Виталий Перов - Космические аппараты исследуют Луну
Возвращаемый аппарат служил для установки научной аппаратуры, проведения экспериментов на трассе полета к Луне и при возвращении на Землю. Он имел сегментально-коническую форму, которая при смещенном с оси симметрии центре тяжести позволяла с помощью специальной системы управления совершать спуск на Землю не только по баллистической траектории, но и управляемый спуск, причем место посадки варьировалось в широких пределах.
Рис. 10. Схема полета АС «Зонд-5»
В состав научного оборудования АС входили приборы для регистрации заряженных частиц и микрометеоров, фотоаппаратура. В ходе полета исследовалось влияние условий космического полета на живые организмы и другие биологические объекты, находившиеся в специальном отсеке возвращаемого аппарата.
На траекторию полета АС была выведена с промежуточной орбиты искусственного спутника Земли (рис. 10). Для формирования нужной траектории облета Луны в тот момент, когда станция находилась на расстоянии 325000 км от Земли, включалась двигательная установка, сообщившая АС требуемую величину корректирующего импульса.
После облета Луны, на расстоянии от Земли в 143000 км, была проведена вторая коррекция траектории, обеспечившая вход станции в земную атмосферу в заданном районе с расчетным углом снижения (место посадки находилось в акватории Индийского океана). Спуск в атмосфере выполнялся по баллистической траектории.
В этом полете впервые в истории космонавтики была решена задача мягкой посадки на Землю возвращаемого после облета Луны космического аппарата, входящего в атмосферу со второй космической скоростью.
Остальные станции этой серии по конструкции были аналогичны АС «Зонд-5», хотя их программа и варьировалась. Так, возвращение спускаемого аппарата АС «Зонд-6» на Землю осуществлялось по управляемой траектории, состоящей из участка первого погружения в атмосферу, промежуточного внеатмосферного полета, участка второго погружения и спуска на поверхность. В программу АС «Зонд-7» было включено испытание бортовой ЭВМ, высокоточной системы ориентации, средств радиационной защиты космических кораблей. При полете АС «Зонд-8» производилась дальнейшая отработка методики возвращения аппаратов на Землю, вход в атмосферу после облета Луны совершался со стороны северного полушария Земли.
ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗУЧЕНИЯ И ОСВОЕНИЯ ЛУНЫ
Прошедшие двадцать лет бурного развития селенологии, вызванного применением космических средств, дали в руки ученых огромный экспериментальный материал. Многое в строении Луны сегодня известно. Многое еще предстоит узнать, развить и уточнить, многое- переосмыслить, используя уже имеющийся массив научной информации. Процесс познания — непрерывен. Необходимо идти вперед, добывать новые факты, обобщать их, двигаться дальше по бесконечной дороге раскрытия тайн Вселенной.
Каким же представляется дальнейший путь изучения Луны? По каким направлениям пойдет ее освоение?
Не претендуя на исчерпывающую полноту освещения, попытаемся сделать несколько общих предположений и рассмотреть некоторые частные стороны этой сложной картины.
Луна как объект приложения средств космонавтики представляет интерес с нескольких точек зрения.
Во-первых, будут продолжены эксперименты по изучению природы Луны, получению более полной и детальной информации о се строении. На Луне еще много «белых пятен», и это касается прежде всего приполярных районов и обратной, не видимой с Земли, стороны. Эти районы нуждаются в геологическом и геохимическом исследованиях. Очень немного известно о тепловых потоках из недр Луны и их вариациях в различных районах. Структура лунных недр, исследованная сейсмическими методами, известна недостаточно точно, существуют различные точки зрения на наличие, размеры и физическое состояние лунного ядра. Эти данные необходимы для исследования общих закономерностей, свойственных строению крупных небесных тел Солнечной системы, включая и Землю.
Исключительно интересным в настоящее время представляется изучение глубинной структуры лунного реголита в характерных районах Луны и особенно на поверхности не видимого с Земли полушария. Буровые керны, полученные до глубин в несколько десятков или даже сотен метров, являются наиболее информативным видом лунных образцов, так как содержат фрагменты местных и привнесенных пород, как первичных, так и переработанных метеоритной бомбардировкой. Последовательность и характер расположения отдельных слоев позволяют установить историю их отложения, степень переработки экзогенными факторами, степень перемешанности, время пребывания на поверхности, интенсивность бомбардировки микрометеоритами, степень облучения солнечными и галактическими космическими лучами.
