Было установлено, что диаметр Луны примерно в 4 раза меньше диаметра Земли и что она движется по почти круговой орбите вокруг Земли с периодом обращения 1 мес. Отсутствие атмосферы и признаков воды исключало надежду обнаружить на Луне жизнь, сходную с земной. Средняя плотность, составляющая лишь 61% плотности Земли, позволяла предполагать другое внутреннее строение Луны, но, насколько велики эти отличия, оставалось загадкой. Еще менее ясными были состав слагающих Луну пород и происхождение Луны. За миллиарды лет существования Земли первоначальные свойства ее поверхности давно изменились под действием ветра, воды, ледников и биологических процессов. Поверхность Луны испытывала воздействие солнечного ветра и бомбардировку метеоритами, выдерживала контрасты температуры. Однако влияние этих факторов было минимальным. На самом деле Луна очень хорошо сохранилась со времени своего образования; она - немой свидетель прошлого. Непосредственное изучение Луны помогло бы лучше понять происхождение системы Земля - Луна, а возможно, и происхождение самой Солнечной системы. Исходя из этого, СССР и США в конце 50-х годов готовились к запуску автоматических аппаратов в направлении Луны.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛУНЫ
Диаметр Радиус орбиты:    максимальный    минимальный Сидерический период обращения Средняя орбитальная скорость Ускорение силы тяжести на поверхности Диапазон температур поверхности	3476 км 406 610 км 356 330 км 27 сут 7 ч 43 мин 3680 км/ч 1,62 м/с2 (1/6 земного) +130°С днем, -150°С ночью

Внизу. Специалисты в области космических исследований обезвреживают космический аппарат «Пионер-1B» на случай его возможной посадки на Луну и распространения земных микроорганизмов, что могло бы помешать будущим исследованиям. Впоследствии эта операция была исключена.

Первые попытки

Перед первыми автоматическими межпланетными станциями (АМС), запускаемыми к Луне, ставилась весьма скромная задача: развить достаточно высокую скорость и обеспечить необходимую точность наведения для гарантированного пролета достаточно близко к Луне, чтобы передать максимум информации. Достичь этой цели на столь раннем этапе развития космической техники было нелегко. Представьте себе, что Земля - гигантская карусель, а Луна - цель, отстоящая на расстояние 384 000 км и проходящая в течение часа путь, равный своему диаметру. С помощью винтовки, установленной на карусели, попытайтесь поразить цель пулей, которая достигнет ее через несколько суток, двигаясь по дуге большой протяженности со снижающейся скоростью. Выстрел должен быть рассчитан по секундам, чтобы гарантировать либо прямое попадание, либо пролет вблизи цели.

Первые три попытки ВВС США запустить к Луне АМС «Пионер» в августе, октябре и ноябре 1958 г. потерпели неудачу, поскольку не была развита достаточная скорость для выхода на отлетную траекторию; аналогично закончился эксперимент армии США.

В конце концов армии США удалось обеспечить пролет космического аппарата на некотором расстоянии от Луны, но это произошло лишь после аналогичного успеха СССР.

Хотя первые американские «Пионеры» не выполнили основной цели - пролета вблизи Луны, они впервые произвели измерения межпланетного магнитного поля и протяженности радиационного пояса Земли. Советская АМС «Луна» впервые совершила успешный полет в январе 1959 г., пройдя на расстоянии менее 5000 км от лунной поверхности. Выдающийся успех был достигнут в сентябре этого же года, когда станция «Луна-2» достигла поверхности Луны в точке, находящейся на расстоянии около 800 км севернее центра видимой части вблизи кратеров Аристил, Архимед и Автолик, и стала первым изделием человека, доставленным на другое небесное тело. Непосредственно перед падением на лунную поверхность бортовые приборы передали информацию, свидетельствующую об отсутствии значительного магнитного поля и радиационных поясов вокруг Луны.

Вверху. Подготовка АМС «Рейнджер-1» для испытаний. После выведения на промежуточную околоземную орбиту произошел отказ ступени «Аджена-В» и аппарат не был переведен на сильно вытянутую эллиптическую орбиту.

