Луна 3 - Luna 3

Луна 3
Луна-3 (Мемориальный музей космонавтики) .JPG
Макет в масштабе 1: 1 в Мемориальном музее космонавтики в Москве.
Тип миссииОблет Луны[1]
ОператорОКБ-1[1]
Обозначение Гарварда1959 Тета 1[2]
COSPAR ID1959-008A
SATCAT нет.21
Продолжительность миссии18 дней (со дня запуска до последнего контактного дня)
Завершенные орбиты14
Свойства космического корабля
Космический корабльЕ-2А №1[1]
ПроизводительОКБ-1
Стартовая масса278,5 кг (614 фунтов)[1]
Начало миссии
Дата запуска4 октября 1959, 00:43:39 (1959-10-04UTC00: 43: 39Z) универсальное глобальное время[3]
РакетаЛуна 8К72 (№ И1-8)[1]
Запустить сайтБайконур 1/5[1]
Конец миссии
Последний контакт22 октября 1959 г. (1959-10-23)[4]
Дата распада29 апреля 1960 г.
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимСильно эллиптический
(окололунный )
Большая полуось256 620,50 км (159 456,59 миль)
Эксцентриситет0.97322501
Высота перигея500 километров (310 миль)
Высота апогея499 999 километров (310 685 миль)
Наклон55 градусов
Период359,38 часов
Эпоха5 октября 1959 г.[5]
Облет Луна
Ближайший подход6 октября 1959 г., 14:16 UTC
Расстояние6200 километров (3900 миль)
 

Луна 3, или же E-2A №1 (Русский: Луна 3) был Советский космический корабль запущен в 1959 году как часть Луна программа. Это была первая в истории миссия по фотографированию обратная сторона луны и третий советский космический зонд, который будет отправлен в окрестности Луна.[6] Хотя он дал довольно плохие изображения по более поздним стандартам, исторические, невиданные ранее виды обратной стороны Луны вызвали волнение и интерес, когда они были опубликованы по всему миру, и предварительные Атлас обратной стороны Луны был создан после того, как обработка изображений улучшила изображения.

Эти виды показали гористую местность, сильно отличающуюся от ближайшей стороны, и только две темные низменные области, которые были названы Mare Moscoviense (Московское море) и Mare Desiderii (Море желаний). Позже выяснилось, что Mare Desiderii состоит из кобылы меньшего размера, Mare Ingenii (Море Разума) и несколько других темных кратеров. Причина этой разницы между двумя сторонами Луны до сих пор не до конца понятна, но кажется, что большая часть темной лавы, которая вылилась, чтобы произвести марии, образовалась под обращенной к Земле половиной.[7]

За Луной 3 последовали Соединенные Штаты с Рейнджер 7, Рейнджер 8, и Рейнджер 9.[7]

Дизайн

Космический зонд представлял собой цилиндрическую канистру с полусферическими концами и широким фланцем в верхней части. Зонд был 130 сантиметров (51 дюйм) в длину и 12 сантиметров (4,7 дюйма) при максимальном диаметре на фланце. Большая часть цилиндрической секции была примерно 95 сантиметров (37 дюймов) в диаметре. Контейнер герметично закрывали и создавали давление примерно 0,22 стандартной атмосферы (22 кПа). Несколько солнечные батареи были установлены на внешней стороне цилиндра, и они обеспечивали электроэнергия к аккумуляторные батареи внутри космического зонда.

Жалюзи для терморегулирования располагались вдоль цилиндра и открывались, чтобы обнажить излучающую поверхность, когда внутренняя температура превышала 25 ° C (298 K). В верхней полусфере зонда было закрытое отверстие для камер. Четыре антенны выступали из верхней части зонда и две из его нижней. Снаружи было установлено другое научное оборудование, в том числе микрометеороид и космический луч детекторы и система визуализации "Енисей-2". Газовые форсунки для своего система ориентации были установлены на нижней части космического корабля. Несколько фотоэлементы помогал сохранять ориентацию относительно Солнца и Луны.

Не было ракетные двигатели для исправления курса.

