cosmos.wikisort.org - Аппарат

«Луна-1» — советская автоматическая межпланетная станция (АМС) для изучения Луны и космического пространства. Первый в мире космический аппарат, достигший второй космической скорости, преодолевший притяжение Земли и ставший искусственным спутником Солнца.

Луна-1
Межпланетная станция «Луна-1» (Е-1 № 4, «Мечта»)
Межпланетная станция «Луна-1» на ВДНХ
Производитель	ОКБ-1
Задачи	изучение Луны, доставка на её поверхность вымпела СССР
Спутник	Солнца
Стартовая площадка	Байконур 1/5
Ракета-носитель	8К72 №Б1-6
Запуск	2 января 1959 16:41:21 UTC
COSPAR ID	1959-012A
SCN	00112
Технические характеристики
Масса	361 кг[1]
Элементы орбиты
Тип орбиты	гелиоцентрическая
Большая полуось	171 439 159 822,2 м
Эксцентриситет	0,14767
Наклонение	0,0010°
Период обращения	450,0 дней
Апоцентр	1,315 а. е.
Перицентр	0,9766 а. е.
Медиафайлы на Викискладе

Описание

2 января 1959 осуществлён пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-1». Это была траектория сближения, без использования старта с орбиты[2]^:201. В массовой советской печати того времени эта АМС называлась «первая советская космическая ракета»[3]. Станция также имела названия «Луна-1Д» и «Мечта».

Ракета стартовала вертикально. Во время полета программный механизм автоматически изменял направление тяги двигателя таким образом, что в конце участка разгона направление скорости имело с горизонтом заданный угол.

Для достижения второй космической скорости ракета была снабжена третьей ступенью (блок «Е»), с двигателем РД-0105, созданным в Воронеже на предприятии «Конструкторское бюро химавтоматики» (КБХА)[4][5].

В целях полёта ставилась задача достижения станцией поверхности Луны. Попадания не произошло, так как в циклограмму полёта закралась ошибка: при выдаче команды на отсечку двигателя третьей ступени (блока «Е»), которая выдавалась с Земли, не было учтено (уже довольно значительное) время прохождения сигнала от командного пункта до станции. Носитель и вся бортовая аппаратура станции отработали правильно. На выполнении бортовых экспериментов указанная наземная ошибка не сказалась. Среди выдающихся научных результатов, полученных в ходе полёта «Луны-1», можно отметить следующие:

• При помощи бортового магнитометра впервые был зарегистрирован внешний радиационный пояс Земли.
• При помощи ионных ловушек и счётчиков частиц были осуществлены первые прямые измерения параметров солнечного ветра. Был обнаружен ионизованный газ в межпланетном пространстве. На расстояниях 20-25 тыс. км от поверхности Земли измеренная концентрация его составила ок. 700 частиц в см³, а на расстояниях 100—150 тыс. км — ок. 300—400 частиц в см³.
• Астрономы Иосиф Самуилович Шкловский и Владимир Гдалевич Курт предложили использовать «оптическое» доказательство, что ракета летит к Луне, взрывом испарив на борту аппарата 1 кг натрия и создав искусственную комету. Был успешно выполнен эксперимент по созданию искусственной кометы. 3 января в 3:56:20 по московскому времени, на расстоянии в 119500 км от Земли из станции было выпущено облако паров натрия (1 кг); рассеиваясь в вакууме, облако светилось оранжевым светом в течение нескольких минут и наблюдалось с Земли как слабая звезда 6-й величины в созвездии Девы, примерно в середине треугольника, образованного звездами Арктуром, Спикой и Весов. Искусственная комета была сфотографирована на Горной станции Главной астрономической обсерватории АН СССР вблизи Кисловодска Мстиславом Николаевичем Гневышевым.
• Было установлено отсутствие у Луны значительного магнитного поля[6].
• Исследование магнитного поля с помощью космической ракеты показало, что замеренная напряженность поля убывает с высотой быстрее расчетной, достигая минимума 400 γ (I γ = 10^-5 эрстеда) на расстоянии 20 800 км от центра Земли; затем она возрастает до 800 γ на расстоянии 22 000 км и далее медленно убывает. Наличие максимума напряженности приводит к важному выводу о том, что даже при спокойном состоянии Солнца на расстоянии 21000—22000 км находится внеионосферная токовая система.

