Збір зразків місячного ґрунту та доставка їх на Землю були частиною програми “Луна”, в межах якої з 1959 по 1976 рік у Радянському Союзі була створена і запущена серія автоматичних міжпланетних станцій (АМС), які було призначено для вивчення Місяця та космічного простору. Зразки місячного ґрунту були успішно зібрані та доставлені на Землю за допомогою АМС Луна-16, Луна-20 і Луна-24. Політ цих космічних апаратів включав такі основні етапи: м’яка посадка на Місяць, запуск капсули зі зразками місячного ґрунту, посадка повертального апарату за допомогою парашутної системи на Землю.[1-4]

АМС Луна-16.   [17] ¹

АМС Луна-16 складалася з двох з’єднаних ступенів – злітна ступінь встановлювалася на верхній частині посадкової. Посадкова ступінь була виконана у вигляді циліндричного корпусу з чотирма виступаючими опорами, паливними баками, посадковим радаром та здвоєним посадковим двигуном. Також посадкова ступінь була оснащена телевізійною камерою, системами моніторингу радіації та температури, телекомунікаційним обладнанням і розсувною рукою з буровою установкою для збору зразків місячного ґрунту. Посадкова ступінь була використана в якості стартового майданчика для злітної ступені. Злітна ступінь була виконана у вигляді меншого циліндра з заокругленим верхом. Вона несла герметичний циліндричний контейнер для місячного ґрунту всередині повертальної капсули.[5-7]

Схема польоту АМС Луна-16: 1 – Виведення на орбіту штучного супутника Землі (ШСЗ); 2 – Політ орбітою ШСЗ; 3 – Розгін; 4 – Траса перельоту Земля-Місяць; 5 – Корекція; 6 – Гальмування та вихід на орбіту штучного супутника Місяця; 7 – Орбіта Місяця; 8 – Маневрування на навколомісячній орбіті; 9 – Гальмування та м’яка посадка; 10 – Старт з поверхні Місяця; 11 – Траса перельоту Луна-Земля; 12 – Відділення повертального апарату від ракети.   [37]

АМС Луна-16 була запущена ракетою “Протон-К/Д” з космодрому Байконур 12 вересня 1970 року. Траєкторія корабля була скорегована 13 вересня 1970 року (забезпечений вхід в розрахункову точку простору біля Місяця). АМС Луна-16 була виведена на орбіту навколо Місяця 17 вересня 1970 року. З цієї орбіти було проведено вивчення місячної гравітації. АМС Луна-16 благополучно виконала м’яку посадку в призначеному районі, відомому як Море Достатку 20 вересня 1970 року. Маса космічного апарату при посадці – 1880 кг.[5-7]

Менш ніж через годину після посадки, автоматичний бур проник крізь місячну поверхню для збору зразків ґрунту. Після буріння протягом 7 хвилин, бур був зупинений на глибині 35 сантиметрів. Колонка реголіту в бурильній трубі потім була перенесена в контейнер для місячного ґрунту.[5-7]

Врешті, 21 вересня 1970 року, після 26 годин і 25 хвилин знаходження на поверхні Місяця, злітна ступінь космічного корабля (її маса становила 512 кг) стартувала до Землі. Посадкова ступінь АМС Луна-16 залишилася на поверхні Місяця і продовжила передачу даних про температуру та випромінювання. Три дні потому, 24 вересня 1970 року, капсула (її маса становила 35 кг) з місячним ґрунтом увійшла в атмосферу Землі та за допомогою парашута здійснила посадку в 80 кілометрах на південний схід від міста Джезказган в Казахській РСР (нині – Республіка Казахстан).[5-7]

Схема АМС Луна-20: 1 – приладовий відсік посадкової ступені; 2 – керуючі сопла; 3 – паливні баки ракети; 4 – антена; 5 – приладовий відсік ракети; 6 – повертальний апарат; 7 – буровий механізм; 8 – штанга бурового механізму; 9 – телефотометр; 10 – паливний бак; 11 – рухова установка посадкової ступені; 12 – посадкова ступінь; 13 – ракета Луна-Земля.   [35]