В октябре того же года была запущена АМС «Луна-3» на траекторию облета Луны, проходящую на расстоянии 6200 км от Луны. Под действием гравитационного поля Луны станция обогнула ее и вышла на траекторию возврата к Земле в северной части небосвода, что создавало весьма благоприятные условия для работы советских станций слежения. Операция была спланирована таким образом, что облет произошел в то время, когда почти вся обратная сторона Луны была освещена солнечным светом и могла быть сфотографирована бортовыми камерами. В таком положении станция, ориентированная на Луну в лучах Солнца, сфотографировала около 30% видимой и 70% никогда ранее не видимой сторон Луны. Имеющаяся информация о видимой стороне была использована для составления карты невидимой стороны. Фотоснимки были проявлены на борту станции «Луна-3» и с помощью телевизионной системы переданы на Землю. В результате был опубликован атлас, представляющий первый взгляд человека на обратную сторону Луны.

В 1959 и 1960 гг. НАСА предпринимало попытки запуска еще пяти более тяжелых АМС «Пионер» с выступающими панелями солнечных элементов. На аппаратах были установлены жидкостные однокомпонентные двигатели на гидразине, предназначенные для торможения с целью выхода на окололунную орбиту. К сожалению, все носители «Атлас-Эйбл» потерпели аварии либо при статических огневых испытаниях, либо при запуске, и полезные грузы были потеряны.

Пятидесятые годы закончились впечатляющими успехами СССР в космосе, оставившими далеко позади все, что было сделано в США. В трех удачных запусках Советским Союзом было послано 1030 кг полезного груза на Луну и в окружающее ее пространство, тогда как США удалось запустить лишь один аппарат массой 6 кг.

Внизу. Полезный груз АМС «Пионер-4», изготовленный в Лаборатории реактивных двигателей (шт. Калифорния), имел массу всего 6 кг. В 1959 г. этот аппарат пролетел на расстоянии 60 500 км от Луны и вышел на околосолнечную орбиту.

Внизу. Копия советской АМС «Луна-2» массой 390 кг - первого изготовленного человеком объекта, достигшего Луны в точке с координатами 1° з. д. и 30° с.ш. вблизи кратеров Архимед, Аристил и Автолик в сентябре 1959 г.

Луна крупным планом

«Рейнджер-7» 1 Малонаправленная антенна. 2 Отверстие для шести телевизионных камер (двух с большими и четырех с малыми углами обзора). 3 Замок крепления солнечных батарей. 4 Раскладные панели солнечных батарей (2 шт.). 5 Аккумуляторные батаеи 6 Газовый баллон реактивной системы ориентации. 7 Остронаправленная антенна. 8 Электронное оборудование системы ориентации. 9 Телевизионная подсистема. «Рейнджер-7» был выведен 28 июля 1964 г. ракетой-носителем «Атлас-Аджена-В» на траекторию встречи с Луной. Аппарат имел шесть телевизионных камер. В течение последних 13 мин полета перед падением на территорию Моря Облаков (10°38' ю.ш., 20°36' з.д.) со скоростью около 9300 км/ч было получено более 4300 телевизионных изображений. Две из шести камер имели широкоугольную оптику и развертывали изображение на 1150 строк с целью достижения высокой четкости. Эти камеры передавали изображения поверхности Луны, начиная с высоты 1600 км до момента касания. Четыре камеры с малыми углами обзора развертывали изображение на 300 строк.

Они передавали изображения небольших территорий. Эти камеры работали попарно с переключением каждые 0,2 с. В отличие от аппарата «Рейнджер-6», вышедшего из строя при включении телевизионных камер, «Рейнджер-7» выполнил программу полностью. Сигналы принимались в Лаборатории реактивных двигателей 31 июля 1964 г. в течение 19 мин. Полученные изображения поверхности Луны позволяли различить топографические особенности кратеров диаметром до 30 м!

Первые АМС «Пионер» обладали весьма ограниченными возможностями. Поэтому в 60-х годах НАСА приступило к совершенно новой программе разработки существенно более крупного стандартизированного космического аппарата, способного выполнить детальные исследования Луны и планет. Эта программа, именуемая «Рейнджер», первоначально предусматривала осуществление пяти полетов: двух испытательных и трех эксплуатационных. Когда высадка человека на Луне стала национальной программой, число полетов было увеличено.

