Текст книги "Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам"

Автор книги: Вячеслав Довгань

сообщить о нарушении

Текущая страница: 19 (всего у книги 22 страниц)

На следующий день, 9 мая в День Победы в 21 ч начался сеанс 502. Солнце ещё низкое – 24 градуса. В 21 ч 22 мин началось движение в направлении на юго-восток. Обычные наблюдения, время от времени измерения физико-механических свойств грунта прибором ПрОП. В 22 ч 57 мин движение закончено. Далее была проведена панорамная съёмка. Сеанс закончили в 23 ч 58 мин.

Рис. 94. Панорама лунной поверхности, переданная 9.05.1973 г.

Рис. 95. Последняя панорама лунной поверхности, переданная 9.05.1973 г.

Следующий сеанс (№503) начался 10 мая в 15 ч 08 мин. Высота Солнца 34 градуса. Задача сеанса: движение в северо-восточном направлении к подножию материкового склона. Но в 15 ч 16 мин поступил доклад бортинженера о повышении температуры в приборном отсеке лунохода до 47 градусов. Ясно, что уже перегреваемся. Экипаж решил найти горизонтальную площадку и выставить луноход в направлении на восток, понимая, что его активная деятельность заканчивается, но надо оставить возможность работы с уголковым отражателем. Развернулись и выключились в 15 ч 22 мин 50 с со слабой надеждой, что в следующем, 504 сеансе луноход на наши сигналы откликнется. Не откликнулся. И это был конец работы.

О.Г. Ивановский так описывает это событие (с чьих слов, я не знаю): «...оператор-водитель принял вместе с экипажем решение луноход сдать назад. А солнечная панель была откинута. И получилось так, что крышкой солнечной панели он въехал в стенку этого невидимого, ведь камеры смотрели только вперёд, кратера. Он черпнул лунный грунт на солнечную панель. А после того, как выбрались, решили эту панель закрыть. Но лунная пыль такая противная, что её так просто не стрясёшь. За счёт запыления солнечной батареи упал зарядный ток, а из-за того, что пыль стряслась на радиатор, нарушился тепловой режим.

В итоге в этом злополучном кратере «Луноход-2» и остался. Все попытки спасти аппарат закончились ничем».

Генеральный директор НПО им. С.А. Лавочкина Алексей Пантелеймонович Милованов (его тоже на этом сеансе не было) в своих «Записках руководителя оборонного предприятия» пишет: «Погиб он случайно. Экипаж... получает телевизионное изображение... с задержкой в 2,5 с. (Задержка составляла около 10 секунд:режим 2 (5,76 с) и сигнал идёт 4,1 с – авт.). В это время аппарат продолжает движение. Случилось так, что луноход, продолжая движение, съехал в небольшой, но глубокий кратер. Когда на Земле получили телевизионное изображение (картинку), сделать уже было ничего нельзя» [51].

В монографии [22] на с. 110 упоминается: «На пятый лунный день, 9 мая 1973 г., луноход, пытаясь выбраться из кратера, зачерпнул тарелкой солнечной батареи пыль со стенки кратера. Этого не произошло, если бы одна из телекамер располагалась сзади. В результате пыль налипла и на солнечную батарею, и на радиатор – охладитель».

Существуют и другие публикации авторов, которые не были участниками этой программы.

Но экипаж вывел его из кратера, удалился от него, успев передать и 92-ю панораму после выхода на горизонтальную площадку. К тому же не надо забывать, что движение осуществлялось по телевизионным кадрам, которые также шли и на запись. Они сохранялись у О.Г. Ивановского. К сожалению, с ними мне удалось познакомиться, спустя 42 года.

Автором этих материалов является Б.В. Непоклонов. По свидетельству P.M. Мэнна, телевизионные кадры сеанса №411 и «Записку» ему передал О.Г. Ивановский.

«Записку» привожу в несколько отредактированном виде.

