Автоматическая станция «Зонд-6» стартовала 10 ноября в 22 час. 11 мин. Трасса полета станции «Зонд-6» (рис. 3) на первых двух этапах полета была аналогична трассе полета станции «Зонд-5». В процессе полета на третьем этапе спускаемый аппарат станции «Зонд-6» должен был совершить управляемый спуск для посадки на территории СССР. Управляемый спуск в заданный район (рис. 4) по сравнению с баллистическим является более сложным и требует очень точного выполнения условий входа в атмосферу. После запуска многоступенчатой ракеты-носителя станция «Зонд-6» вместе с последней ступенью ракеты была выведена на орбиту ИСЗ с параметрами: высота в апогее - 210 км, высота в перигее - 185 км, наклонение - 51,4°. На промежуточной орбите ракетно-космический комплекс осуществил ориентацию в пространстве с последующей стабилизацией. В 23 час. 18 мин. 30 сек. по команде от системы управления был включен двигатель последней ступени ракеты и, после достижения скорости 11,2 км/сек, космическая станция «Зонд-6», отделившись от ступени, направилась к Луне. Дальнейший полет проходил в основном при постоянной ориентации на Солнце панелей солнечной батареи, обеспечивающей подзарядку бортовых источников питания электрической энергией. Для обеспечения пролета станции на заданном расстоянии от Луны 12 ноября в 8 час. 41 мин. была включена корректирующая двигательная установка. В начале сеанса коррекции станция была сориентирована в пространстве по Солнцу и звезде Сириус, а затем выполнила соответствующие развороты, придав оси двигателя требуемое положение в пространстве.

В результате коррекции станция «Зонд-6», продолжая полет, облетела Луну на заданном расстоянии от ее поверхности, равном 2420 км. Во время полета станции в районе Луны были проведены два сеанса фотографирования (рис. 5) и научные измерения физических характеристик окололунного космического пространства. После облета Луны для устранения возмущений, вызванных ее гравитационным полем, 16 ноября в 9 час. 40 мин. была проведена вторая коррекция траектории на расстоянии 236 000 км от Земли. 17 ноября в 8 час. 36 мин. для более точного попадания спускаемого аппарата в коридор входа в атмосферу Земли была проведена третья коррекция траектории на расстоянии 120 000 км от Земли. Проведенные коррекции обеспечили попадание космической станции в коридор входа с расчетной шириной ±10 км при номинальном значении высоты условного перигея, равном 45 км. Для посадки на территории СССР спускаемый аппарат после входа в плотные слои атмосферы должен пролететь расстояние ок. 9000 км (станция подлетает к Земле со стороны южного полушария). Такая дальность полета при неуправляемом спуске практически не может быть осуществлена с требуемой точностью. Траектория управляемого спуска аппарата «Зонд-6» состояла из участка первого погружения, промежуточного участка внеатмосферного полета и участка второго погружения, завершившегося посадкой спускаемого аппарата в заданном районе. Управление аппаратом осуществлялось системой управления спуском путем использования аэродинамической подъемной силы.

Спускаемый аппарат станции «Зонд-6» вошел в плотные слои атмосферы 17 ноября в 16 час. 58 мин., сохраняя строго определенное положение в пространстве. Для этого при подлете к Земле по команде от бортового программного устройства была проведена астроориентация и программные развороты станции по трем осям с целью установки гироскопических систем и всей станции в исходное положение. После выполнения этих операций было проведено отделение спускаемого аппарата от приборного отсека станции. При входе в атмосферу бортовая вычислительная машина выбрала необходимую программу полета для участка первого погружения и система управления спуском точно реализовала ее. На участке первого погружения произошло аэродинамическое торможение аппарата от скорости порядка 11 км/сек до скорости ок. 7,6 км/сек. Максимальные значения перегрузок на этом участке составляли 4-7 единиц. После прохождения участка первого погружения, при выходе из атмосферы спускаемый аппарат имел скорость и угол наклона траектории весьма близкие к расчетным. На внеатмосферном участке полета система управления вновь осуществила разворот аппарата и его стабилизацию в положение, необходимое для управления на участке второго погружения. Затем аппарат совершил в расчетном режиме повторный вход в атмосферу. Для обеспечения точного приземления аппарата в заданном районе СССР система управления спуском при повторном погружении произвела автоматический выбор программы снижения для этого участка. В конце участка второго погружения система управления вывела аппарат в район посадки. На высоте 7,5 км при скорости около 200 м/сек была включена парашютная система и аппарат приземлился.

Рис. 3. Схема полета автоматической станции «Зонд-6» по трассе Земля - Луна - Земля. 1 - выведение на промежуточную орбиту; 2 - отделение СА; 3 - коридор входа; 4 - траектория управляемого спуска в атмосфере. Рис. 4. Схема маневрирования спускаемого аппарата автоматической станции «Зонд-6» в атмосфере Земли. 1 - отделение спускаемого аппарата от станции; 2 - стабилизация спускаемого аппарата; 3 - границы коридора входа; 4 - участок первого погружения спускаемого аппарата в атмосферу; 5 - условная траектория полета без учета влияния атмосферы; 6 - условная граница атмосферы; 7 - участок внеатмосферного (баллистического) полета; 8 - участок второго погружения в атмосферу и посадки в расчетный район. Рис. 5. Схема облета и фотографирования Луны автоматической станцией «Зонд-6». 1 - начало первого сеанса фотографирования; 2- начало второго сеанса фотографирования 3 - перицентр.