Вторым интересным аспектом освоения Луны является возможность использования ее поверхности для размещения различного научного оборудования с целью проведения широкого круга астрономических и астрофизических экспериментов. Отсутствие у Луны атмосферы создает практически идеальные условия для наблюдения и изучения планет Солнечной системы, звезд, туманностей и иных галактик. При этих условиях разрешение телескопа с диаметром зеркала 1 м будет эквивалентно разрешению наземного инструмента, имеющего зеркало диаметром 6 м. Кроме того, отсутствие атмосферы дает возможность проводить исследования используя практически весь диапазон электромагнитного спектра, что позволит в будущем резко расширить наши знания как о собственной Солнечной системе, так и на новом уровне подойти к разрешению загадок, таящихся в таких экзотических астрономических объектах, как пульсары, квазары, нейтронные звезды и черные дыры, изучать грандиозные процессы, происходящие в недрах галактик.
Для радиоастрономических наблюдений Луна представляет не меньше преимуществ, чем для оптических. Современный радиотелескоп — это прежде всего антенна, большие размеры которой и определяют все рабочие характеристики радиотелескопа. На Земле из-за огромного веса металлоконструкций антенны и требований к прецизионности механизмов ее поворота уже достигнут практический предел чувствительности и разрешающей способности этих сооружений. Пониженная в шесть раз сила тяжести на Луне во многом снимает эту проблему. Кроме того, в земных условиях работа радиоастрономов затрудняется обилием радиопомех из-за электрических разрядов в атмосфере и множества, радиопередающих и электротехнических устройств, создающих интенсивный фон радиопомех. Расположение радиотелескопа на обратной стороне Луны кардинально решает и этот вопрос.
Еще одна заманчивая перспектива радиоастрономии связана с возможностью использования двух радиотелескопов: одного — на Земле, другого — на Луне в качестве радиоинтерферометра — системы, позволяющей резко повысить разрешающую способность. Использование этого приема в земных условиях позволило получить радиоизображение крупных деталей поверхности Венеры, недоступных для дистанционных оптических наблюдений из-за ее мощного облачного слоя. В земных условиях использование принципа радио интерферометрии ограничено диаметром земного шара. Установка радиотелескопа на Луне позволит увеличить базу — расстояние между двумя радиотелескопами — до 384000 км и резко повысить разрешающую способность всей системы.
Несмотря на то что теория относительности давно общепризнана, вопрос о экспериментальном подтверждении и уточнении числовых коэффициентов, лежащих, в ее основании, не перестал быть актуальным. Одним из аспектов такого уточнения является регистрация величины отклонения световых лучей от удаленных звезд под действием гравитационного поля Солнца. В земных условиях подобные измерения возможны только во время полных солнечных затмений, и их точность ограничена явлениями рассеяния и рефракции света в атмосфере. При помощи лунного телескопа, снабженного экраном, закрывающим светящийся диск Солнца, такие измерения можно проводить в любое время.
Расширить перечень исследований, которые удобно выполнять с поверхности Луны, можно и далее. Однако прежде чем покончить с этим вопросом и перейти к другой теме, следует подчеркнуть, что очень перспективным является изучение с Луны нашей родной планеты — Земли. Преимущества исследований земной поверхности с далеких расстояний, что позволяет воспринимать ее в обобщенном виде, стали очевидны после получения первых глобальных фотографий Земли с помощью космических аппаратов. Хорошо известно, как много информации нам могут дать глобальные изображения о геологическом строении, обшей картине циркуляции атмосферы, ледовом покрове, загрязнении атмосферы и океана Земли в целом.
При следующем шаге в изменении масштаба наблюдений — при наблюдениях поверхности Земли с Луны следует ожидать новых открытий. Организация на Луне обсерваторий для постоянного наблюдения за Землёй позволяет проводить систематический оперативный анализ метеорологической обстановки на земном шаре в целом, эффективно изучать процессы, протекающие в атмосфере и их связь с солнечной активностью. При регистрации теплового излучения с длинами волн 3,6-14,7 мкм можно практически мгновенно получать картину распределения температур в верхних слоях тропосферы на полушарии в целом, а при регистрации излучения в диапазоне 9,4–9,8 мкм — температуру озонового слоя земной атмосферы.