«Лаборатория №43 ИКИ АН СССР

Кратер, изображённый на кадрах МКТВ № 856-873 (сеанс 411), по чёткости, выраженности бровки, сохранности и морфологии вала, каменистости, особенностям камней, связанных с ним, относится к морфологическому классу В. Форма кратера чашеобразная. Его диаметр оценивается по ширине колеи около 6 м. Съёмка кратера проводилась при высоте Солнца около 30°, тени внутри него нет, но теневой склон освещён сравнительно слабо, поэтому можно сделать вывод, что крутизна его внутренних склонов несколько меньше 30°.

Оценка крена и дифферента лунохода по углам наклона и высоте линии горизонта на кадрах №№ 779-781 даёт крутизну внутренних склонов рассматриваемого кратера в пределах 20-25°, что согласуется с предыдущей оценкой и характерно для кратеров класса В.

Для чашеобразных кратеров класса В среднее отношение его глубины к диаметру (Н/Д) равно 0,125, поэтому глубину описываемого кратера, учитывая хорошую сохранность вала, можно оценить величиной около 0,8 м.

На рассмотренных кадрах МКТВ видно, что глубина следов колёс шасси на валу и внутренних склонах достигает 0,1-0,2 м. Это говорит о незначительной плотности и связности верхнего слоя реголита в рассматриваемом кратере на глубину не менее 0,2 м.

Подобное же явление наблюдалось во втором лунном дне в кратере класса В диаметром около 12 м, около которого был сделан магнитометрический крест.

Дно и склоны рассматриваемого кратера покрыты кратерами меньшего размера. Особое внимание следует обратить на кратер, который почти не виден даже на стереомодели. Похоже, он относится к классу В, а, возможно, даже и АВ. Расположен он ближе к склону, по которому луноход выходил из шестиметрового кратера. При таком сочетании кратеров (нахождение двухметрового кратера в шестиметровом) привело к дополнительному разрыхлению реголита и увеличению глубины кратера до 1,1 м.

Необходимо также учесть, что описываемый шестиметровый кратер класса В расположен на внутреннем склоне значительно более крупного кратера класса С (возможно, ВС). Это также привело к изменению крутизны внутренних склонов. Кроме того, реголит в этом месте в связи с многократным наложением ударно-взрывных кратеров, вероятно, имел более тонкий механический состав, чем на участках, не испытавших многократного ударно-взрывного воздействия.

Кратеры класса В меньшего размера преодолевались луноходом неоднократно без особого труда. Кратеры класса В большего размера, хотя и с некоторым трудом, также преодолевались без ущерба для аппарата.

Например, упоминавшийся выше кратер В диаметром 12 м был расположен в зоне переработанных выбросов из более крупного кратера. Его поверхность также имела множество кратеров меньшего размера (диаметром около 2-3 м). Реголит так же, как и в исследуемой ситуации, испытал многократное дробление, имел относительно малую плотность и был на внутренних склонах и гребневой части вала слабо связующим до глубины около 0,2 м.

Отсюда можно сделать вывод, что морфологические особенности кратеров класса В и свойства реголита, залегающего внутри них, не представляли для аппарата особой опасности, хотя на их преодоление требуется затрата дополнительных усилий.

Представляется, что в рассматриваемой ситуации отрицательную роль сыграла комбинация размеров кратеров (при этом двухметровый кратер располагался близко от внутреннего склона или даже в его нижней части) с размерами лунохода с открытой панелью. При его манёврах внутри кратера, вероятно, создалась ситуация, когда при движении назад он заехал задними колёсами в малый кратер. На кадрах МКТВ видно, что такая ситуация, по крайней мере, создавалась три раза, причём колёса углублялись в реголит на 0,1-0,2 м. За счёт этого панель опустилась очень низко, задела за склон и могла зачерпнуть реголит.

Это могло произойти и в случае, если бы поверхность кратера не имела сравнительно крупных осложняющих форм диаметром до 2 м.