Експедиція АМС Луна-20 була другою з трьох успішних радянських місій зі збору та доставки зразків місячного ґрунту. 14 лютого 1972 року ракета “Протон-К/Д” запустила АМС Луна-20 з космодрому Байконур до Місяця. 15 лютого 1972 року траєкторія польоту космічного апарату була скорегована. АМС Луна-20 вийшла на місячну орбіту 18 лютого 1972 року. 21 лютого 1972 року АМС Луна-20 здійснила м’яку посадку на Місяць в гірському районі поблизу Моря Достатку, в 120 км від точки посадки АМС Луна-16. Під час знаходження на поверхні Місяця була задіяна панорамна телевізійна система. Подібно АМС Луна-16, зразки місячного ґрунту були отримані за допомогою розсувної руки з пристроєм для буріння. Злітна ступінь АМС Луна-20 була запущена з місячної поверхні 22 лютого 1972 року і транспортувала місячний ґрунт у герметичній капсулі. Повертальний апарат приземлився в 40 кілометрах на північний захід від міста Джезказган 25 лютого 1972 року. Зразки місячного ґрунту були вийняті наступного дня.[8-10]

АМС Луна-24.   [22] ¹

Остання для серії космічних апаратів “Луна”, експедиція АМС Луна-24 була третьою радянською місією зі збору та доставки зразків місячного ґрунту. АМС Луна-24 була запущена ракетою “Протон-К/Д” з космодрому Байконур 9 серпня 1976 року. Після корекції траєкторії 11 серпня 1976 року, АМС Луна-24 вийшла на місячну орбіту через три дні. Орбітальна суха маса космічного апарату становила 4800 кг. Після подальших змін орбіти, АМС Луна-24 успішно виконала посадку на поверхні Місяця в районі, відомому як Море Криз, 18 серпня 1976 року. За командою з Землі, посадковий модуль розгорнув руку для збору зразків і перемістив бурову головку на глибину близько двох метрів в довколишній ґрунт. Зразок місячного ґрунту був надійно укладений в невелику повертальну капсулу, та, після майже цілого дня перебування на Місяці, АМС Луна-24 успішно стартувала до Землі 19 серпня 1976 року. Повертаний апарат АМС Луна-24 приземлився 22 серпня 1976 року приблизно в 200 км на південний схід від міста Сургут на території РРФСР (нині – Російська Федерація).[11][12]

Повертальний апарат АМС Луна-20.   [19] ¹

Схема повертального апарату АМС Луна-20: 1 – контейнер для ґрунту; 2 – кришка парашутного відсіку; 3 – парашутний відсік; 4 – антени; 5 – антенний перемикач; 6 – передавачі; 7 – корпус повертального апарату; 8 – теплоізоляція; 9 – акумуляторна батарея; 10 – кришка.   [25]

Експедиція АМС Луна-16 стала знаковим успіхом Радянського Союзу в програмі освоєння далекого космосу. Під час цієї місії був виконаний перший повністю автоматичний збір та доставка зразків ґрунту з поверхні позаземного тіла. Також за допомогою АМС Луна-16 були отримані високоякісні телевізійні зображення.[5]

Наступну кількість місячного ґрунту було успішно доставлено радянськими автоматичними міжпланетними станціями: Луна-16 (1970 рік) – 101 грам, Луна-20 (1972 рік) – 55 грам, Луна-24 (1976 рік) – 170 грам.[5-12]

Як і ґрунт, що був доставлений АМС Луна-16, зразки, які було зібрано АМС Луна-20, передані американським та французьким ученим. Крім того, у грудні 1976 року Радянський Союз виконав обмін грама ґрунту, який було доставлено АМС Луна-24, на зразок місії NASA.[5-12] У 1993 році три крихітних зразка (0.2 грама) ґрунту, який було доставлено АМС Луна-16, продані на аукціоні Sotheby.[5]

