Сбор образцов лунного грунта и доставка их на Землю были частью программы “Луна”, в рамках которой с 1959 по 1976 год в Советском Союзе была создана и запущена серия автоматических межпланетных станций (АМС), предназначенных для изучения Луны и космического пространства. Образцы лунного грунта были успешно собраны и доставлены на Землю с помощью АМС Луна-16, Луна-20 и Луна-24. Полет этих космических аппаратов включал следующие основные этапы: мягкая посадка на Луну, запуск капсулы с образцами лунного грунта, посадка возвращаемого аппарата при помощи парашютной системы на Землю.[1-4]

АМС Луна-16.   [17] ¹

АМС Луна-16 состояла из двух состыкованных ступеней — взлетная ступень устанавливалась на верхней части посадочной. Посадочная ступень была выполнена в виде цилиндрического корпуса с четырьмя выступающими опорами, топливными баками, посадочным радаром и сдвоенным посадочным двигателем. Также посадочная ступень была оснащена телевизионной камерой, системами мониторинга радиации и температуры, телекоммуникационным оборудованием и раздвижной рукой с буровой установкой для сбора образцов лунного грунта. Посадочная ступень выступала в качестве стартовой площадки для взлетной ступени. Взлетная ступень была выполнена в виде меньшего цилиндра с закругленным верхом. Она несла герметичный цилиндрический контейнер для лунного грунта внутри возвращаемой капсулы.[5-7]

Схема полета АМС Луна-16: 1 — Выведение на орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ); 2 – Полет по орбите ИСЗ; 3 – Разгон; 4 – Трасса перелета Земля-Луна; 5 – Коррекция; 6 – Торможение и выход на орбиту искусственного спутника Луны; 7 – Орбита Луны; 8 – Маневрирование на окололунной орбите; 9 – Торможение и мягкая посадка; 10 – Старт с поверхности Луны; 11 – Трасса перелета Луна-Земля; 12 – Отделение возвращаемого аппарата от ракеты.   [37]

АМС Луна-16 была запущена ракетой «Протон-К/Д» с космодрома Байконур 12 сентября 1970 года. Траектория корабля была скорректирована 13 сентября 1970 года (обеспечен вход в расчетную точку окололунного пространства). АМС Луна-16 была выведена на орбиту вокруг Луны 17 сентября 1970 года. С этой орбиты было проведено изучение лунной гравитации. АМС Луна-16 благополучно совершила мягкую посадку в предназначенном районе, известном как Море Изобилия, 20 сентября 1970 года. Масса космического аппарата при посадке — 1880 кг.[5-7]

Менее чем через час после посадки, автоматический бур проник сквозь лунную поверхность для сбора образцов грунта. После бурения в течение 7 минут, бур был остановлен на глубине 35 сантиметров. Колонка реголита в бурильной трубе затем была перенесена в контейнер для лунного грунта.[5-7]

Наконец, 21 сентября 1970 года, после 26 часов и 25 минут нахождения на поверхности Луны, взлетная ступень космического корабля (её масса составляла 512 кг) стартовала к Земле. Посадочная ступень АМС Луна-16 осталась на поверхности Луны и продолжила передачу данных о температуре и излучении. Три дня спустя, 24 сентября 1970 года, капсула (её масса составляла 35 кг) с лунным грунтом вошла в атмосферу Земли и при помощи парашюта совершила посадку в 80 километрах к юго-востоку от города Джезказган в Казахской ССР (ныне — Республика Казахстан).[5-7]

Схема АМС Луна-20: 1 — приборный отсек посадочной ступени; 2 — управляющие сопла; 3 — топливные баки ракеты; 4 — антенна; 5 — приборный отсек ракеты; 6 — возвращаемый аппарат; 7 — буровой механизм; 8 — штанга бурового механизма; 9 — телефотометр; 10 — топливный бак; 11 — двигательная установка посадочной ступени; 12 — посадочная ступень; 13 — ракета Луна-Земля.   [35]