Луноход с открытой на 180° панелью имеет длину около 4 м, т.е. несколько более половины диаметра этого кратера и высота панели над горизонтальной поверхностью около 1 м. Колёса при манёврах и при высоком коэффициенте буксования заглубляются в грунт до 0,2 м, в результате чего глубина кратера как бы «увеличивается» на эту величину. К тому же, как показали наземные испытания лунохода, в режиме движения вперёд при выдаче команды «Стоп» корпус лунохода делал резкие колебания, продолжавшиеся до 6 с. А при движении задним ходом в момент его остановки между открытой панелью и поверхностью оставалось около 0,2-0,25 м. (Результаты таких испытаний приводятся P.M. Мэнном в [52]). Поэтому даже при незначительном перемещении лунохода назад панель могла задеть верхнюю часть внутреннего склона кратера.

Итак, следует рекомендовать:

1. Кратеры класса В диаметром от 4 до 10 м. и несколько больше, особенно если они расположены на склоне и имеют на своих поверхностях кратеры классов А, АВ, В (до ВС), вероятно, нужно считать непригодными для преодоления.

2. Во всех случаях, когда луноход в силу создавшихся обстоятельств вынужден совершать манёвры внутри кратеров класса В указанных диаметров, панель должна быть закрыта или приподнята. Если это сделать нельзя, то маневры, связанные с движением назад не должны совершаться.

3. Представляется необходимым провести испытания, имитирующие подобные ситуации».

Рис. 96. Приложение к «Записке»

Следует присовокупить и фотосъёмку, осуществлённую американским спутником LRO, фрагменты которой подтверждают место и время сложившейся ситуации в конце четвёртого и начале пятого лунного дней.

Рис. 97. Маршрут движения «Лунохода-2» в четвёртый и пятый лунные дни

Рис. 98. Место вечной стоянки «Лунохода-2» (фото, снятое камерами американского спутника LRO и опубликованное 15 марта 2010 г.)

В пятом лунном дне по данным штурмана В.Г. Самаля «Луноход-2» прошёл 883,4 м.

Помню, что настроение было у всех подавленное. Лично я чувствовал свою вину в том, что не смог добиться принятия правильных (я в этом уверен и до сих пор) предложений экипажа. Мы бы ещё поработали с нашим луноходом!

Все участники работы по «Луноходу-2» быстро разъехались к местам расположения своих предприятий, а экипаж – к месту своей основной службы. Итоговое совещание ОТР прошло быстро, и.о. руководителя ГОГУ сослался на то, что итоги будут подводиться в Москве.

Научно-технический отчёт за пятый лунный день (также как и итоговый) нами не был составлен. По крайней мере, данных по наработке научных приборов, по которым я был ответственным от экипажа, от меня не запрашивали.

И только спустя три недели (!), 3 июня, было опубликовано сообщение ТАСС о завершении работ с луноходом. Это был «официальный некролог», в котором, однако, не указывалась причина завершения его миссии.

Итак, «Луноход-2» смог превысить отпущенные ему номинальным ресурсом три месяца. Исследования велись на восточной окраине Моря Ясности в кратере Лемонье – в переходной зоне «море-материк». Особый интерес представляли исследования в непосредственной близости к крупному тектоническому разлому «Борозда Прямая». За пять лунных дней, передвигаясь в условиях иногда сложного рельефа, луноход преодолел путь в 3.5 раза больше, чем «Луноход-1» (табл. 4).

Таблица 4

Путь, пройденный «Луноходом-2»

На протяжении более 40 лет эта оценка не подвергалась сомнению, хотя измерения пройденного пути с помощью одометра, по определению, не могли иметь высокую точность, так как их погрешность составляла 10-15 %.

До последнего времени точное местонахождение «Лунохода-2» и последней «остановки» аппарата было точно неизвестно в связи с отсутствием оптических данных о поверхности Луны с высокой разрешающей способностью. Благодаря запуску к Луне орбитального зонда Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, NASA) в 2009 г. у исследователей появилась возможность увидеть поверхность Луны с высоким разрешением (0,4-1,6 м/пиксель).

