Луна-3 , или Е-2А №1 (русский: Луна 3 ) — советский космический корабль , запущенный в 1959 году в рамках программы «Луна» . Это была первая миссия по фотографированию обратной стороны Луны и третий советский космический зонд, отправленный в окрестности Луны . [5] Исторические, никогда ранее не публиковавшиеся виды обратной стороны Луны вызвали волнение и интерес, когда они были опубликованы по всему миру, и на основе фотографий был создан предварительный Атлас обратной стороны Луны .
На этих видах была видна гористая местность, сильно отличавшаяся от ближней стороны, и только две темные, низменные области, которые назывались Mare Moscoviense (Московское море) и Mare Desiderii (Море Желаний). Позже выяснилось, что Море Дезидерии состоит из более мелкого Моря, Маре Ингении (Море Умности), и нескольких других темных кратеров. Причина такого различия между двумя сторонами Луны до сих пор до конца не ясна, но кажется, что большая часть темной лавы, излившейся и образовавшей моря, образовалась под обращенной к Земле половиной. [6]
Космический зонд представлял собой цилиндрический контейнер с полусферическими концами и широким фланцем вверху. Зонд имел длину 130 сантиметров (51 дюйм) и максимальный диаметр у фланца 12 сантиметров (4,7 дюйма). Большая часть цилиндрической секции имела диаметр примерно 95 сантиметров (37 дюймов). Канистру герметично закрывали и создавали давление примерно 0,22 стандартной атмосферы (22 кПа). Несколько солнечных элементов были установлены снаружи цилиндра и обеспечивали электроэнергией аккумуляторные батареи внутри космического зонда. [ нужна цитата ]
Жалюзи для терморегулирования были расположены вдоль цилиндра и открывались, чтобы обнажить излучающую поверхность, когда внутренняя температура превышала 25 ° C (298 К). В верхней полусфере зонда располагалось закрытое отверстие для камер. Четыре антенны торчали из верхней части зонда и две из его нижней части. Другое научное оборудование было установлено снаружи, в том числе детекторы микрометеороидов и космических лучей , а также система визуализации «Енисей-2». Газовые форсунки системы ориентации были установлены на нижнем конце космического корабля. Несколько фотоэлектрических элементов помогали сохранять ориентацию относительно Солнца и Луны. [ нужна цитата ]
Ракетных двигателей для корректировки курса не было . [ нужна цитата ]
Внутри находились камеры и система обработки фотопленки , радиопередатчик , аккумуляторные батареи , гироскопические устройства и циркуляционные вентиляторы для контроля температуры. Большую часть полета он был стабилизирован по вращению, но его трехосная система ориентации активировалась во время фотографирования. «Луна-3» управлялась по радио с наземных станций Советского Союза. [ нужна цитата ]
Советские СМИ назвали космический корабль Автоматической межпланетной станцией. [7] В 1963 году зонд был переименован в «Луна-3». [8]
После запуска на ракете «Луна 8К72» (номер И1-8) над Северным полюсом спасательная ступень «Блок-Э» была отключена по радиоуправлению, чтобы вывести «Луну-3» на курс к Луне. Первоначальный радиоконтакт показал, что сигнал от космического зонда был примерно вдвое слабее ожидаемого, а внутренняя температура росла. Ось вращения космического корабля была переориентирована, часть оборудования была отключена, в результате чего температура упала с 40 °C до примерно 30 °C. [9] На расстоянии от 60 000 до 70 000 км от Луны включалась система ориентации и прекращалось вращение космического корабля. Нижний конец корабля был направлен на Солнце, которое светило на обратной стороне Луны.
Космический зонд пролетел на расстоянии 6200 км от Луны вблизи ее южного полюса при максимальном сближении с Луной в 14:16 UT 6 октября 1959 года и продолжил движение над обратной стороной. 7 октября фотоэлемент на верхнем конце космического зонда обнаружил освещенную солнцем обратную сторону Луны, и началась серия фотографий. [10] Первый снимок был сделан в 03:30 UT на расстоянии 63 500 км от Луны, а последний снимок был сделан через 40 минут с расстояния 66 700 км.
Всего было сделано 29 фотографий, [11] охватывающих 70% дальней стороны. После завершения фотосъемки космический корабль возобновил вращение, пролетел над северным полюсом Луны и вернулся к Земле. Попытки передать фотографии в Советский Союз начались 8 октября, но первые попытки не увенчались успехом из-за низкой мощности сигнала. По мере приближения Луны-3 к Земле к 18 октября было передано в общей сложности около 17 фотографий. Любой контакт с зондом был потерян 22 октября 1959 года. Считалось, что космический зонд сгорел в атмосфере Земли в марте или апреле 1960 года. Другая возможность заключалась в том, что он просуществовал на орбите до 1962 года или позже.