Его интерьер содержал камеры и фотопленка система обработки, радиопередатчик, аккумуляторные батареи, гироскопические установки, и циркуляционные вентиляторы для контроля температуры. Большую часть полета он был стабилизирован по вращению, но его трехосная система управления ориентацией была активирована во время фотосъемки. Луна-3 управлялась по радио с наземных станций Советского Союза.

Советские СМИ назвали космический корабль Автоматической межпланетной станцией.[8] Зонд был переименован в Луна 3 в 1963 г.[9]

Миссия

После запуска на Луна 8К72 (номер I1-8) ракета над Северный полюс, аварийная ступень «Блок-Э» была отключена по радио, чтобы «Луна-3» полетела на Луну. Первоначальный радиоконтакт показал, что сигнал космического зонда был примерно наполовину слабее ожидаемого, а внутренняя температура повышалась. Ось вращения космического корабля была переориентирована, и некоторое оборудование было отключено, что привело к падению температуры с 40 ° C до примерно 30 ° C.[10] На расстоянии от 60 000 до 70 000 км от Луны включалась система ориентации и прекращалось вращение корабля. Нижний конец аппарата был направлен на Солнце, которое светило на обратной стороне Луны.

Космический зонд прошел в пределах 6 200 км от Луны около ее южного полюса при самом близком сближении с Луной в 14:16 UT 6 октября 1959 года и продолжил свой путь над дальней стороной. 7 октября фотоэлемент на верхнем конце космического зонда обнаружил залитую солнцем обратную сторону Луны, и была начата последовательность фотографий.[11] Первый снимок был сделан в 03:30 UT на расстоянии 63 500 км от Луны, а последний - через 40 минут с расстояния 66 700 км.

Всего было сделано 29 снимков,[12] покрывая 70% дальней стороны. После завершения фотосъемки космический аппарат возобновил вращение, прошел над северным полюсом Луны и вернулся к Земле. Попытки передать изображения в Советский Союз начались 8 октября, но первые попытки не увенчались успехом из-за низкого уровня сигнала. По мере приближения Луны 3 к Земле к 18 октября было отправлено в общей сложности около 17 видимых, но некачественных фотографий. Весь 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 мог продержаться на орбите до 1962 года или позже.

Первая помощь гравитации

Траектория Луны 3 и помощь гравитации маневрировать
Основная статья: Гравитационная помощь § Историческое происхождение метода

В помощь гравитации Впервые маневр был использован в 1959 году, когда «Луна-3» сфотографировала обратную сторону Луны. После запуска из Космодром Байконур Луна-3 прошла за Луной с юга на север и вернулась на Землю. Гравитация Луны изменила орбиту космического корабля; Кроме того, из-за собственного орбитального движения Луны изменилась и плоскость орбиты космического корабля. Возвратная орбита рассчитывалась таким образом, чтобы космический аппарат снова прошел над северным полушарием, где располагались советские наземные станции. Маневр опирался на исследования, проведенные под руководством Мстислав Келдыш на Математический институт им. В.А. Стеклова.[13][14]

Лунная фотография

Фототелеграфная система Луна 3 на Государственный музей истории космонавтики им. Циолковского
Первый снимок, полученный с Луны-3, показал, что обратная сторона Луны сильно отличалась от ближней, особенно заметно из-за ее отсутствия. лунная мария (темные области)

Целью этого эксперимента было получение фотографий лунной поверхности при пролете космического корабля вокруг Луны. Система визуализации получила обозначение «Енисей-2» и состояла из двухобъективной камеры AFA-E1, блока автоматической обработки пленки и сканера.[8] Объективы на фотоаппарате имели фокусное расстояние 200 мм, ж /5.6 отверстие объектив и 500 мм, ж/9.5 цель. В камере установлено 40 кадров термостойкого и радиационно-устойчивого изохрома диаметром 35 мм фильм. Объектив 200 мм мог отображать полный диск Луны, а объектив 500 мм мог получать изображение области на поверхности. Камера была закреплена в космическом корабле, а наведение достигалось вращением самого корабля.