Архивные данные и новые снимки позволили восстановить с высокой точностью маршрут «Лунохода-2». Публикация детальных снимков, сделанных американским КА LRO, позволила КЛИВТ МИИГАиК под руководством И.П. Карачевцевой сопоставить результаты в счисления пути, проведенных в луноходных миссиях, и снятыми путевыми картами со следами, оставленными луноходами. Расчеты показали, что фактическая длина пройденного пути «Луноходом-1» составила 9,93 км, а «Луноходом-2» 42,1 42,2 км.

За четыре месяца было проведено 60 сеансов радиосвязи. С помощью бортовой телевизионной аппаратуры на Землю были переданы 92 панорамы (по данным НПОЛ – 93), а не 86 (как приведено в сообщении ТАСС) и около 89 тысяч телевизионных снимков лунной поверхности. В ходе съёмки были получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей рельефа, позволившие провести детальное изучение строения поверхности Луны.

В 493 точках системой ПрОП определялись физико-механические свойства грунта, а в 23 проведён экспресс-анализ химического состава лунных пород с помощью аппаратуры «РИФМА-М».

Рис. 99. Карта маршрута движения «Лунохода-2»

По всей трассе движения проводились измерения магнитного поля и намагниченность лунных пород, результаты которых позволили получить информацию о внутреннем строении Луны до глубин около сотен километров.

С помощью астрофотометра проведены измерения яркости лунного неба в различные периоды суток.

Впервые с поверхности Луны выполнены измерения светимости лунного неба, предварительный анализ которых показал, что Луна окружена слоем пылевых частиц, сильно рассеивающих видимый солнечный свет и отражённый свет Земли.

Также впервые проводилась лазерная пеленгация лунохода с помощью установленных в нескольких обсерваториях страны оптических квантовых генераторов и фотоприёмника, установленного на «Луноходе-2», лазерного излучения «Рубин-1». Эксперименты по лазерной локации с помощью французского уголкового отражателя выполнялись во время стоянок лунохода в период лунной ночи, а также после завершения программы работы лунной лаборатории. Советскими учёными было проведено свыше 40 сеансов лазерной локации. При этом точность определения расстояния до Луны составила около 40 сантиметров! Систематические измерения расстояния до нашего естественного спутника со столь высокой точностью имеют большое значение, как для изучения сложного движения Луны, так и для проведения геофизических и геодезических исследований.

На протяжении всего периода работы бортовые системы и конструкции лунохода выдерживали значительные динамические нагрузки и хорошо переносили разные температурные колебания. В приборном контейнере постоянно поддерживались заданные параметры микроатмосферы: температура – от 12 до 32 градусов по Цельсию, давление – от 770 до 830 мм рт.ст.

Четыре месяца экипаж управлял луноходом без стрелочных показаний значения углов и дифферента на приборах, ориентируясь только по горизонту Луны и доверяясь интуиции водителей. Следует отметить, что опыт экипажа сказался и при появлении непредвиденной ситуации после мягкой посадки «Луны-21».

Полученная с помощью лаборатории научная информация послужила дальнейшему расширению знаний о Луне и окружающем космическом пространстве. Сообщение ТАСС заканчивалось так: «Результаты проведённых научно-технических исследований и экспериментов будут опубликованы».

К научно-техническим приоритетным достижениям этой экспедиции относятся рекорды, зарегистрированные и подтверждённые дипломами Международной астронавтической федерацией (FAI):

♦ мировой рекорд максимальной массы автоматического самодвижущегося аппарата на поверхности Луны в классе «С»;

♦ мировой рекорд общего расстояния, покрытого самодвижущимся аппаратом на поверхности Луны в классе «С».

В издательстве «Наука» планировался выпуск книги «Передвижная лаборатория на Луне «Луноход-2», но, к сожалению, в свет так она и не вышла.

Глава 11
ЗАВЕРШАЮЩИЙ ЭТАП ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ЛУННОЙ ПРОГРАММЫ

Ракета-носитель «Протон-К», стартовавшая с Байконура 29 мая 1974 г. в 11 ч 56 мин 51 с, вывела на траекторию полёта к Луне станцию «Луна-22» (Е8-ЛС №206) [22].

