аппарат этой серии – «Сервейер-7» – был запущен 7 января 1968 года и в отличие от предыдущих аппаратов, совершавших посадку в морских районах, прилунился Ю января в материковом районе кратера Тихо.

Было передано 21 000 снимков, определены химический состав грунта и его механические характеристики.

Основными научными результатами аппаратов «Сервейер» является:

1. Получение в общей сложности 86 000 телевизионных снимков поверхности Луны, которые представляют большой интерес для селенологов.

2. Определение механических и физических характеристик лунного грунта. Установлено, что грунт может выдержать давление лунной кабины корабля «Аполлон», а также давление космонавтов, вышедших из кабины на поверхность Луны. Прочность грунта возрастает с глубиной. Частицы, составляющие лунный грунт, в 10 раз меньше, чем земной песок. Эти частицы слипаются в массу, напоминающую ил. Основным механизмом эрозии поверхности Луны является бомбардировка ее метеоритами. Поверхность Луны имеет хорошую отражательную способность в радиодиапазоне. Полученные цветные снимки показали, что на Луне преобладают оттенки серого света.

3. Определение химического состава лунного грунта: в нем присутствуют такие же элементы, как и на Земле, причем процентное содержание кислорода, кремния и некоторых других элементов близко к содержанию их в земных базальтах. Ма основе полученных данных был сделан вывод, что лунный грунт состоит в основном из вулканических пород. Эти выводы подтвердили результаты исследований, выполненных советскими станциями «Луна-9» и «Луна-13».

Результаты исследований подтвердили гипотезу о том, что поверхность Луны представляет собой застывшую лаву и геологическая эволюция Луны аналогична эволюции Земли – постепенное остывание горячей пластической массы.

В рамках той же программы «Аполлон» были созданы космические аппараты «Лунар Орбитер». Основной их задачей являлось обнаружение участков поверхности Луны, пригодных для посадки лунной кабины космического корабля «Аполлон».

Кроме этой основной задачи, с помощью аппаратов «Лунар Орбитер» проводились:

– изучение метеорной и радиационной обстановки на трассе полета и у Луны;

– изучение характеристик гравитационного поля Луны по эволюции селеноцентрической орбиты аппарата;

– отработка коррекции траектории полета аппарата к Луне, перевода с этой траектории на начальную селеноцентрическую орбиту и с одной селеноцентрической орбиты на другую.

Эта программа предусматривала вывод серии из пяти космических аппаратов на эллиптические селеноцентрические орбиты; два аппарата были запущены к Луне в 1966 году, остальные три – в 1967 году.

Аппараты «Лунар Орбитер» позволили получить детальные снимки поверхности Луны; всего от пяти аппаратов было получено на Земле 833 пары снимков.

На основании научных исследований, проведенных с помощью космических аппаратов, были сделаны следующие выводы.

1. По химическому составу поверхностные горные области Луны отличаются от низменностей, где встречаются районы как вулканического, так и ударного происхождения.

2. Радиальные разрывы наблюдаются более часто, чем можно было предполагать по наблюдениям с Земли. Обнаружены явные признаки последовательных смещений, в результате чего образовались гряды высотой более 300 метров.

3. Лунные моря состоят из пород, примерно 20 процентов которых составляют, по-видимому, базальты вулканического происхождения.

4. Морфология Луны близка к земной. Геологи считают следы эволюции на Луне по своему характеру идентичными следам, вызываемым на Земле подземными взрывами.

5. Селенодезические исследования показали, что Луна имеет некоторую несферичность, а центр массы Луны несколько смещен по направлению к Земле. Центральные части Луны не столь плотны, как предполагалось. Плотность глубинных слоев почти постоянна в отличие от Земли, которая имеет плотное ядро и менее плотную мантию.

6. Метеорная обстановка, так же как и радиационная, представляет собой серьезной опасности для космонавтов.

В интерпретации снимков между американскими учеными нет согласия. Как отметил один из них, снимки, полученные аппаратами «Рейнджер» и «Лунар Орбитер», представляют собой «магическое зеркало», в котором каждый ученый видит отражение своей собственной теории о происхождении Луны и ее физических характеристиках.

ПЕРВЫЕ ПОЛЕТЫ К ЛУНЕ («ЛУНА-1» И «ЛУНА-2»)

Некоторые общие вопросы проблемы полета к Луне

Запуск ракеты на Луну является весьма сложной научной и технической проблемой.

Для полета к Луне необходимо было создание совершенной многоступенчатой ракеты с мощными ракетными двигателями, работающими на высококалорийном топливе, особо точной системы управления полетом ракеты, наземного стартового оборудования и автоматического измерительного комплекса для слежения за полетом ракеты.

Траектория полета к Луне состоит из трех частей: участка разгона, на котором под действием тяги двигателей ракета выводится в определенную точку пространства, приобретая необходимую скорость, участка свободного полета, который начинается после выключения двигателя последней ступени ракеты и отделения станции, а также участка полета под действием притяжения Луны.

На участке разгона, чтобы преодолеть земное притяжение, космическая ракета должна набрать скорость, чуть большую, чем вторая космическая скорость, которая У поверхности Земли составляет 11,19 километра в секунду. Эта скорость, называемая также параболической скоростью, является критической в том смысле, что при меньших скоростях, называемых эллиптическими, тело либо становится спутником Земли, либо, поднявшись на некоторую предельную высоту, возвращается на Землю. При скоростях, больших второй космической скорости (гиперболических скоростях) или равных ей, тело способно преодолеть земное тяготение и навсегда удалиться от нашей планеты.

На участке свободного полета до сближения станции с Луной основное влияние на ее движение оказывает сила притяжения Земли, уменьшающая скорость движения станции примерно до 2 километров в секунду у Луны. Вследствие этого траектория движения ракеты относительно центра Земли очень близка к гиперболе, для которой центр Земли является одним из фокусов. Траектория наиболее искривлена вблизи Земли и распрямляется с удалением от нее.

Запуску ракеты на Луну предшествовали теоретические исследования и технические расчеты, позволившие определить траектории и время пуска, обеспечивающие решение задачи о достижении Луны при наивыгоднейших условиях. Другими словами – необходимо было прежде всего произвести расчеты для получения оптимальных траекторий полета с максимально полезным грузом.

Принципиально запуск ракеты для достижения Луны возможен в любой день, т. е. при любом положении Луны в ее движении по орбите вокруг Земли.

Однако расчеты показывают, что при запуске ракеты с земной поверхности энергетически запуск выгодно осуществлять в определенные астрономические сроки.

Напомним, что плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости земного экватора. Вследствие этого при движении по орбите склонение Луны, т. е. угол, составленный направлением от центра Земли к Луне с плоскостью земного экватора, меняется.

В связи с этим с территории Советского Союза энергетически выгодно осуществлять запуски тогда, когда Луна находится вблизи точки своей орбиты с минимальным склонением. В этом случае на участке разгона ракета будет двигаться с наименьшим углом к земной поверхности, и потери скорости вследствие притяжения Земли будут минимальными. Это обеспечивает посылку на Луну максимального груза.

При старте в более поздние или более ранние сроки вес полезного груза уменьшается.

В то же время