные моря на видимой стороне.
• Море Мечты (лат. Mare Somnii) — область с меньшим количеством кратеров.
• Кратер Циолковский — один из крупнейших кратеров на обратной стороне (диаметр около 180 км).
• Кратер Жолио-Кюри — назван в честь французских физиков.
• Горный хребет Советский — цепь гор, протянувшаяся на несколько сотен километров.

Также было установлено, что обратная сторона Луны значительно отличается от видимой: на ней меньше тёмных областей (морей), а преобладают светлые материковые районы, густо покрытые кратерами. Это подтвердило гипотезу о различной геологической истории двух полушарий Луны.

Завершение миссии

После передачи данных «Луна-3» продолжила движение по высокоэллиптической орбите вокруг Земли. Последний сеанс связи состоялся 22 октября 1959 года. Аппарат сгорел в плотных слоях атмосферы Земли в апреле 1960 года (точная дата неизвестна из-за потери сигнала).

Значение и влияние

Научное значение

Миссия «Луны-3» стала первым в истории случаем получения изображений небесного тела с помощью космического аппарата. Она заложила основы планетной фотографии и дистанционного зондирования. Полученные данные позволили составить первую карту обратной стороны Луны, которая была опубликована в 1960 году в СССР и вызвала огромный интерес в мире. Названия, данные советскими учёными (Море Москвы, кратер Циолковский и др.), были официально признаны Международным астрономическим союзом.

Техническое значение

«Луна-3» продемонстрировала возможность выполнения сложных гравитационных манёвров, ориентации в космосе и передачи данных с больших расстояний. Технологии, отработанные на этой станции, были использованы в последующих советских лунных и межпланетных миссиях, включая «Луну-4» — «Луну-15» и «Зонд» (облёт Луны с возвращением на Землю).

Культурное и политическое значение

Успех «Луны-3» стал важной пропагандистской победой СССР в космической гонке. Впервые человечество увидело то, что было скрыто от глаз миллиарды лет. Изображения обратной стороны Луны были опубликованы в газетах и журналах по всему миру, а сама миссия широко освещалась в советской прессе. В честь «Луны-3» были выпущены почтовые марки, а её изображение стало символом советской космонавтики.

Интересные факты

• В момент съёмки «Луна-3» находилась на расстоянии около 60 000 км от Луны, что в 1,5 раза больше диаметра Земли.
• Из-за низкой скорости передачи (около 1 кадра в час) первые изображения были получены на Земле только через несколько дней после съёмки.
• Изначально планировалось, что «Луна-3» будет работать на орбите до 1960 года, но из-за неисправности системы энергоснабжения связь была потеряна раньше.
• В 2019 году, к 60-летию миссии, Роскосмос опубликовал восстановленные изображения обратной стороны Луны, полученные с помощью современных методов обработки.

Источники

• «Космонавтика СССР» (под ред. Б. В. Раушенбаха, 1986)
• «Лунная программа СССР» (А. И. Первушин, 2017)
• «Автоматические межпланетные станции» (Г. А. Тюлин, 1975)
• Документы РКК «Энергия» им. С. П. Королёва (архивные материалы)
• Публикации в журнале «Природа» (1959–1960)