Исследования Луны автоматическими и пилотируемыми космическими аппаратами, начавшиеся в 1959 году, продолжаются — к спутнику Земли всё чаще отправляются исследовательские станции разных стран, и уже в этом десятилетии на ее поверхность могут вернуться люди. В августе 2023-го сразу два аппарата пытались покорить Южный полюс Луны — российская станция «Луна-25» разбилась из-за сбоя во время корректировки орбиты, а вот индийской миссии «Чандраян-3» сопутствовал успех. Пока на Земле готовят новые лунные проекты, Vokrugsveta.ru вспоминает несколько важных вех в истории покорения спутника.
Первый контакт
Советская научная станция «Луна-2», представлявшая собой 390-киллограммовую сферу без собственного двигателя с торчащими во все стороны антеннами, стала первым в истории человечества рукотворным объектом, достигшим поверхности небесного тела. Но это была не первая и даже не вторая, как можно было бы подумать, глядя на название станции, попытка советских ученых и инженеров запустить аппарат к спутнику Земли.
«Луне-2», стартовавшей с Байконура 12 сентября 1959 года, предшествовали три аппарата серии «Е-1» (с номерами 1, 2 и 3), запущенные в сентябре–декабре 1958 года. Все три старта закончились неудачей из-за аварии ракеты-носителя.
Станции «Луна-1» повезло больше — запуск аппарата 2 января 1959-го прошел успешно, но станция промахнулась мимо спутника. Зато она вышла на орбиту вокруг Солнца, став первым рукотворным объектом, достигшим второй космической скорости, достаточной для преодоления притяжения Земли. 18 июня 1959 года вместе с ракетой-носителем погиб аппарат «Е-1А».
На следующий день после старта «Луна-2» на скорости примерно 11 900 км/ч врезалась в поверхность спутника, предположительно образовав кратер диаметром от 15 до 130 метров. Удар был подтвержден наблюдателями с Земли, увидевшими облако пыли в месте падения, и прекращением радиосвязи с аппаратом. Научная программа при этом была полностью выполнена, ведь разбить станцию об Луну изначально и собирались — чтобы доказать, что достижение поверхности небесного тела возможно даже бездвигательной установкой.
Зачем разбивать космические аппараты о небесные тела?
Во-первых, чтобы доказать саму возможность достижения их поверхности — средства доставки и/или собственные двигатели должны быть способны сработать таким образом, чтобы по заданной траектории отправить объект с орбиты Земли в заданную точку.
Во-вторых, чтобы провести те или иные исследования небесного тела — скажем, спектрографические исследования материалов, выброшенных при ударе, расскажут, из чего сделана поверхность. Например, в 2008 году благодаря падению на Луну индийского аппарата «Чандраян-1» там удалось найти следы воды, а столкновение зонда с американской станции Deep Impact с кометой Темпеля 1 в июле 2005-го помогло ученым лучше понять строение ее ядра.
Наконец, в 2022 году запущенный NASA 610-киллограмовый аппарат DART ударился о поверхность околоземного астероида Диморф с целью изменить орбиту его вращения вокруг более массивного астероида Дидим. Эксперимент, придуманный для отработки потенциальной технологии защиты Земли от катастрофического столкновения с астероидом-убийцей-всего-живого оказался успешным.
Первое прилунение
Совершить мягкую посадку на Луну в 1965 году должна была советская станция «Луна-5», но вместо этого аппарат врезался в поверхность спутника, равно как и станции «Луна-7» и «Луна-8». «Луна-6» и вовсе не попала на Луну, промахнувшись мимо нее на 160 тысяч километров.
Удача улыбнулась советским инженерам только 3 февраля 1966 года, «Луна-9», 100-килограммовая сфера диаметром 58 сантиметров с научным оборудованием, модулем радиосвязи и камерой внутри, смогла мягко прилуниться недалеко от кратера Кавальери. Эта же станция произвела первую съемку поверхности Луны непосредственно с этой самой поверхности. Всего она проработала там 75 часов.