Первоначально он был запущен на орбиту с перигеем вне верхней границы земной атмосферы. После завершения миссии и совершения зондом нескольких витков вокруг Земли вековое увеличение эксцентриситета привело к уменьшению перигея, поскольку большая полуось сохранилась. После одиннадцати орбитальных оборотов Луна-3 вошла в атмосферу Земли. Это первый пример «искусственного эффекта Лидова-Козаи ». [12]
Гравитационный маневр был впервые использован в 1959 году, когда «Луна-3» сфотографировала обратную сторону Луны. После запуска с космодрома Байконур «Луна-3» прошла за Луной с юга на север и направилась обратно на Землю. Гравитация Луны изменила орбиту космического корабля; кроме того, из-за собственного орбитального движения Луны изменилась и плоскость орбиты космического корабля. Обратная орбита была рассчитана так, чтобы космический корабль снова прошел над северным полушарием, где располагались советские наземные станции. Маневр опирался на исследования, проведенные под руководством Мстислава Келдыша в Математическом институте им. Стеклова . [13] [14] [15]
Целью этого эксперимента было получение фотографий лунной поверхности во время пролета космического корабля мимо Луны. Система съемки получила обозначение «Енисей-2» и состояла из двухобъективной камеры АФА-Э1, блока автоматической обработки пленки и сканера. [7] Объективы камеры имели фокусное расстояние 200 мм, диафрагму f /5,6 и объектив 500 мм, диафрагма f /9,5 . Камера снимала 40 кадров термо- и радиационно-стойкой изохромной пленки толщиной 35 мм . Объектив диаметром 200 мм может отображать весь диск Луны, а объектив диаметром 500 мм — часть поверхности. Камера была закреплена на космическом корабле, а наведение осуществлялось за счет вращения самого корабля.
«Луна-3» была первым успешным космическим кораблем с трехосной стабилизацией. На протяжении большей части миссии космический корабль стабилизировался по вращению, но для фотографирования Луны космический корабль ориентировался одной осью на Солнце, а затем использовался фотоэлемент для обнаружения Луны и ориентации камер на нее. Обнаружение Луны сигнализировало об открытии крышки камеры и автоматическом запуске последовательности фотографий. Во время эпизода изображения чередовались с обеих камер. После завершения фотосъемки пленку перемещали во встроенный процессор, где она проявлялась, фиксировалась и сушилась. Затем с Земли была дана команда переместить пленку в сканер летающих пятен, где пятно, созданное электронно-лучевой трубкой , проецировалось через пленку на фотоумножитель . Пятно сканировалось по пленке, и фотоумножитель преобразовывал интенсивность света, проходящего через пленку, в электрический сигнал, который передался на Землю (через аналоговое видео с частотной модуляцией, аналогично факсимиле). Кадр можно было сканировать с разрешением 1000 (горизонтальных) строк, а передачу можно было осуществлять с медленной телевизионной скоростью сканирования на больших расстояниях от Земли и с более высокой скоростью на более близких расстояниях.
7 октября 1959 года с 03:30 до 04:10 UT камера сделала 29 снимков за 40 минут на расстояниях от 63 500 до 66 700 км над поверхностью, покрывая 70% обратной стороны Луны. Семнадцать (некоторые говорят, двенадцать) из этих кадров были успешно переданы обратно на Землю (станции слежения в Крыму и Камчатке), а шесть были опубликованы (кадры под номерами 26, 28, 29, 31, 32 и 35). Это были первые фотографии дальнего полушария Луны. [16]
Система визуализации была разработана П.Ф. Брацлавцом и И.А. Росселевичем в Ленинградском научно-исследовательском институте телевидения, а полученные изображения обработаны и проанализированы Ю.Н. Липский и его команда в Астрономическом институте Штернберга. Фотоаппарат АФА-Е1 разработан и производится заводом КМЗ ( Красногорский механический завод ).
Пленка, термостойкая и радиационно-стойкая, была получена с американских воздушных шаров Genetrix , которые были обнаружены Советским Союзом. [17]
Изображения были проанализированы, и 6 ноября 1960 г. АН СССР опубликовал первый атлас обратной стороны Луны. [18] Он включал каталог из 500 отличительных особенностей ландшафта. [19] В 1961 году появился первый глобус (1: Масштаб 13 600 000 ) [20] , содержащий лунные детали, невидимые с Земли, был выпущен в СССР на основе изображений с Луны-3. [21] Названные объекты включают Море Московии и кратеры, названные в честь Константина Циолковского , Жюля Верна , Марии Кюри. и Томас Эдисон . [22]