Схема полета АМС «Рейнджер-6» - «Рейнджер-9» 1 Запуск ракетой-носителем «Атлас-Аджена». 2 Первое включение ступени «Аджена». 3 «Аджена» в пассивном полете по круговой промежуточной орбите со скоростью 28 900 км/ч на высоте 185 км. 4 Второе включение ступени «Аджена» для перехода на траекторию полета к Луне. 5 АМС приближается к коридору диаметром 16 км с отклонением от расчетной начальной скорости в пределах 26 км/ч. С помощью двигателя промежуточной коррекции аппарат выводится на траекторию встречи с Луной. 6 Коррекции траектории с целью компенсации ошибок системы управления по определению координат АМС и скорости полета.

«Рейнджер-1 и -2» были первыми базовыми стандартизированными космическими станциями, предназначенными для технических исследований и измерений в окружающем пространстве на высоких околоземных орбитах. При запусках обоих аппаратов не состоялось повторное включение двигателей верхних ступеней носителей и были достигнуты лишь низкие орбиты с малым временем существования. Тем не менее полеты позволили получить некоторую научную и техническую информацию.

АМС следующей серии были оснащены тормозными двигателями, которые, как полагали, позволят доставить на поверхность Луны сейсмометр, рассчитанный на «жесткую» посадку. После удара при встрече с поверхностью Луны со скоростью до 200 км/ч сейсмометр должен был самостоятельно прийти в рабочее состояние и передавать информацию о сейсмических характеристиках и падении метеоритов в течение последующих 60-90 сут. К сожалению, ракета-носитель аппарата «Рейнджер-3» сообщила ему избыточную скорость, что сделало невозможной встречу с Луной. Однако все системы аппарата оставались в рабочем состоянии, и был проведен большой объем исследований в полете, включая впервые выполненный промежуточный маневр коррекции орбиты. С АМС «Рейнджер-4 и -5» возникли трудности на начальных этапах полетов. С помощью передатчиков, которые были установлены на посадочных капсулах, используемых в качестве маяков, осуществлялось управление аппаратом «Рейнджер-4», обеспечившее его падение на обратную сторону Луны; это была первая американская АМС, достигшая Луны. Управление аппаратом «Рейнджер-5» велось в течение 11 сут, он пролетел на расстоянии 725 км от Луны и вышел на орбиту вокруг Солнца.

После этого был проведен тщательный анализ всех систем аппарата с целью выявления и модернизации элементов, обладающих недостаточной надежностью, а также резервирования наиболее ответственных элементов, чтобы гарантировать успех последующих запусков. Полет АМС «Рейнджер-6» протекал успешно до момента включения съемочной камеры. Впоследствии было установлено, что во время запуска образовалась дуга высокого напряжения, повредившая телевизионную аппаратуру. Аппарат вышел на цель, но не передал ни единого изображения.

Вверху. Это четкое изображение поверхности Луны было получено с АМС «Рейнджер-9» за 170 с до ее падения на территорию кратера Альфонс. Программа таких съемок помогла американским специалистам сузить область поиска возможных мест посадки космического корабля «Аполлон».

Тщательный анализ изображений, полученных с аппаратов «Рейнджер», показал, что «морские» равнины не имеют никаких особенностей, кроме кратеров с ровными краями. Отсутствие валунов, крупных камней и расщелин позволило перейти к следующему этапу изучения Луны - мягкой посадке.

После реконструкции системы в июле 1964 г. был запущен аппарат «Рейнджер-7», полет которого в отличие от предшествующих стал выдающимся успехом: было передано более 4300 высококачественных телевизионных изображений Луны, полученных перед контактом с поверхностью. Последнее изображение, снятое с высоты 1600 м, охватывало площадь 30 X 50 м; на нем были отчетливо видны кратеры диаметром до 1 м. Разрешение этого последнего изображения составляло около 0,4 м.

Полеты аппаратов «Рейнджер-8 и -9» в начале 1965 г. прошли успешно, было передано соответственно 7137 и 5814 телевизионных изображений лунной поверхности. В соответствии с программой полета аппарат «Рейнджер-8» должен был приблизиться к Морю Спокойствия по пологой траектории с углом наклона 42°, чтобы при съемках охватить большую площадь. Даже при значительной боковой составляющей скорости разрешение на последнем изображении было менее 2 м. Наведение аппарата «Рейнджер-9» производилось на кратер Альфонса диаметром 130 км, падение произошло с отклонением в пределах 5 км от расчетной точки, разрешение на последнем снимке достигло 0,3 м.

