Польоти на Місяць

У космічному просторі всі тіла знаходяться в безперервному русі. Планети рухаються навколо Сонця, а навколо планет рухаються їх супутники – місяця. Вивченням цього руху займається особлива наука – небесна механіка.

Рух будь-якого космічного апарату, як і будь-якого небесного тіла, відбувається за законами небесної механіки. Воно суворо підпорядковане закону інерції і закону всесвітнього тяжіння. У той же час сила тяжіння (зокрема, сила тяжіння Землі) є головною перешкодою на шляху людини в космос. Щоб здійснити космічний політ, треба подолати цю силу. Але як? Швидкістю!
Збільшуючи швидкість тіла, можна досягти такої її величини, при якій запущене тіло не впаде назад на Землю, а стане її супутником. Розрізняють три космічні швидкості.

Перша космічна швидкість – це така мінімальна початкова швидкість, при досягненні якої запущене тіло стає штучним супутником Землі. Поблизу земної поверхні (при відсутності атмосфери) вона становить 7,9 км / с.

А що станеться, якщо в момент відділення космічного апарату від ракети-носія його швидкість перевищить першу космічну?

Тоді він буде обертатися навколо Землі не по круговій, а по витягнутій – еліптичній орбіті. Подальше збільшення швидкості може привести до того, що еліптична орбіта розімкнеться – стане параболою – і наш космічний посланець віддалиться в міжпланетний простір, перетвориться в супутник Сонця. Для цього ракета повинна розвинути другу космічну швидкість – 11,2 км / с. Її ще називають швидкістю звільнення, або критичною швидкістю.

Неважко здогадатися, до чого може привести подальше її розвиток. При досягненні швидкості 16,7 км / с поблизу Землі (в напрямку її орбітального руху) ракета розірве ланцюга сонячного тяжіння і назавжди відлетить за межі Сонячної системи в міжзоряний галактичний простір. Ця швидкість називається третьою космічною швидкістю.

Як відомо, в земних умовах зміна швидкості може не викликати зміни напрямку руху. Наприклад, автомобіліст може їхати по одній і тій же дорозі з різними швидкостями.

А в космосі?

Там справа йде зовсім інакше. Щоб змінити напрямок польоту або здійснити маневр, необхідно змінити швидкість космічного корабля. Досить повідомити кораблю короткочасне прискорення, і він відразу ж змінить напрямок руху, тобто перейде на іншу орбіту.

Таким чином, форма орбіти, або, просто кажучи, напрямок руху, космічного апарату цілком залежить від швидкості, яку йому повідомила ракета-носій до моменту закінчення роботи двигунів. І тому орбіти бувають чотирьох видів: кругові, еліптичні, параболічні або гіперболічні. За параболічних орбітах рухаються космічні апарати, які досягли другої космічної швидкості, по гіперболічним – третій. Зауважимо, що за таким же орбітах відбувається рух усіх небесних тіл.

У 1958 році в Радянському Союзі була створена космічна ракета, здатна повністю подолати силу земного тяжіння. Запуском цієї ракети було покладено початок польотів до Місяця.

2 січня 1959 року в сторону Місяця стартувала перша радянська космічна ракета. В кінці ділянки розгону її останній ступінь досягла другої космічної швидкості (а потім перевищила її) – 11,2 км / с. Як відомо, така швидкість необхідна для повного подолання сили земного тяжіння і польоту в міжпланетний простір.

Після виходу ракети на траєкторію, близьку до розрахункової, від неї відокремилася автоматична міжпланетна станція (АМС) “Місяць-1”. Це була невелика наукова космічна лабораторія (вона важила 361 кг), оснащена вимірювальною апаратурою, радіопередавачі і джерелами електроживлення.

4 січня 1959 року в 5 годині 59 хвилин за московським часом (всі наступні події теж даються за московським часом) автоматична станція пролетіла над північною півкулею Місяця і, назавжди покинувши сферу земного тяжіння, вийшла на околосолнечную орбіту – стала першою штучною планетою. Люди назвали її “Мрією” в знак звершення зухвалої мрії людства.

12 вересня 1959 року в Радянському Союзі була запущена друга космічна ракета. Вчені точно розрахували час її старту, напрямок запуску, початкову швидкість, і ракета рухалася прямо на ціль. Цією метою була Місяць.

14 вересня 1959 року в 0 годин 2 хвилини 24 секунди автоматична станція “Луна-2” і остання ступінь ракети досягли поверхні Місяця.

Радіоастрономічні спостереження підтвердили той факт, що місцем падіння “місячника” дійсно є східна околиця Моря Дощів, облямована Апеннінами. Саме десь тут, близько кратера Автолік, можна буде розшукати вимпели, виготовлені в Ленінграді на Монетному дворі і доставлені на Місяць нашим космічним посланцем.

На відзначення цієї науково-технічного досягнення то місце на Місяці, куди “Луна-2” доставила наші вимпели, було названо Затокою місячника.