Экспедиция АМС Луна-20 была второй из трех успешных советских миссий по сбору и доставке образцов лунного грунта. 14 февраля 1972 года ракета «Протон-К/Д» запустила АМС Луна-20 с космодрома Байконур к Луне. 15 февраля 1972 года траектория полета космического аппарата была скорректирована. АМС Луна-20 вышла на лунную орбиту 18 февраля 1972 года. 21 февраля 1972 года АМС Луна-20 совершила мягкую посадку на Луну в горном районе вблизи Моря Изобилия, в 120 км от точки посадки АМС Луна-16. Во время нахождения на поверхности Луны была задействована панорамная телевизионная система. Подобно АМС Луна-16, образцы лунного грунта были получены с помощью раздвижной руки, снабженной устройством для бурения. Взлетная ступень АМС Луна-20 была запущена с лунной поверхности 22 февраля 1972 года, перенося лунный грунт в герметичной капсуле. Возвращаемый аппарат приземлился в 40 километрах северо-западнее города Джезказган 25 февраля 1972 года. Образцы лунного грунта были извлечены на следующий день.[8-10]

АМС Луна-24.   [22] ¹

Последняя для серии космических аппаратов “Луна”, экспедиция АМС Луна-24 была третьей советской миссией по сбору и доставке образцов лунного грунта. АМС Луна-24 была запущена ракетой «Протон-К/Д» с космодрома Байконур 9 августа 1976 года. После коррекции траектории 11 августа 1976 года, АМС Луна-24 вышла на лунную орбиту через три дня. Орбитальная сухая масса космического аппарата составляла 4800 кг. После дальнейших изменений орбиты, АМС Луна-24 благополучно произвела посадку на поверхности Луны в районе, известном как Море Кризисов, 18 августа 1976 года. По команде с Земли, посадочный модуль развернул руку для сбора образцов и продвинул буровую головку на глубину около двух метров в близлежащий грунт. Образец лунного грунта был надежно уложен в небольшую возвращаемую капсулу, и, после почти целого дня нахождения на Луне, АМС Луна-24 успешно стартовала к Земле 19 августа 1976 года. Возвращаемый аппарат АМС Луна-24 приземлился 22 августа 1976 года примерно в 200 км к юго-востоку от города Сургут на территории РСФСР (ныне – Российская Федерация).[11][12]

Возвращаемый аппарат АМС Луна-20.   [19] ¹

Схема возвращаемого аппарата АМС Луна-20: 1 — контейнер для грунта; 2 — крышка парашютного отсека; 3 — парашютный отсек; 4 — антенны; 5 — антенный переключатель; 6 — передатчики; 7 — корпус возвращаемого аппарата; 8 — теплоизоляция; 9 — аккумуляторная батарея; 10 — крышка.   [25]

Экспедиция АМС Луна-16 стала знаковым успехом Советского Союза в программе освоения дальнего космоса. Во время этой миссии был выполнен первый полностью автоматический сбор и доставка образцов грунта с поверхности внеземного тела. Также с помощью АМС Луна-16 были получены высококачественные телевизионные изображения.[5]

Следующее количество лунного грунта был успешно доставлено советскими автоматическими межпланетными станциями: Луна-16 (1970 год) — 101 грамм, Луна-20 (1972 год) — 55 грамм, Луна-24 (1976 год) — 170 грамм.[5-12]

Как и грунт, доставленный АМС Луна-16, образцы, собранные АМС Луна-20, были переданы американским и французским ученым. Кроме того, в декабре 1976 года Советский Союз произвел обмен грамма грунта, доставленного АМС Луна-24, на образец миссии NASA.[5-12] В 1993 году три крошечных образца (0.2 грамма) грунта, доставленного АМС Луна-16, были проданы на аукционе Sotheby.[5]

АМС Луна-24 стала последним лунным космическим аппаратом, который был запущен Советским Союзом.[11] В результате анализа итогов полета АМС Луна-24 были впервые получены убедительные доказательства наличия воды на Луне.[12]

NASA объявило, что, с помощью орбитальной камеры зонда Lunar Reconnaissance Orbiter, было найдено точное расположение посадочных ступеней АМС Луна-16, Луна-20 и Луна-24 на поверхности Луны.[5-12]

Ссылки:

