КА "Луна-3"
Е-2
3-я советская космическая ракета*
Е-2А**

*Лишь после запуска КА "Луна-4" в 1963 г этому аппарату присвоили название "Луна-3". КА, запущенные аварийно не названы никак, но имеют серийные номера
** Строго говоря, Е-2 — это тема работы ОКБ-1, направленная на фотографирование обратной стороны Луны. В январе 1958 г Келдыш прислал предложения по исследованию Луны из двух пунктов. Съёмка обратной стороны Луны - тема №2. И в 1958 г тема называлась "Луна-Б". Одновременно началась разработка двух модификаций, которые отличались аппаратурой: Е-2 — фототелевизионная аппаратура и радиокомплекс, изготовленные в КБ главного конструктора А.Ф. Богомолова (ОКБ МЭИ), Е2А — фототелевизионная аппаратура, изготовленная в КБ главного конструктора Е.С. Губенко (СКБ-567) и радиокомплекс разработки НИИ-885. К разработке приняли станцию Е2А. Однако конструкторы самой АС, которым не было дела до подробностей, называли аппарат Е-2. Аппараты 1960-го года иногда называют Е-3. Тут дело вот в чём. Чуть позже темы "Луна-Б" появилась тема "Луна-В". На ней должна была быть установлена сканирующая аппаратура (то есть АС ориентировалась на Солнце точно так же, а аппаратура производила поиск и фотографирование всех небесных тел, сканировала пространство). От этого проекта отказались. Однако к концу 1959 года изменился и проект Е-2. Фотоснимки, полученные "Луной-3" были эпохальным событием, но, строго говоря, неудовлетворительными по причине низкой контрастности при вертикальной съёмке. 30% поверхности вообще не попало в кадр. Поэтому таким же аппаратом решили отснять Луну "сбоку". Поэтому аппараты 1960-го года были обозначены Е-2Ф. Но в начале 1960 г. проекты Е-3 и Е-4 были закрыты, поэтому Е-2Ф присвоили индекс Е-3. Конструкция и аппаратура были те же, изменилась лишь траектория и ракурс съёмки. (Но, вероятно, взаимное расположение солнечных датчиков и объективов было иным). Кстати сказать, тема Е-2 была исчерпана только в 1965 г, после полёта КА "Зонд-3".

Годы работы в космосе
1959-1960 гг.
Страна, организация
СССР, ОКБ-1 (ТТХ утверждено в апреле 1958 г, ТВ-аппаратура разрабатывалась с конца 1957 г)
Цель полётов
Облёт Луны с фотосъёмкой обратной стороны Луны
Итоги полётов
3 запуска. 2 — аварии РН*, 1 — успешный
*в одном случае РН сработала прекрасно, но ей не хватило керосина, недолитого стартовиками. Ну, не вводить же пункт "разгильдяйство"...
Название РН
8К72 (Р-7+блок Е; откр. назв. "Восток", за рубежом — "Луна")
Космодром
Байконур пл.1
Стартовая масса
278,5 кг
Вес научного оборудования (в т.ч и на 3-й ступени РН):
435 кг
Общий вес с РН
1553* кг
*без учета остатков топлива
(масса РН с Е-3 №1 - 8177 кг, после выгорания топлива - 1560 кг