АМС Луна-24 стала останнім місячним космічним апаратом, який був запущений Радянським Союзом.[11] У результаті аналізу підсумків польоту АМС Луна-24 було вперше отримано переконливі докази наявності води на Місяці.[12]

NASA оголосило, що, за допомогою орбітальної камери зонда Lunar Reconnaissance Orbiter, було знайдено точне місце розташування посадочних ступенів АМС Луна-16, Луна-20 і Луна-24 на поверхні Місяця.[5-12]

Посилання:

1. Sample return mission. – Режим доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/Sample_return_mission.
2. Luna programme. – Режим доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_program.
3. Космічна програма «Луна». – Режим доступу: 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 доступу: 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 доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_16.
6. Луна-16. – Режим доступу: http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-16.
7. Луна-16. – Режим доступу: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-16.
8. Luna 20. – Режим доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_20.
9. Луна-20. – Режим доступу: http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-20.
10. Луна-20. – Режим доступу: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%83%D0%BD%D0%B0-20.
11. Luna 24. – Режим доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/Luna_24.
12. Луна-24. – Режим доступу: 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 доступу: http://www.laspace.ru/rus/luna16.html.
14. laspace.ru :: НПО им. С.А. Лавочкина // Автоматическая станция “Луна-20”. – Режим доступу: http://www.laspace.ru/rus/luna20.html.
15. laspace.ru :: НПО им. С.А. Лавочкина // Автоматическая станция “Луна-24”. – Режим доступу: http://www.laspace.ru/rus/luna24.html.
16. Luna 16 // NASA – NSSDC – Spacecraft – Details. – Режим доступу: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1970-072A.
17. Luna 16. – Режим доступу: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/spacecraft/luna-16.jpg.
18. Luna 20 // NASA – NSSDC – Spacecraft – Details. – Режим доступу: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1972-007A.
19. Luna 20. – Режим доступу: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/spacecraft/luna-20_ret.jpg.
20. Luna 24 // NASA – NSSDC – Spacecraft – Details. – Режим доступу: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1976-081A.
21. Luna 24 Descent Craft // NASA – NSSDC – Spacecraft – Details. – Режим доступу: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=1976-081E.
22. Luna 24 Descent Craft. – Режим доступу: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/image/spacecraft/luna24.jpg.
23. БСЭ // «Луна». – Режим доступу: http://bse.sci-lib.com/article071687.html.
24. БСЭ // «Луна-16». – Режим доступу: http://bse.sci-lib.com/a_pictures/18/10/253400406.jpg.
25. БСЭ // Возвращаемый аппарат АМС «Луна-20». – Режим доступу: http://bse.sci-lib.com/a_pictures/18/10/265782910.jpg.
26. Лунные полеты // Лунные зонды СССР. – Режим доступу: http://www.astronaut.ru/luna/ussr_a3.htm.
27. USSR – Luna 16. – Режим доступу: http://www.zarya.info/Diaries/Luna/Luna16.php.
28. USSR – Luna 24. – Режим доступу: http://www.zarya.info/Diaries/Luna/Luna24.php.
29. Эпизоды космонавтики // Таблица запусков АЛС 61-70. – Режим доступу: 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 доступу: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/l-16/obl.html.
32. Эпизоды космонавтики // 1971. – Режим доступу: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ejeg/1971/71.html#l16.
33. Эпизоды космонавтики // Таблица запусков АЛС 71-80. – Режим доступу: http://epizodsspace.no-ip.org/e2/tab/zap-als71-80.html.
34. Эпизоды космонавтики // 1973. – Режим доступу: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ejeg/1973/73.html#l20.
35. Автоматическая станция «Луна-20». – Режим доступу: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ejeg/1973/73-1.jpg.
36. Эпизоды космонавтики // 1977. – Режим доступу: 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 доступу: 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 доступу: 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 доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter.
45. Lunar Reconnaissance Orbiter. – Режим доступу: http://uk.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter.
46. Lunar Reconnaissance Orbiter. – Режим доступу: http://ru.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter.

¹ Цей файл є суспільним надбанням, оскільки його було створено NASA.