1. Sample return mission. — Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/Sample_return_mission.
2. Luna programme. — Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_program.
3. Космічна програма «Луна». — Режим доступа: http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D1%96%D1%87%D0%BD%D0%B0_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B0_%C2%AB%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0%C2%BB.
4. Луна (космическая программа). — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0_%28%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B0%29.
5. Luna 16. — Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_16.
6. Луна-16. — Режим доступа: http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-16.
7. Луна-16. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-16.
8. Luna 20. — Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_20.
9. Луна-20. — Режим доступа: http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-20.
10. Луна-20. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-20.
11. Luna 24. — Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_24.
12. Луна-24. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-24.
13. laspace.ru :: НПО им. С.А. Лавочкина // Автоматическая станция «Луна-16». — Режим доступа: http://www.laspace.ru/rus/luna16.html.
14. laspace.ru :: НПО им. С.А. Лавочкина // Автоматическая станция «Луна-20». — Режим доступа: http://www.laspace.ru/rus/luna20.html.
15. laspace.ru :: НПО им. С.А. Лавочкина // Автоматическая станция «Луна-24». — Режим доступа: http://www.laspace.ru/rus/luna24.html.
16. Luna 16 // NASA — NSSDC — Spacecraft — Details. — Режим доступа: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1970-072A.
17. Luna 16. — Режим доступа: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/spacecraft/luna-16.jpg.
18. Luna 20 // NASA — NSSDC — Spacecraft — Details. — Режим доступа: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1972-007A.
19. Luna 20. — Режим доступа: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/spacecraft/luna-20_ret.jpg.
20. Luna 24 // NASA — NSSDC — Spacecraft — Details. — Режим доступа: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1976-081A.
21. Luna 24 Descent Craft // NASA — NSSDC — Spacecraft — Details. — Режим доступа: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1976-081E.
22. Luna 24 Descent Craft. — Режим доступа: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/spacecraft/luna24.jpg.
23. БСЭ // «Луна». — Режим доступа: http://bse.sci-lib.com/article071687.html.
24. БСЭ // «Луна-16». — Режим доступа: http://bse.sci-lib.com/a_pictures/18/10/253400406.jpg.
25. БСЭ // Возвращаемый аппарат АМС «Луна-20». — Режим доступа: http://bse.sci-lib.com/a_pictures/18/10/265782910.jpg.
26. Лунные полеты // Лунные зонды СССР. — Режим доступа: http://www.astronaut.ru/luna/ussr_a3.htm.
27. USSR — Luna 16. — Режим доступа: http://www.zarya.info/Diaries/Luna/Luna16.php.
28. USSR — Luna 24. — Режим доступа: http://www.zarya.info/Diaries/Luna/Luna24.php.
29. Эпизоды космонавтики // Таблица запусков АЛС 61-70. — Режим доступа: http://epizodsspace.no-ip.org/e2/tab/zap-als61-70.html.
30. «Луна-16»: Космический геолог / сост. Б. Коновалов. — М. : Известия, 1970. — 192 с.
31. Эпизоды космонавтики // Луна-16 обл. — Режим доступа: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/l-16/obl.html.
32. Эпизоды космонавтики // 1971. — Режим доступа: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ejeg/1971/71.html#l16.
33. Эпизоды космонавтики // Таблица запусков АЛС 71-80. — Режим доступа: http://epizodsspace.no-ip.org/e2/tab/zap-als71-80.html.
34. Эпизоды космонавтики // 1973. — Режим доступа: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ejeg/1973/73.html#l20.
35. Автоматическая станция «Луна-20». — Режим доступа: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ejeg/1973/73-1.jpg.
36. Эпизоды космонавтики // 1977. — Режим доступа: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ejeg/1977/77.html#l24.
37. Алексеев В. За лунным камнем / В. Алексеев, Л. Лебедев. — М. : Машиностроение, 1972. — 120 с.
38. За лунным камнем. — Режим доступа: http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/alekseev/za-lunn-kam/01.html.
39. Иванов А. Реголит из Моря Изобилия / А.Иванов, Ю.Стахеев, Л.Тарасов // Наука и жизнь. – 1971. – N 1. – С. 60–65, обл.1-2.
40. Гэтланд К. Космическая техника: Иллюстрированная энциклопедия / К. Гэтланд. — М. : Мир, 1986. — 294 с.
41. Полеты АМС к Луне. — Режим доступа: http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/getlend/09.html.
42. Gatland K. The Illustrated Encyclopedia of Space Technology / Kenneth William Gatland. — [2 Rev Sub edition]. — New York : Crown, 1990.
43. Angelo, Joseph A. Robot spacecraft / Joseph A. Angelo, Jr. — New York : Facts On File, Inc., 2007. — 306 p.
44. Lunar Reconnaissance Orbiter. — Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter.
45. Lunar Reconnaissance Orbiter. — Режим доступа: http://uk.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter.
46. Lunar Reconnaissance Orbiter. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter.

¹ Этот файл является общественным достоянием, поскольку он был создан NASA.