Полеты станций «Зонд-5» и «Зонд-6» позволили осуществить отработку функционирования систем пилотируемого космического корабля для полетов к Луне по трассе Земля - Луна - Земля в автоматическом варианте, отработку системы управления спуском при входе станции в атмосферу Земли со второй космической скоростью и проверку в летных условиях аэродинамической формы и характеристик спускаемого аппарата.

Во время полета станций, с помощью различного типа дозиметров, проводились измерения потоков заряженных частиц и суммарной дозы космической радиации внутри спускаемого аппарата. Анализ результатов измерений свидетельствует, что суммарная доза радиации, обусловленная галактическим космическим излучением и излучением радиационного пояса Земли, составляет несколько рад, т. е. соответствует расчетным данным и свидетельствует о возможности обеспечения радиационной безопасности космонавтов на трассе полета Земля - Луна - Земля при отсутствии солнечных вспышек, рождающих протоны высоких энергий.

На борту станции «Зонд-5» находились живые объекты; черепахи, дрозофилы, мучные хрущаки, традесканция с бутонами, клетки Хела в культуре, семена высших растений - пшеницы, сосны, ячменя, хлорелла на различных питательных средах, лизогенные бактерии разных видов и т. д. После возвращения на Землю черепахи были активными - много двигались, с аппетитом ели. За время эксперимента они потеряли в весе около 10%. Исследование крови не выявило каких-либо существенных отличий у этих животных по сравнению с контрольными. При гистохимическом анализе ряда органов и тканей, проведенном на 21-е сутки после приводнения, у черепах обнаружено повышенное содержание гликогена и железа в ткани печени. Определенное влияние оказал комплекс факторов полета и на структуру селезенки животных. Предварительный анализ культуры лизогенных бактерий показывает, что космический полет оказал выраженное индуцирующее влияние на фагопродукцию микробов. Окончательная обработка материала позволит получить новые данные о биологической (генетической) эффективности факторов околоземного и окололунного пространств.

Как уже отмечалось, при полете станций «Зонд-5» и «Зонд-6» проводилось фотографирование Луны (станцией «Зонд-6») и Земли (станцией «Зонд-5»). Установленный на борту станций аэрофотоаппарат с фокусным расстоянием 400 мм, относительным отверстием 1 : 6,3 и форматом кадра 13 X 18 см обеспечивал получение до 200 снимков с высокой степенью разрешения.

Автоматическая станция «Зонд-6» в соответствии с программой полета провела два сеанса фотографирования Луны. Задачей первого сеанса являлось фотографирование всей освещенной поверхности Луны для измерения фотометрических характеристик, а также для определения ее размеров и формы. После ориентации по Солнцу и звезде станция «Зонд-6» была развернута таким образом, что оптическая ось фотоаппарата оказалась направленной на центр Луны (см. схему на рис. 5), примерно на границу между ее видимой и невидимой с Земли частями. На снимке (рис. 9), сделанном в начале сеанса фотографирования 14 ноября в 4 час. 00 мин. с расстояния ок. 11 тыс. км, виден диск Луны, ограниченный меридианами 10° и 170° з. д., т. е. восточный сектор обратной стороны Луны и часть западного сектора видимой стороны Луны.

Второй сеанс фотографирования проводился для получения снимков в возможно крупном масштабе с целью фотограмметрических измерений и картографирования невидимой части Луны. При этом оптическая ось фотоаппарата была ориентирована так, что в поле зрения попала и Земля (см. рнс. 5). На фотографии (рис. 8), сделанной станцией «Зонд-6» в 5 час. 48 мин. с расстояний до края Луны около 3,3 тыс. км и до Земли около 388 тыс. км, четко видны восточный сектор обратной стороны Луны, ограниченный меридианами от 90° до 130° з. д., и Земля. В момент фотографирования терминатор Земли проходил по меридиану 45° в. д. Большая часть поверхности нашей планеты закрыта облаками. Лишь на юго-востоке просматривается западное побережье Австралии. На другом крупноплановом снимке (рис. 10) изображен участок лунной поверхности вокруг двойного кратера Братья Вавиловы (ширина кратера - ок. 100 км). Отчетливо видны крутые обрывы кратера и волнистая поверхность его дна.

Рис. 8. Фотография восточного края Луны и планеты Земля, сделанная автоматической станцией «Зонд-6». 1 - край Луны; 2 - планета Земля; 3 - кратер Штернберг; 4 - кратер Лоренц; 5 - кратер Ланжевен; 6 - кратер Рынин; 7 - кратер Бюффон. Рис. 9. Фотография Луны, сделанная автоматической станцией «Зонд-6». 1 - океан Бурь; 2 - кратер Аристарх; 3 - кратер Кеплер 4 - кратер Коперник; 5 - цирк Гримальди; 6 - цирк Риччоли; 7 - море Влажности; 8 - кратер Бюрги; 9 - море Восточное; 10 - море Весны; 11 - море Осени; 12 - хребет Рук; 13 - хребет Кордильеры; 14 - кратер Бюффон 15 - кратер Штернберг; 16 - кратер Кондратюк; 17 - кратер Кибальчич; 18 - кратер Ланжевен. Рис. 10. Крупномасштабная фотография лунной поверхности (невидимая с Земли часть поверхности Луны), сделанная автоматической станцией «Зонд-6». 1 - кратер Братья Вавиловы; 2 - кратер Ловелл; 3 - кратер Этвеш; 4 - кратер Ван Гу.