Луна-3 была первым успешным космическим аппаратом с трехосной стабилизацией. В течение большей части миссии космический корабль стабилизировался по вращению, но для фотографирования Луны космический корабль ориентировал одну ось по направлению к Солнцу, а затем фотоэлемент использовался для обнаружения Луны и ориентации камер на нее. Обнаружение Луны сигнализировало, что крышка камеры открылась, и последовательность съемки началась автоматически. Изображения чередовались между обеими камерами во время последовательности. После завершения фотосъемки пленка перемещалась во встроенный процессор, где она проявлялась, фиксировалась и сушилась. Затем были даны команды с Земли переместить фильм в сканер летающих пятен где пятно, созданное электронно-лучевая трубка проецировалось через фильм на фотоумножитель. Пятно сканировалось по пленке, и фотоумножитель преобразовывал интенсивность света, проходящего через пленку, в электрический сигнал, который передавался на Землю (через аналоговое видео с частотной модуляцией, подобное факсимиле). Кадр можно было сканировать с разрешением 1000 (горизонтальных) строк, а передачу можно было осуществлять с медленное телевидение скорость на больших расстояниях от Земли и более высокая скорость на более близких расстояниях.

Камера сделала 29 снимков за 40 минут 7 октября 1959 г. с 03:30 UT до 04:10 UT на расстояниях от 63 500 км 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 на Камчатке), а шесть были опубликованы (кадры с номерами 26, 28, 29, 31, 32 и 35). Это были первые фотографии дальнего полушария Луны.[15]

Система визуализации была разработана П.Ф. Брацлавец, И.А. Росселевича в Ленинградском научно-исследовательском институте телевидения и возвращенные изображения были обработаны и проанализированы Ю.Н. Липский и его команда в Астрономическом институте Штернберга. Фотоаппарат AFA-E1 разработан и изготовлен заводом КМЗ (г.Красногорский механический завод ).

Пленка, термостойкая и радиационно-стойкая, пришла из Америки. Genetrix воздушные шары, которые были возвращены Советским Союзом.[16]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б c d е ж Сиддики 2018, п. 13.
  2. ^ "Луна Е-2А". Страница космоса Гюнтера. Получено 12 ноября 2019.
  3. ^ Макдауэлл, Джонатан. "Журнал запуска". Космическая страница Джонатана. Получено 14 декабря 2014.
  4. ^ «Луна 3». Координированный архив данных космической науки НАСА. Получено 5 февраля 2020.
  5. ^ Макдауэлл, Джонатан. "Спутниковый каталог". Космическая страница Джонатана. Получено 14 декабря 2014.
  6. ^ Харви 2011, п. 158.
  7. ^ а б «Изучение Луны - первые роботы-исследователи». Ianridpath.com. Получено 6 ноября 2013.
  8. ^ а б Сиддики 2018, п. 14.
  9. ^ Сиддики 2018, п. 16.
  10. ^ Харви, Брайан (2007). Советские и российские исследования Луны. Springer-Praxis. п. 37. ISBN  0387218963.
  11. ^ Харви, Брайан (2007). Советские и российские исследования Луны. Springer-Praxis. п. 38. ISBN  0387218963.
  12. ^ Grahn, Sven. "Роль Джодрелл Бэнк в ранней деятельности по отслеживанию космического пространства - Часть 1". Jodrell Bank. Манчестерский университет. Получено 21 июля 2019.
  13. ^ Т. Энеев, Э. Аким. «Мстислав Келдыш. Механика космического полета». Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша (на русском).
  14. ^ Егоров, Всеволод Александрович (1957) "Конкретные задачи полета на Луну", Физика - Успехи, Vol. 63, № 1а, стр. 73–117. Упоминания о творчестве Егорова есть в: Раушенбах Борис Васильевич, Михаил Ю. Овчинников и Сьюзан М. П. Маккенна-Лоулор, Существенная динамика космического полета и магнитосфера (Дордрехт, Нидерланды: Kluwer Academic Publishers, 2002), страницы 146–147. (Последняя ссылка доступна в Интернете по адресу: Google Книги.)
  15. ^ Сиддики 2018, п. 2.
  16. ^ Сиддики 2018 С. 15–16.

Рекомендации

внешняя ссылка