Оперативно-техническое руководство её управлением возлагалось на ГОГУ, руководил которой полковник Н.Г. Лан. Организационная структура управления объектом не менялась.

30 мая скорректировали траекторию, и 2 июня станция вышла на орбиту ИСЛ. «Луна-22» по поставленным задачам, конструкции и составу бортовой аппаратуры практически повторяла «Луну-19». Несколько изменился состав комплекса научной аппаратуры.

Состав научной аппаратуры:

– патрульный дозиметр РВ-2Н-1 (НИИЯФ МГУ) с автономным записывающим устройством для контроля радиационной обстановки, а также для изучения различных характеристик солнечных и галактических космических лучей малых энергий;

– автоматическая радиометрическая лаборатория АРЛ-М (ГЕОХИ) для определения интенсивности и спектрального состава гамма-излучения лунных пород;

– магнитометр СГ-70 (разработка ИЗМИРАН) для изучения магнитного поля Луны с датчиками, установленными на немагнитной штанге длиной около двух метров;

– аппаратура СИМ-РМЧ для определения плотности метеорного вещества в космическом пространстве;

– прибор АКР-1 для регистрации низкочастотного космического радиоизлучения в диапазоне частот 50 кГц – 1 МГц.

Кроме научных, на станции "Луна-22" уже в полёте проводились инженерно-технические эксперименты, для чего были размещены:

– восемь однотипных пар трения с использованием материалов из сплавов АМГ6 и Д16Т с различными видами твердых смазочных покрытий;

– 12 типов покрытий с различными отражающими свойствами.

Для получения изображений отдельных районов лунной поверхности на борту аппарата были установлены две оптико-механические телевизионные камеры.

С целью проведения детальной телевизионной съемки выбранных районов лунной поверхности 9 июня была осуществлена коррекция траектории, в результате чего станция перешла на эллиптическую орбиту с максимальной высотой над поверхностью Луны (в апоцентре) – 244 км и минимальной высотой (в перицентре) – 25 км. Телевизионные съёмки исследуемых районов Луны, рельефа и состава лунных пород передавались на Землю с 09 по 13 июня.

Было проведено четыре сеанса картографирования поверхности Луны. Запланированный пятый сеанс был отменён в связи со значительным понижением перицентра орбиты (с 24,5 км 9.06.1974 г. до 15,4 км 12.06.1974 г.). Полученные телевизионные панорамы отличались высоким разрешением и хорошим качеством. Одновременно со съёмкой с помощью радиовысотомера «Вега» подробно изучался характер рельефа разных участков и определялся химический состав лунных пород по их гамма-излучению.

Для повышения орбиты 13 июня была проведена коррекция, в результате чего высота апоселения выросла до 299 км, а периселения до 181 км. Период орбиты – 2 ч 11 мин 34 с.

На втором этапе полёта, уже по селеноцентрической орбите, проводились гравитационные, научные и инженерно-технические исследования.

Для уточнения модели гравитационного поля спутника Земли 11 ноября «Луна-22» была переведена на орбиту с параметрами: максимальная высота над поверхностью небесного тела – 1437 км, минимальная высота – 171 км, наклонение к плоскости лунного экватора – 19° 33', период обращения – 3 часа 12 мин.

В ходе полёта:

♦ получены данные о потоках космических лучей с временным разрешением ~ 20 мин;

♦ на высотах 17-20 км обнаружены локальные магнитные поля величиной в – 100 γ и протяжённостью от нескольких до 50-60 км;

♦ получено большое количество рентгеновских и гамма-спектров по одному или нескольким общим признакам: координаты ЛКА над лунной поверхностью, положение относительно Солнца, уровень активности последнего;

♦ получены данные о рентгеновском излучении Солнца;

♦ получены флуоресцентные спектры лунной поверхности и спектры на трассе перелёта Земля-Луна;

♦ при помощи прибора АКР-1 было исследовано спорадическое излучение Солнца и Юпитера. Отмечено повышение активности Юпитера после солнечных протонных вспышек;

♦ проведено двухчастотное радиопросвечивание окололунного пространства. Получены высотные профили распределения электронной концентрации в окололунном пространстве.