США постепенно нагоняли СССР. 2 июня того же года к «Луне-9» присоединился американский аппарат Surveyor 1, совершивший мягкую посадку на Луну и приславший затем около 11 000 снимков. Он также провел многочисленные измерения, которые пришлись очень кстати при подготовке и реализации программы «Аполлон». А Surveyor 3 в апреле 1967-го не только фотографировал, но и прокопал роборукой канаву глубиной 17,5 сантиметра (трудился не покладая роборуки 18 часов) с целью изучения лунного грунта.
Миссии Surveyor 5, 6 и 7 также были успешны: помимо прочего, Surveyor 5 провел анализ грунта, Surveyor 6 перелетел с места на место, а Surveyor 7 зафиксировал лазерные лучи с Земли, направленные на него с целью проверить возможности космической лазерной связи.
Через тернии к Луне
«Луна-25» — первый российский аппарат, запущенный к Луне, не смог выполнить программу и разбился. Несомненно, это печальное событие, однако стоит помнить, что в истории изучения Луны бывали не только успехи, но и неудачи — в космонавтике они случаются нередко как из-за ошибок создателей аппаратов, так и в результате случайных обстоятельств непреодолимой силы. Многие советские аппараты не смогли достичь Луны или разбились о ее поверхность. Часть американских лунных миссий также завершилась провалом, а авария «Аполлона-13» («Хьюстон, у нас возникла проблема»), едва не стоила жизни трем астронавтам.
Без крупных сбоев с 2007 года свою амбициозную лунную программу реализует Китай, а вот индийская миссия «Чандраян-2» разбилась при посадке на Луну в сентябре 2019 года. Работа над ошибками пошла впрок — 23 августа 2023 года станция «Чандраян-3» впервые в истории покорила Южный полюс Луны. Так Индия стала четвертой страной (после СССР, США и Китая), которая смогла мягко посадить свой аппарат на Луну.
Отдельного упоминания заслуживает закончившаяся неудачей миссия «Берешит», в ходе которой на Луне в апреле 2019 года должен был совершить мягкую посадку первый израильский лунный космический аппарат. Кстати, он же был первым в своем роде аппаратом, созданным на частные инвестиции, а не в рамках госпрограммы.
Неудача не охладила пыл его создателей из компании SpaceIL и концерна Israel Aerospace Industries, а также инвесторов: вскоре после крушения аппарата «Берешит» было объявлено о подготовке миссии «Берешит-2». Ее запуск сейчас намечен на 2025 год.
Первые люди
21 июля 1969 года произошло одно из ярчайших событий не только в XX веке, но и, возможно, в истории человечества: астронавт (Нил Армстронг) впервые ступил на поверхность небесного тела. Затем за ним последовал Базз Олдрин. Они провели на поверхности Луны 21 час 36 минут 21 секунду и вернулись на Землю с грузом сувениров в форме лунного грунта, фотографиями и результатами научных исследований.
За следующие 3,5 года люди посещали Луну еще пять раз. Американские астронавты высаживались в разных районах, проводили эксперименты, собирали образцы грунта и даже катались на лунных электрокарах. Относительной неудачей, но все же счастливо, завершилась только упомянутая выше миссия «Аполлон-13». Всего на поверхности Луны побывали 12 человек — сегодня из них живы четверо, включая Базза Олдрина.
В NASA планируют вернуть человека на Луну в рамках миссии «Артемида-3» в 2025 году, хотя эксперты сомневаются, что американское агентство и его подрядчики успеют выполнить все работы к этому сроку — скорее всего, миссию отложат на год-другой.
Первый робокурьер из космоса
Считается, что, отправив людей на Луну, Соединенные Штаты выиграли лунную гонку у Советского Союза, но у последнего еще оставались козыри в рукаве. Следующая важнейшая веха в истории не только изучения Луны, но и науки и техники в целом — полет станции «Луна-16», ее работа на поверхности, сбор примерно 100 граммов лунного грунта и — главное! — его доставка на Землю. И всё это в режиме дистанционного управления.