Представитель разработчика системы радиоуправления, выставляя 1 января плоскость антенн РУП-А, ошибся по углу места на 2°, выставив 44° вместо 42. Его никто не проконтролировал — влияние праздника. Во время полета данные от пеленгатора в счетно-решающее устройство поступали исправно, но параметр по углу места все время шел с ошибкой, воспринимаясь как отклонение ракеты вниз от расчетной траектории. Поэтому счетно-решающее устройство не выключало двигатель центрального блока, ожидая, пока данные по углу места не придут в пределы допуска. Из-за ошибки по углу места в 2°, допущенной при работе наземных радиотехнических средств пеленгации и управления ракетой, двигатель блока «Е» выключился позже назначенного момента, что и послужило причиной промаха.

Конечная масса блока «Е» вместе с космическим аппаратом «Луна-1» составляла 1472 кг. Полезный груз (361,3 кг) включал научную и измерительную аппаратуру, четыре радиопередатчика и источники электропитания, размещенные в отделяемом аппарате и на блоке «Е».

«Луна-1» несла вымпелы: сферический из стальных пятиугольных элементов с зарядом взрывчатого вещества внутри шара для их разброса и в виде капсулы, заполненной жидкостью, в которой размещались алюминиевые полоски. Оба имели обозначение, указывающее государственную принадлежность аппарата, месяц и год его запуска.

После выключения двигателя произошло отделение контейнера с научной аппаратурой. На высоте 1500 км скорость ракеты относительно центра Земли несколько превышала 10 км/сек, на высоте 100 000 км она равнялась примерно 3,5 км/сек.

Расчёт траектории «Луны-1» осуществлялся на ЭВМ «БЭСМ-2»[7].

4 января в 5:57 по московскому времени «Луна-1» прошла на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту. В период наибольшего сближения ракета находилась на небесной сфере выше Луны и несколько правее ее, если смотреть с Северного полушария Земли. В этот момент ракета находилась на небесной сфере между звездами Спика и Весов. После прохождения около Луны космическая ракета продолжала удаляться от Земли, скорость ее относительно центра Земли продолжала убывать, приближаясь к 2,1 км/сек. Гравитационное поле Луны изменило траекторию АМС, но не смогло её притянуть к себе.

7—8 января 1959 года и позже, когда ракета находилась на расстояниях порядка 1 млн. км и более, влияние Земли на ракету стало настолько слабым, что движение ракеты стало в основном определяться силой тяготения Солнца. Несмотря на то, что станция в Луну не попала, АМС «Луна-1» стала первым в мире космическим аппаратом, достигшим второй космической скорости, преодолевшим притяжение Земли и ставшим искусственным спутником Солнца. Таким образом, в целом полёт можно охарактеризовать как частично успешный, рекордный для своего времени и весьма плодотворный с научной точки зрения. Наклон орбиты искусственной двойной планеты (блок «Е» и отделившаяся от неё «Луна-1») к плоскости эклиптики составляет ок. 1°, эксцентриситет 0,148, минимальное и максимальное расстояние от Солнца соответственно 146,4 млн. км и 197,2 млн. км. Период обращения искусственной планеты — примерно 450 суток. Относительные скорости отделения были невелики и поэтому блок «Е» и отделившаяся от неё «Луна-1» находятся на близких орбитах.

Поначалу американцы усомнились в существовании АМС, поскольку даже крупнейшая радиообсерватория в Джодрелл-Бэнк (Чешир, Англия) не «слышала» его. Однако антенна диаметром 26 м лаборатории реактивного движения (JPL) (Пасадина, Калифорния, США) нашла «Луну-1», приняв слабый сигнал через восемь часов после того, как аппарат пролетел мимо Луны.

В начале сентября 1959 года, когда ракета была в афелии, она приблизилась к орбите Марса на расстояние порядка 15 млн. км, т. е. примерно в 4 раза ближе, чем Земля в периоды великих противостояний.

Ари Абрамович Штернфельд оценил, что станция должна вернуться к Земле в 2109 году, если за это время притяжение планет не изменит период её обращения.