Общее время активного существования «Луны-22» составило 18 месяцев, что превысило запланированное в шесть раз.

Программа полёта была выполнена полностью.

С целью ещё раз доставить образцы лунного грунта на Землю 28 октября 1974 г. в 17 ч 30 мин 32 с «Протон-К» вновь направил ЛКА к нашей соседке – Луне. На сей раз это была «Луна-23» (Е8-5М №410). Примечательно, что начиная с «Луны-15», стартовая масса всех последующих «лунников» была примерно одинаковой – 5700-5800 килограммов. Возвращаемая капсула, то есть «сухой остаток» миссии – 34-35 кг.

На посадочной платформе стояло новое усовершенствованное грунтозаборное устройство (ГЗУ). Оно было создано Конструкторским бюро общего машиностроения (КБОМ) и его Ташкентским филиалом (впоследствии ТашКБМ) под руководством академика В.П. Бармина. Заказчиком ГЗУ и практически одним из создателей его являлось НПО им. С.А. Лавочкина.

В связи с жёсткой установкой ГЗУ на корпусе посадочной ступени из состава аппаратуры были исключены телефотометры и светильники. Конструкция возвратной ракеты и спасаемого аппарата остались без изменений, за исключением герметизируемой капсулы для размещения грунта, чей диаметр был увеличен с 68 до 100 мм.

На трассе перелёта 31 октября была проведена коррекция траектории. При подлёте к Луне 2 ноября включением двигателя КТДУ проведено торможение, и станция вышла на орбиту ИСЛ, близкую расчётной.

Для обеспечения посадки 4 и 5 ноября были осуществлены коррекции орбиты. В результате станция перешла на эллиптическую орбиту с максимальной высотой над поверхностью Луны 105 км и минимальной высотой 16 км 290 м.

В заданное время 6 ноября была включена ДУ для схода ЛКА с орбиты. Первый этап торможения прошёл штатно и закончился на высоте 2 км 280 м.

После выключения двигателя включился доплеровский измеритель скорости ДА-018. На высоте 400-600 м переключение на второй диапазон измерений по каналу дальности не произошло, поэтому скорость к моменту посадки более чем вдвое превысила допустимую (11 м/с вместо 5 м/с). К тому же площадка места посадки оказалась с углом наклона 10-15°. При скорости и перегрузках, вдвое превышавших допустимые, в момент посадки произошло опрокидывание аппарата, что привело к механическому повреждению объекта, разгерметизации приборного отсека и отказу дециметрового передатчика.

Попытки по командам с Земли включить ГЗУ и подготовить возвратную ракету к старту ни к чему не привели, что подтвердила информация от радиокомплекса возвратной ракеты. Доставка образцов грунта на Землю стала невозможной, и 9 ноября работа с «Луной-23» была прекращена[21]21
  В 2010 г. лунным орбитальным зондом LROC NAC был обнаружен астрономический объект 2010 KQ. Как считают учёные, он является искусственным и, вероятно, представляет собой станцию «Луна-23».


[Закрыть].

В середине 1975 г. были проведены организационно-штатные мероприятия в Центре КИКа. Начальником отдела по управлению КА дальнего космоса народно-хозяйственного назначения стал подполковник С.И. Тор– бин, его заместителем – подполковник Ю.В. Дулин. Все работы по лунным программам проекта «Е» были сосредоточены в лаборатории, которую возглавил подполковник И.Л. Фёдоров.

Произошли изменения (по линии военных) и в руководстве структур управления лунными аппаратами. Руководителем ГОГУ стал полковник Л.В. Онищенко, его заместителем – полковник В.М. Никольский. Заместителем руководителя группы управления В.Н. Сморкалова был назначен И.Л. Фёдоров. От его лаборатории в ГУ входили К.К. Давидовский, Н.М. Ерёменко, С.В. Кирюшкин, Г.Г. Латыпов и В.М. Сапранов.