Масса в сфере действия Луны
278,5 кг
Размеры
Максимальный диаметр станции 1,2 м, длина 1,25 м (без антенн).
Планируемая длительность работы:
2 недели?
ДУ
только газовые ДУ ориентации
Ориентация, стабилизация
Теле-, фотоаппаратура
Комплекс ТВ-аппаратуры для получения на Земле фотографий обратной стороны Луны имел название «Енисей» и включал в себя:
а) бортовую фототелевизионную камеру, которая могла работать в двух режимах: «медленном» и «быстром»;
б) два типа наземной приемной аппаратуры: «Енисей-I» для «быстрого» режима передачи и «Енисей-II» – для «медленного».
В «медленном» режиме работы ТВ-комплекса длительность строки равнялась 1.25 сек, время передачи кадра – около 30 мин. Потенциальная разрешающая способность – 1000 элементов в строке. Этот режим приема на аппаратуру «Енисей-II» был предусмотрен при больших удалениях АМС от Земли.
В «быстром» режиме частота строчной развертки составляла 50 Гц, время передачи полного кадра (на пленке) – 15 сек. На этот режим камера переключалась при подлете АМС к Земле на достаточно близкое расстояние – 40000–50000 км. Соответственно работали комплекты приемной аппаратуры «Енисей-I».
Научная аппаратура
С помощью АМС проводились научные исследования: космической радиации, газовой компоненты межпланетного вещества, корпускулярного излучения Солнца, наличия тяжелых ядер и однозарядной компоненты в космическом излучении, микрометеоров, состава межпланетного газа.
На аппаратах Е-3 научной аппаратуры не было
Электропитание
Система единого энергопитания состояла из солнечной батареи, буферной батареи, преобразующих и стабилизирующих устройств. Солнечная батарея преобразовывала солнечную энергию в электрическую, которая накапливалась в буферной батарее. Энергия, накопленная в буферной батарее, расходовалась постоянно - для питания непрерывно работающих приборов и периодически - во время сеансов передачи информации.
Связь
Для приема ТВ-сигнала с АМС были выделены и оснащены соответствующей аппаратурой два НИПа (наземных измерительных пункта): один, основной, в Крыму (на базе Крымской обсерватории в Симеизе), другой – на Камчатке.
Передача научной информации и результатов измерения параметров движения автоматической межпланетной станции будет осуществляться при помощи двух радиопередатчиков, работающих на частотах 39,986 мегагерц и 183,6 мегагерц. Одновременно по радиолинии с частотой 183,6 мегагерц будет производиться контроль элементов орбиты межпланетной станции.
Сигналы передатчика на частоте 39,986 мегагерц представляют собой импульсы переменной длительности от 0,2 до 0,8 сек. Частота повторения импульсов 1 плюс, минус 0,15 герц.
принимаемый с «Луны-3» на Крымском НИПе ТВ-сигнал одновременно:
• записывался на магнитофон;
• записывался на 35-мм кинопленку двумя фоторегистрирующими устройствами (ФРУ) приемного комплекса «Енисей-II»;
• воспроизводился на экранах мониторов, входивших в состав комплекса «Енисей-II». Эти ВКУ имели электронно-лучевые трубки с «памятью» типа скиатрон (10ЛМ2Г); • воспроизводился на электрохимической бумаге аппаратом открытой записи.
Конструкция
см.фото.
Конструктивно эти станции изготовили в виде герметичного сварного цилиндрического контейнера из алюминиевого сплава со сферическими днищами. На наружной поверхности устанавливались панели солнечных батарей, жалюзи системы терморегулирования, антенны радиокомплекса, иллюминаторы, датчики научной аппаратуры, датчики и микродвигатели системы ориентации. Внутри на раме разместили аппаратуру радиокомплекса, автоматики, научных исследований, фототелевизионное устройство "Енисей" и буферные батареи электропитания.
Динамические эволюции полёта
АС получает субпараболическую скорость (с апогеем на границе сферы действия Земли). Если бы не Луна, АС со временем ушла бы на гелиоц. орбиту. Но. АС проходит на близком расстоянии от Луны (~ 6 тыс.км.), при этом траектория её так деформируется, что она оказывается над обратной стороной Луны и выходит из сферы действия Луны. На расстоянии примерно 65 тыс. км АС производит ориентацию на Солнце с помощью солнечных датчиков и реактивной системы ориентации. Траектория выбрана так, что Луна оказывается на линии Солнце-АС, но по другую сторону, перед объективами АС. Солнечная ориентация выключается, происходит точная наводка на Луну и фотографирование. Затем АС продолжает двигаться по новой орбите, проходит апогей в 480 тыс.км и поворачивает к Земле. Перигей ~47 тыс км. Возмущения от Солнца и Луны приводят к падению АС на Землю примерно через полгода.
Траектории АС 1960 г были несколько другими и фотографирование должно было происходить во время пролета мимо Луны. Собственно, смотрите статью о КА "Зонд-3" - он выполнил то, что не сделали "Луны" 1960 г.
достижения, рекорды
7.10.1959 — а) впервые в мире "Луна-3" произвела трёхосную ориентацию в пространстве
б) впервые в мире сфотографирована обратная сторона Луны (и вообще первого неземного объекта с КА)
в) впервые в мире изображения переданы на Землю