Оборудование

«Луна-1» была оснащена следующим научным оборудованием: магнитометр; счётчик Гейгера; сцинтилляционный счётчик; детектор микрометеоритов; радиопередатчик, работавший на частоте 183,6 МГц; радиопередатчик, работавший на частоте 19,993 МГц; блок приемников, служивший для радиоконтроля траектории движения.

Траектория

Для контроля траектории и определения координат использовали автоматизированную систему, разработанную для определения траектории баллистических ракет[8].

Развертка на поверхность Земли выглядела так (из сообщений ТАСС ):

• 3 января
  • в 3 часа: 3 градуса 12 минут ю.ш. и 108 градусов в.д., 100 000 км от Земли
  • в 6 часов: 4 градуса 30 минут ю.ш. и 63.5 градуса в.д., 137 000 км от Земли
  • в 13 часов: 7 градусов 33 минуты ю.ш. и 40 градусов з.д., 209 000 км от Земли
  • в 16 часов: 8 градусов 20 минут ю.ш. и 86(85) градусов з.д., 237 000 км от Земли
  • в 19 часов 8 градусов 57 минут ю.ш. и 131(130) градус з.д., 265 000 км от Земли
  • в 21 час 9 градусов 18 минут ю.ш. и 160 градусов з.д., 284 000 км от Земли
• 4 января
  • в 0 часов: 9 градусов 45 минут ю.ш. и 155 градусов в.д., 311 000 км от Земли
  • в 3 часа: 10 градусов 7 минут ю.ш. и 110 градусов в.д., 336 600 км от Земли
  • в 5 часов 57 минут ракета прошла на минимальном расстоянии от Луны (5—6 тыс. км.) и стала спутником Солнца. После чего ТАСС стал публиковать ее координаты в астрономических координатах.
• 5 января в 10 часов аккумуляторы сели и связь с АМС прекратилась.

Галерея

• 
  Схема ком­по­нов­ки АМС «Луна-1»
• 
  Макет АМС «Луна-1»
• 
  Макет «Луна-1»
• 
  Авто­мати­ческая меж­планет­ная станция «Луна-1»
• 
  Авто­мати­ческая меж­планет­ная станция «Луна-1»
• 
  Павильон «Космос» на ВДНХ
• 
  Павильон «Космос» на ВДНХ
• 
  Почтовая марка СССР 1959 года — Схема трассы полёта
• 
  Почтовая марка СССР 1959 года — Траектория сближения ракеты с Луной
• 
  Почтовая марка СССР 1989 года — 30 лет запуска
• 
  Советские радио­люби­тели принимают радио­сиг­налы «Луны-1»

См. также

• Искусственный спутник Солнца

Примечания

Литература

• The First Man-Made Planet: Russian Rocket Launched into Solar Orbit. // Flight International. — 9 January 1959. — Vol. 75 — No. 2607 — P. 56.

Ссылки

• Документальный фильм о конструкции и запуске АМС Е-1 (Луна-1)

На других языках

---

[de] Luna 1

Luna 1 (russisch Луна-1 .mw-parser-output .Latn{font-family:"Akzidenz Grotesk","Arial","Avant Garde Gothic","Calibri","Futura","Geneva","Gill Sans","Helvetica","Lucida Grande","Lucida Sans Unicode","Lucida Grande","Stone Sans","Tahoma","Trebuchet","Univers","Verdana"}Luna-1, auch Lunik 1), ursprünglich (Мечта Metschta „Traum“), war die erste Mondsonde der Welt und die erste Raumsonde überhaupt. Das geplante Ziel der Mission, der Aufschlag auf dem Mond, wurde aber nicht erreicht. Stattdessen wurde sie am 4. Januar 1959 ungewollt zur ersten Vorbeiflugsonde.

---

[en] Luna 1

Luna 1, also known as Mechta (Russian: Мечта [mʲɪt͡ɕˈta], lit.: Dream), E-1 No.4 and First Lunar Rover,[5] was the first spacecraft to reach the vicinity of Earth's Moon, and the first spacecraft to be placed in heliocentric orbit. Intended as an impactor, Luna 1 was launched as part of the Soviet Luna programme in 1959.

---

- [ru] Луна-1

---

---