Секреты американской космонавтики - Александр Железняков

Программа, в рамках которой решалась эта задача, получила название «Сервейор» (Surveyor). Первоначально планировалось изготовить такие аппараты, которые позволяли изучить Луну как с орбиты (орбитальные модули), так и на самой ее поверхности (посадочные модули). Однако в процессе проектирования разработчики столкнулись с рядом трудностей, которые заставили отказаться от комплексного изучения нашего естественного спутника. В результате программа «Сервейор» распалась на две самостоятельные программы: программы мягкой посадки, сохранившей свое первоначальное наименование, и программу изучения лунной поверхности с селеноцентрической орбиты, названной «Лунар Орбитер» (Lunar Orbiter).

Основными задачами полетов «Сервейоров» были: проверка принятых технических решений, отработка методики мягкой посадки на Луну, определение механических характеристик лунного грунта, его химического состава и электромагнитных свойств, а также тепловых условий на лунной поверхности. Кроме того, планировалось получить телевизионные изображения поверхности с целью изучения топографии рельефа и структуры грунта.

Станция «Лунар Орбитер-1»

Конструктивно «Сервейоры» состояли из двигательной (три корректирующих жидкостных ракетных двигателя и тормозной твердотопливный двигатель) и энергетической (солнечная и химическая батареи) установок, радиотехнического оборудования, а также системы управления полетом и ориентации. В состав научного оборудования входили: альфа-анализатор для определения химического состава лунного грунта по отраженному альфа-излучению, ковш-захват для исследования механических характеристик грунта, приборы для обнаружения магнитных веществ в грунте, и телевизионная камера для съемок Луны на участке подлета. Максимальный диаметр всех станций составлял 4,27 метра, высота (при сложенном шасси) около 3 метров. Стартовая масса «Сервейоров» изменялась в пределах от 995 до 1038 килограммов. Масса посадочных модулей варьировалась от 276 до 297 килограммов.

Всего было запущено семь аппаратов серии, не считая макетов, которые опробовались на околоземной орбите.

Первый эксплуатационный аппарат в серии – «Сервейор-1» – был запущен 30 мая 1966 года по траектории прямого выведения. После промежуточной коррекции с помощью управляющих двигателей была проведена подготовка к посадке. Основной тормозной двигатель был включен на расстоянии 75 километров от поверхности Луны и, работая совместно с управляющими двигателями, затормозил аппарат до скорости 70 метров в секунду. После выгорания топлива тяжелый тормозной двигатель был отделен, и на заключительном этапе спуска работали только управляющие двигатели, обеспечив зависание аппарата на высоте 4 метров. С этой высоты «Сервейор-1» 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.

Снимок кратера Коперник, сделанный «Лунар Орбитером-4»

«Сервейор-1» проработал на Луне около шести недель и передал на Землю уйму ценной информации, в том числе 11 237 снимков (две недели длилась лунная ночь и съемки не проводились), из которых почти все имели высокое разрешение и были выполнены в цвете с использованием светофильтров.

20 сентября 1966 года стартовал «Сервейор-2». В отличие от «собрата», ему не повезло – не включился один из управляющих двигателей, и прилунение было жестким.

Посадка «Сервейора-3», состоявшаяся 19 апреля 1967 года в Океане Бурь, заставила персонал центра управления полетом поволноваться, поскольку лунная поверхность с высоким коэффициентом отражения, очевидно, внесла помехи в работу посадочного радиолокатора. Это привело к двум подскокам аппарата перед отсечкой двигателей, первый раз до 10 метров и второй раз до 3 метров. 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 сантиметров. Полученная информация показала, что по структуре грунт на лунной поверхности аналогичен мокрому береговому песку на Земле и отвечает требованиям посадки пилотируемого аппарата.

Станция «Сервейор-1»

«Сервейор-4» был потерян 16 июля 1967 года во время попытки прилунения. Произошло это на участке работы тормозного двигателя, когда внезапно прекратились все передачи с борта станции.

Начиная с «Сервейора-5», все аппараты этой серии оснащались альфа-анализаторами, содержащими радиоактивный источник (кюрий-252), для определения химического состава лунного грунта.

«Сервейор-6» после тщательного обзора места посадки был поднят с поверхности Луны с помощью управляющих двигателей, совершил боковой маневр на расстояние 2,5 метра и вновь прилунился для продолжения исследований.

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

В рамках программы «Сервейор» была исследована лунная поверхность в предполагаемых районах посадки кораблей «Аполлон». 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.

Последним этапом подготовки к полетам людей на Луну 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 «Сервейоров» и также использовались для выбора мест их посадки.

Масса «Лунар Орбитеров» составляла 386 килограммов. Фотоустановка аппарата массой 68 килограммов состояла из двух фотокамер с разрешающей способностью 1 метр и 8 метров при съемке с высоты 46 километров. С помощью двигательных установок станций проводились промежуточные коррекции траектории их полета к Луне, и обеспечивался переход на окололунную орбиту.