Старты
4.10.1959 — 3-я советская космическая ракета (с 1963 г — "Луна-3"). 6.10.1959 в 14 ч 16 мин — прошла на расстоянии 6200 км от поверхности Луны. 7 октября в 3-4 час вышла из сферы действия Луны. Тогда же (впервые в космической технике) была проведена ориентация АМС по опорным объектам – по Солнцу и, затем по Луне. Затем на борт АМС была подана соответствующая команда - и в 03:30 фототелевизионная камера «Енисей» начала съемку невидимой с Земли стороны Луны. Расстояние от центра Луны - 65200-68400 км. Ориентация АМС поддерживалась автоматически в течение всего времени фотографирования. Съёмка продолжалась 40 мин. Время запуска АМС, траектория полета, время съемки были рассчитаны таким образом, чтобы на фотографиях была зафиксирована некоторая часть видимой с Земли поверхности нашей спутницы. Это необходимое условие для «привязки» объектов лунной поверхности. Затем фотопленка была проявлена и высушена и пропущена через телеаппаратуру, пославшую снимки на Землю (расстояние 470 000 км). Достигнув апогея в 480 000 км от Земли, АС повернула к Земле. 18.10.1959 в 16 ч 50 мин АС прошла перигей (47 500 км). Был включен "быстрый режим" передачи снимков. Затем АС ушла в зону над южным полушарием Земли, где связь с ней была невозможна и передатчик на ней был отключен. Более связь не восстановилась - даже телеметрия не поступала. Самая вероятная причина – выход из строя передатчика или источников энергии. По расчётам, совершив 10-11 оборотов вокруг Земли, АС 20.04.1960 г должна войти в атмосферу Земли. Снимки опубликованы в печати 27.10.1959 г.
15.04.1960 - Е-3 №1. Из-за недозаправки 3-й ступени РН керосином ДУ не доработал 3 с и ступень недобрала 130 м/с. АС не отделялась. Хотя был создан высокоапогейный ИСЗ, ни в какие регистры КА не попал.
19.04.1960 - Е-3 №2. Авария РН. На первой же секунде полета от РН оторвался боковой блок, а в течении 40 сек развалился и весь пакет, повредив старт и здание МИК.
Автоматическая межпланетная станция Е2А

1. Ленточные антенны
2. Воздуховод вентилятора
3. Протонная ловушка
4. Малая солнечная батарея
5. Масс-спектрометр
6. Солнечные датчики переворота
7. Прибор для регистрации метеорных частиц
8. Штыревые антенны
9. Лунные датчики
10. Крышка иллюминатора
11. Большая солнечная батарея
12. Жалюзи
13. Привод системы терморегулирования
14. Пневмоблок системы ориентации
15. Солнечные датчики
16. Управляющие сопла



Первый снимок обратной стороны Луны


Литература
РКК Энергия 1946-1996 т.1 1996 г
журнал "Новости космонавтики" №10 — 2000 г
Ежегодник БСЭ. 1959
В.И.Левантовский. Ракетой к Луне. 1960 г.
Беспримерный научный подвиг (Материалы газеты "Правда" о "Луне-1-3") 1959 г 317 кб текста + 1,25 Mb графики
Освоение космического пространства в СССР 1957-1967 1971 г