Очередная попытка челночного рейса и доставки лунного грунта была предпринята 16 октября 1975 г. Старт PH «Протон-К» состоялся в 17 ч 04 мин 56 с. Однако ЛКА Е8-5М №410 на трассу полёта к Луне не вышел из-за отказа ДУ разгонного блока.

Учитывая весь комплекс работ по межпланетной и "прикладной" тематике, М3 имени С.А. Лавочкина мог производить один луноход в два года. Поэтому очередной луноход 8ЕЛ №205 был изготовлен в 1975 г. Аппарат стал ещё одним шагом вперёд по сравнению со своими предшественниками. Телевизионная система лунохода стала стереоскопической: разработчики умудрились обеспечить одновременную передачу с двух телекамер сразу. Телевизионная стереопара стояла в поворотном гермоблоке, который значительно расширял возможности обзора. Гермоблок размещался на выносной штанге, как и третья камера на «Луноходе-2». От других телекамер, жёстко закреплённых на луноходе конструкторы вообще отказались. Теперь для обзора местности луноход мог не разворачиваться всем корпусом.

Аппарат 8ЕЛ №205 прошёл весь цикл наземных испытаний и был подготовлен к экспедиции на Луну. Но так и остался на Земле. Причин тому было несколько. Прежде всего изменилось отношение к лунной тематике руководства завода. Генеральный директор С.С. Крюков активно отстаивал программу доставки на Землю марсианского грунта. Все силы ОКБ были брошены на решение этой задачи. В лунной тематике на модифицированных станциях для доставки лунного грунта Е8-5М уже отрабатывались некоторые элементы марсианской "грунтовой" программы. Однако лишь «Луне-24» удалось провести штатный полёт Е8-5М. По словам О.Г. Ивановского, следующим запуском должен был стать «Луноход-3». Его запуск планировали в 1977 г. Но к этому времени PH 8К82К активно использовалась для вывода на стационарную орбиту советских спутников связи. Лишнего носителя для пуска не нашлось. Луноход 8ЕЛ №205 вместо Луны попал в музей НПО имени С.А. Лавочкина. Там он находится и по сей день.

Только год спустя, 9 августа 1976 г. в 18 ч 4 мин 12 с с космодрома Байконур за грунтом отправился новый «бурильщик-грузовик» – «Луна-24» (Е8-5М №413). По конструкции это был полный аналог «Луны-23» [22, 52].

Рис. 100. «Луноход-3»

Для вывода станции в заданную точку окололунного пространства 11 августа на трассе перелёта была проведена коррекция траектории. При подлёте к Луне 14 августа после торможения ЛКА перешёл на круговую селеноцентрическую орбиту. Для формирования условий схода с орбиты 16 и 17 августа проводились коррекции траектории движения, в результате чего станция стала совершать полёт по эллиптической орбите с максимальной высотой над поверхностью Луны 120 км и минимальной – 12 км.

После включения тормозного двигателя 18 августа в 9 ч 36 мин «Луна-24» совершила мягкую посадку в юго-восточном районе Моря Кризисов в точке с координатами 12° 45' с.ш. и 62° 12' в.д., на расстоянии 2,3 км от не выполнившей свою миссию «Луны-23».

Рис. 101. «Луна-24»

Через 15 мин после проверки состояния бортовых систем, определения положения посадочной ступени на лунной поверхности по команде с Земли было включено грунтозаборное устройство.

ГЗУ было предназначено для бурения поверхности Луны до глубины 2,5-3 м, забора керна по всей глубине бурения в специальный грунтонос, перегрузки грунтоноса с забранным грунтом в возвращаемый аппарат (ВА) для дальнейшей доставки его на Землю. Полная масса с блоком управления составляла 54 кг, а масса забираемого грунта – 130-250 г. Время полного цикла работы (по штатной циклограмме) было рассчитано на 70-110 мин.

