Перед полетами космического корабля «Аполлон»

Следовавшие один за другим запуски автоматических межпланетных станций «Луна», подготовившие успешный полет «Луны-9», предшествовали запуску американской автоматической станции «Сервейер».

Первоначально была задумана двухчастная программа, включающая орбитальные и посадочные блоки для обеспечения работ по программе посадки на Луну пилотируемого корабля «Аполлон». Впоследствии часть программы, касающаяся орбитальных аппаратов, получила самостоятельное развитие в серии лунных спутников «Лунар Орбитер».

«Сервейер-1» был запущен к Луне спустя 4 мес после «Луны-9» по траектории прямого выведения. Он был оснащен четырьмя двигателями: тремя управляющими ЖРД с регулируемой тягой и одним (основным) твердотопливным двигателем торможения. После промежуточной коррекции с помощью управляющих двигателей была проведена подготовка к посадке. Основной тормозной двигатель был включен на расстоянии 75 км от поверхности Луны и, работая совместно с управляющими ЖРД, затормозил аппарат до скорости 70 м/с. После выгорания топлива тяжелый тормозной двигатель был отделен, и на заключительном этапе спуска работали только управляющие двигатели, обеспечив почти полное торможение (зависание) аппарата на высоте 4 м. С этой высоты аппарат опускался в свободном падении при выключенных двигателях, чтобы свести к минимуму загрязнение и разрушение поверхности под действием истекающих газов. Амортизирующие стойки и сминаемые опоры на силовом каркасе смягчили ударную нагрузку. «Сервейер-1», первый аппарат этой серии, успешно совершил мягкую посадку на Луну. В течение последующих шести недель на Землю были переданы 11 237 изображений (две недели длилась лунная ночь и съемки не проводились), из которых почти все имели высокое разрешение и были выполнены в цвете с использованием светофильтров.

«Сервейер-2» был потерян в результате незапуска одного из трех управляющих двигателей. Посадка «Сервейера-3» заставила персонал управления полетом поволноваться, поскольку лунная поверхность с высоким коэффициентом отражения, очевидно, внесла помехи в работу посадочного радиолокатора, что привело к двум подскокам аппарата перед отсечкой двигателей, первый раз до 10 м и второй раз до 3 м. В течение последующих двух недель лунного дня аппарат передал на Землю 6300 изображений района посадки. Среди них было много фотографий механического ковша-захвата, который погружался в грунт на глубину до 18 см. Полученная информация показала, что по структуре грунт на лунной поверхности аналогичен мокрому береговому песку на Земле и отвечает требованиям посадки пилотируемого аппарата. Позже астронавты космическогокорабля «Аполлон-12» совершили посадку на расстоянии около 400 м от станции «Сервейер-3», демонтировали и возвратили на Землю некоторые ее элементы для изучения влияния на конструкцию длительного пребывания в условиях Луны.

«Сервейер-4» был потерян во время работы тормозного двигателя, когда внезапно прекратились все передачи с борта. Начиная с «Сервейера-5», все аппараты этой серии оснащались альфа-анализаторами, содержащими радиоактивный источник (кюрий-252), для определения химического состава лунного грунта.

«Сервейер-6» после тщательного обзора места посадки был поднят с поверхности Луны с помощью управляющих двигателей, совершил боковой маневр на расстояние 2,5 м и повторную посадку для продолжения исследований.

В отличие от предыдущих полетов, проводившихся с целью изучения возможных мест посадки «Аполлона» в районе экватора, «Сервейер-7» был направлен в точку, расположенную в непосредственной близости к кромке кратера Тихо в южном материковом районе. После неудачной попытки развернуть альфа-анализатор он был принудительно опущен к поверхности с помощью ковша-захвата. С «Сервейера-7» было получено свыше 21 000 изображений; на некоторых из них видны два лазерных луча, генерированных станциями на теневой стороне Земли.

По программе «Сервейер» была исследована лунная поверхность в предполагаемых районах посадки корабля «Аполлон» и было установлено, что она имеет достаточную прочность для посадки лунной кабины корабля. Обзорные телевизионные камеры дали важнейшую информацию, свидетельствующую о малом количестве обломков пород, которые могли бы помешать посадке пилотируемого аппарата.

Наблюдения с орбиты

Последним этапом подготовки к полетам космического корабля «Аполлон» была детальная съемка с орбиты местности в районе лунного экватора. Для этой цели были подготовлены пять искусственных спутников Луны «Лунар Орбитер», каждый из которых был оснащен фотографической системой. Аппараты запускались в период полетов «Сервейеров» и использовались также для выбора мест их посадки.

С помощью двигательных установок «Лунар Орбитера» проводились промежуточные коррекции траектории его полета к Луне и впоследствии обеспечивался переход на окололунную орбиту.

Начальные эллиптические орбиты обычно имели высоты периселения и апоселения соответственно 200 и 1850 км. После нескольких суток подготовки к фотосъемке осуществлялось уменьшение высоты периселения до 50 км. На каждом аппарате имелся запас пленки длиной 80 м на 210 кадров. После экспозиции пленка обрабатывалась на борту, негатив считывался и изображения передавались на Землю каждые 40 мин.

На ИСЛ «Лунар Орбитер-1» с помощью камеры с высоким разрешением были получены непригодные (размытые) фотографии. Камера умеренного разрешения функционировала нормально, и, таким образом, 75% полетного задания было выполнено: сфотографированы возможные районы посадки корабля «Аполлон» общей площадью 41 500 км², 360 000 км² прилегающих и 5 200 000 км² отдаленных районов.

При полете ИСЛ «Лунар Орбитер-2» были получены 184 снимка тринадцати возможных мест посадки корабля «Аполлон», остальные кадры охватывали прилегающие и отдаленные районы.

С помощью ИСЛ «Лунар Орбитер-3» было получено 182 снимка, после чего отказал двигатель лентопротяжного механизма. В число фотографий входили изображения десяти возможных районов посадки корабля «Аполлон». На основании этих снимков производился уже не поиск, а выбор места посадки. Кроме того, были сфотографированы «Сервейер-1», 1 550 000 км² прилегающей и 650 000 км² отдаленной территории Луны. Этими исследованиями было завершено выполнение основной задачи обследования мест посадки аппаратов «Сервейер» и «Аполлон».

Исходя из этого, ИСЛ «Лунар Орбитер-4 и -5» были запущены на приполярные орбиты с целью проведения фотосъемки остальных областей Луны, а также обзора неэкваториальных районов посадки для аппаратов по предполагаемой, но впоследствии отмененной программе «Пост-Аполлон». При полетах «Лунар Орбитера-4» было получено лишь 163 снимка, а с «Лунар Орбитера-5» - все 213 снимков. Фотографии охватили около 99% лунной поверхности.

С помощью ИСЛ «Лунар Орбитер» была также получена информация о микрометеоритной и радиационной обстановке, а слежение за их орбитами позволило составить подробную карту гравитационного поля Луны.

Для изучения радиационной обстановки на окололунную орбиту был запущен еще один космический аппарат «Эксплорер-35». Он подтвердил почти полное отсутствие магнитного поля и не обнаружил ни радиационных поясов, ни ионосферы вокруг Луны. Это означало, что в отличие от Земли на Луне ничто не препятствует разрушающему воздействию солнечного ветра на ее поверхность.