Магнітні вимірювання, зроблені “Місяцем-2”, показав, що наш супутник практично не має власного магнітного поля і радіаційного поясу. Навколомісячному простір майже не відрізняється від міжпланетного простору.

Мільйони років тому приливної вплив Землі на Місяць призвело до того, що період її обертання навколо осі зрівнявся з тривалістю обертання по орбіті, і Місяць як би “завмерла в нерухомості”. З того часу наш супутник так і залишився поверненим до Землі однією стороною, а його протилежну півкулю виявилося недоступним для наземних спостережень.

4 жовтня 1959 року місячну трасу кинулася третя радянська космічна ракета. Після того як останній ступінь ракети вийшла на розрахункову траєкторію, від неї відокремилася автоматична станція “Луна-3”. Їй потрібно було зробити складний політ по облетного траєкторії навколо Місяця, під час якого вона повинна була сфотографувати зворотну сторону нашого супутника.

Коли 7 жовтня станція, огинаючи Луну, вийшла на лінію Луна-Сонце, з Землі була подана команда, по якій станція повернулася так, щоб об’єктиви фотоапаратів виявилися спрямованими на Місяць. За другою командою “Луна-3” приступила до зйомки.

Всього на знімках було виявлено 499 різних утворень місячного рельєфу. І хоча перша фотографія зворотнього боку Місяця була далека від досконалості, але її по праву назвали фотографією століття! Після польоту “Місяця-3” більш 1/3 невидимого боку Місяця залишилася ще необследованной. Дозйомка цієї таємничої області здійснила 20 липня 1965 радянська автоматична станція “Зонд-3”.

Головний сюрприз, який піднесла вченим зворотна сторона Місяця, – це майже повна відсутність “морів”. Якщо на видимому півкулі вони займають близько 40% місячної поверхні, то на протилежному – менше 10%. У західному секторі невидимого півкулі знаходиться зовсім невелике кратерне Море Москви Затока Астронавтів, в східному – Море Східне, в центральній частині – Море Мрії. Море Східне цілком можна порівняти з Морем Дощів на видимій стороні Місяця. І, як вважають вчені, Море Східне, як і Море Дощів, теж ударного походження – утворилося в результаті падіння малого небесного тіла (астероїда або кометного ядра). Тільки воно з’явилося на Місяці, мабуть, в пізнішу епоху.

Найбільш цікаве відкриття, зроблене по знімках станції “Зонд-3”, – це виявлення на зворотному боці Місяця неглибоких мореподобних утворень. Вони являють собою досить великі западини, що не затоплені лавою і досягають в поперечнику декількох сотень кілометрів. Дно у них світле, материкового типу, вкрите дрібними кратерами. Подібні депресії (западини) отримали назву таласоїд, тобто мореподобних. У центральній зоні зворотного боку Місяця розташований один з найбільших місячних таласоїд – Корольов, діаметр якого близько 400 км.

Таким чином, вивчення знімків зворотного боку Місяця дозволило вченим-селенологи зробити дуже важливий і безперечний висновок про асиметрію місячних півкуль. Північний і південний материкові щити, розділені на видимому півкулі Місяця “морським” ландшафтом, на її зворотному боці утворюють суцільний масив. Найважливіша особливість поверхні зворотної сторони Місяця – це наявність глобального материкового покриву. А розташовані на ній “моря” представляють собою не більш як замкнуті внутрішньоматерикові освіти.

У програмі підготовки польоту людини на Місяць особлива увага приділялася розвідці місячної поверхні з близької відстані. Деякі зарубіжні вчені стверджували, що місячні “моря” покриті товстим шаром пилу … Тому виникали побоювання за долю місячного екіпажу. Адже якщо такий шар дійсно існує, то важкий космічний корабель загрузне в ньому, і космонавти не зможуть повернутися на Землю.

Правда, радіоастрономічні дослідження місячної поверхні, які проводили радянські вчені, спростовували “пилову гіпотезу”. Але радіоастрономія в ту пору була наука ще зовсім молода, і, як завжди буває в таких випадках, спочатку їй не дуже довіряли. А структуру верхній шар Місяця треба було знати точно, напевно. Адже від цього буде залежати конструкція посадкового пристрою ракети і, в кінцевому рахунку, благополуччя і життя людей, вперше дерзнули здійснити політ на Місяць.

3 лютого 1966 року в 21 годині 45 хвилин 30 секунд за московським часом радянська станція “Луна-9” вперше зробила м’яку посадку на Місяць. Примісячення відбулося! Місцем прибуття станції була західна околиця Океану Бур.

Через 7 годин після посадки “Луна-9” приступила до “огляду” місячного ландшафту і передачі його зображень на Землю.

Тут дуже важливо відзначити, що на Місяці біля станції не було виявлено навіть слідів пилу. Тієї самої пилу, про яку стільки писали фантасти і яка дійсно могла стати причиною загибелі екіпажу, що насмілився опуститися на сипучу гладь місячного “моря”.

 

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Скільки років Землі?