ГЗУ состояло из следующих основных частей:

1. Ферма, на которой располагались составные части ГЗУ. Одновременно элементы фермы являлись направляющими для осевого движения буровой головки с буровым инструментом. Ферма специальными кронштейнами крепилась к ЛКА. Верхняя часть фермы после завершения бурения и перегрузки грунта в ВА отклонялась (отбрасывалась) от ЛКА для обеспечения старта возвратной ракеты.

2. Буровая головка (БГ), которая сообщала вращение и, при достижении определённого осевого усилия, ударные импульсы буровому инструменту.

3. Буровой инструмент (БИ) с грунтоносом обеспечивал внедрение в грунт, вынос шлама из скважины, забор керна.

4. Механизм подачи, который обеспечивал осевое усилие на БИ и прижатие его к поверхности в процессе бурения.

5. Механизм перегрузки обеспечивал намотку на свой барабан контейнера грунтоноса с забранным грунтом с синхронным его перемещением в ВА.

6. Блок управления работой ГЗУ обеспечивал управление процессом забора и перегрузки грунта как в автоматическом (программном) режиме, так и по радиокомандам с Земли.

В ходе бурения грунт поступает во внутреннюю полость штанги, где расположены гибкая трубка – грунтонос и механизм, который подхватывает грунт и удерживает его в виде столбика на протяжении всего процесса. По окончании грунтонос с веществом извлекается из внутренней полости штанги и наматывается на барабан, размещённый в специальном контейнере. Затем этот контейнер помещается в герметизируемую капсулу ВА возвратной ракеты.

При заборе грунта до глубины 120 см использовался режим вращательного бурения, а далее происходила смена способов пенетрации – с вращательного на ударно-вращательный. Общая глубина бурения составила 225 см. В связи с тем, что оно производилось с наклоном, общее заглубление составило около 2 м.

Возвратная ракета с образцами грунта стартовала к Земле 19 августа в 8 ч 25 мин. Продолжительность обратного перелёта составила 84 ч. 22 августа она приблизилась к Земле со второй космической скоростью. В расчётное время, за 8 часов до входа в атмосферу Земли, произошло отделение ВА от возвратной ракеты. На высоте 15 км была введена в действие парашютная система, и ВА совершил посадку в 200 км юго-восточнее Сургута (Тюменская область).

Рис. 102. Старт с Луны

Новые образцы грунта массой 170,1 г были переданы в ГЕОХИ им. В.И. Вернадского. Небольшую порцию привезённого грунта учёные вручили в декабре 1976 г. коллегам из НАСА.

Образцы грунта удивили учёных: они обнаружили характеристики, неожиданные и важные для понимания геологии Моря Кризисов на тот момент времени. Самое главное: содержание титана и возраст грунта (или количество времени, в течение которого образцы подвергались воздействию космической среды) были иными, нежели ожидалось. Но как это могло быть?

На основании анализа геологических условий в районе, где производилось бурение, причину несоответствия теперь можно понять. С учётом точного местоположения посадки «Луны-24», снимки с американского зонда LRO показывают, что были взяты образцы выброса из соседнего 64-метрового кратера.

Рис. 103. Место посадки «Луны-24» (фото, снятое камерами американского спутника LRO и опубликованное 15 марта 2010 г.)

Он образовался ниже уровня поверхности, привнеся материал из глубоких потоков лавы, которые не были ранее подвержены воздействию космической среды. Таким образом, образцы грунта с «Луны-24» содержат не околоповерхностные материалы Моря Кризисов, наблюдаемые с помощью методов дистанционного зондирования, а материал из недр, который подвергся воздействию космической среды лишь относительно короткое время. Удивительные геологические условия, надо сказать!

«Луна-24» завершила список непилотируемых космических аппаратов, направленных к Луне с территории СССР.

Основные данные выполнения Программы «Е» в 1969-1976 гг. представлены в табл. 5.

Таблица 5

Основные данные выполнения Программы «Е» в 1969-1976 гг.