Дело было в сентябре 1970 года. Да, это были не первые образцы лунного грунта и весьма скромные в сравнении с десятками килограммов, привезенными американцами, но зато это было сделано машиной. Сегодня, когда роботы способны на удивительные вещи как в открытом космосе, так и на поверхности небесных тел (а уж о Земле и говорить не приходится), кажется, что тут нет ничего особенного. Но для 1970-го с тогдашним уровнем развития техники это было большое достижение. Позже, в феврале 1972 года, это достижение было повторено «Луной-20», а в августе 1976-го — «Луной-24».
Порция лунного грунта, доставленная «Луной-24», стала последней до 2020 года, когда около 2 килограммов реголита с Луны доставила китайская автоматическая межпланетная станция «Чанъэ-5».
Первый планетоход
Еще один несомненный успех советской науки, о котором не следует забывать на фоне успехов программы «Аполлон», — это миссии «Луна-17» и «Луна-21», состоявшиеся в 1970 и 1972 годах соответственно. Обе они доставили на Луну первые в истории планетоходы — «Луноход-1» и «Луноход-2».
Интересно, что оба аппарата не были полностью автономными и управлялись дистанционно с Земли специальными работавшими посменно экипажами из пяти человек — военных, не имевших никакого опыта управления транспортными средствами, вплоть до мопедов. Их отобрали специально, чтобы земной опыт управления не мешал работать с «Луноходами». Они прошли серьезную медкомиссию, теоретическое обучение и тренировки, а управление осуществляли со специального пульта, ориентируясь на картинку с телекамеры (очень контрастную, невысокого качества, передаваемую с большой задержкой и подверженную помехам) и телеметрические данные. В силу этого, а также из-за того, что движение аппаратов зависело от характеристик поверхности под колёсами, управление отнимало массу сил.
Это, впрочем, не помешало «Луноходу-1» преодолеть 10,5 километра за 302 земных дня, а «Луноходу-2» — 42 километра за 140 дней. Этот рекорд пробега планетохода держался до 2015 года, когда его побил американский марсоход Opportunity. Причем если бы не ДТП (выезжая задним ходом из кратера, «Луноход-2» зацепил грунт, который попал на радиатор, нарушив отвод тепла от приборов и компонентов в корпусе, что привело к перегреву и поломке), то советский аппарат проработал бы намного дольше.
Возвращение на Луну
После остановки американской программы «Аполлон» (три запланированные миссии были отменены и высадка экипажа «Аполлона-17» в 1972-м стала последней), завершения работы «Луны-24» в августе 1976-го и отмены миссии «Луна-25А» с «Луноходом-3» на борту на Луне наступило затишье.
Оно продлилось до 10 апреля 1993 года, когда японский зонд Hiten согласно указаниям с Земли врезался в поверхность Луны, став первым аппаратом на спутнике Земли, созданным не в СССР и не в США. За ним 31 июля 1999 года последовал американский Lunar Prospector — врезавшись в кратер вблизи Южного полюса Луны, он помог обнаружить там водяной лед, залежи которого и стали причиной повышенного интереса ученых к этой области Луны. Далее со спутником штатно сталкивались другие американские, японские, китайские, индийские и европейские аппараты.
14 декабря 2013 на Луну мягко сел китайский аппарат «Чанъэ-3» с 6-колесным луноходом «Юйту» на борту. Так Китай присоединился к СССР и США в клубе стран, осуществивших мягкие посадки на Луну. Правда, из-за поломки «Юйту» преодолел только 114 метров и навсегда остановился, хотя подавал признаки жизни еще 31 месяц при расчетном сроке службы 15 месяцев. В конце 2018 года китайские специалисты отправили к Луне миссию «Чанъэ-4» с луноходом «Юйту-2» — так аппарат с Земли впервые сел на обратной стороне Луны. В 2020-м, как уже упоминалось, в КНР получили образцы лунного грунта, добытые в рамках миссии «Чанъэ-5».
Изучение Луны продолжается, а если всё сложится, как запланировано, то и человек вернется туда в ближайшие годы, чтобы затем обратить свои взоры на Марс.