Советские автоматические межпланетные станции мягкой посадки

Для мягкой посадки полезного груза на Луну требуются точность предыдущих операций и в дополнение к этому гашение конечной скорости, составляющей не менее 2,6 км/с. Посадка с орбиты на Землю сопряжена с меньшими трудностями, поскольку почти вся орбитальная скорость спутника может быть погашена при торможении в атмосфере. При посадке на Луну, не имеющей атмосферы, уменьшение скорости может быть достигнуто только с помощью тормозных двигателей и расхода значительного количества топлива.

Вверху. Выставочная модель АМС «Луна-9». Автоматическая лунная станция АЛС (размещаемая в верхней части аппарата) показана внизу в рабочем состоянии с разложенными лепестковыми панелями. На АЛС установлена малогабаритная телевизионная камера, с помощью которой была получена полная панорама лунной поверхности.

Внизу. Первое изображение поверхности Луны, полученное с АМС «Луна-9» в феврале 1966 г. На фотоснимке, составляющем часть полной панорамы, видны элементы станции и камни размерами 10-20 см.

В СССР впервые были созданы возможности для осуществления мягкой посадки на Луну с созданием новых станций серии «Луна» в 1963 г. Эти станции массой до 1,8 т были рассчитаны на доставку приборного контейнера массой 100 кг в точку поверхности Луны между 62 и 64° з. д. вблизи экватора. Это была единственная точка на Луне, при приближении к которой траектория полета станции «Луна» становилась почти вертикальной, что упрощало схему управления аппаратом.

Программой предусматривалась следующая типовая операция. После запуска на околоземную промежуточную орбиту станция «Луна» с последней ступенью ракеты-носителя остается на этой орбите на период одного витка до повторного появления над территорией СССР. Затем включается двигатель последней ступени, который переводит аппарат на траекторию полета к Луне длительностью 3,5 сут. На расстоянии около 75 км от Луны радиолокационная установка и астронавигационный блок, которые уже не нужны, сбрасываются и начинается снижение с работающим двигателем. Сферический полезный груз отделяется от двигательного отсека перед самым касанием поверхности, и после его спуска на его верхней полусфере раскрываются четыре лепестковые панели, выставляя антенны и телевизионную камеру.

При запуске станции «Луна-9» в феврале 1966 г. была впервые успешно осуществлена мягкая посадка на Луну объекта, изготовленного руками человека. Подобная башенке автоматическая лунная станция (АЛС) с телевизионной камерой, снабженной механическим приводом сканирования, в течение 75 ч передала с умеренным разрешением несколько панорам окружающей местности и данные по радиации.

Второй советской станцией, совершившей мягкую посадку на Луну в декабре 1966 г., была «Луна-13». После раскрытия четырех защитных панелей были приведены в действие два сложенных механических манипулятора с приборами для исследования грунта. С помощью механического грунтомера на одном манипуляторе и радиационного плотномера - на другом получена уникальная информация о плотности и составе поверхности грунта.

Схема посадки АМС «Луна-9» 1 Отделение автоматической лунной станции при касании поверхности штырем, установленным на основном блоке, после ракетодинамического торможения. 2 АЛС падает с отскоком и перекатывается по поверхности. Из-за смещенного центра тяжести она занимает расчетное положение. 3 Начало перехода в рабочее состояние. 4 Раскрываемые лепестки панели способстуют ориентации АЛС в вертикальном положении; выставляется телевизионная камера и развертываются антенны. Сигналы передаются на Землю. Общая масса АМС «Луна-9» после выведения на траекторию полета к Луне 1583 кг. Масса АЛС после посадки на Луну 100 кг. Время активного существования 75 ч.

Все остальные АМС «Луна» этого поколения выводились на окололунные орбиты по программам, не предусматривающим посадку.

Для размещения объекта на окололунной орбите требуется изменение его скорости на 1 км/с, тогда как для спуска на лунную поверхность необходимо изменение скорости на 2,6 км/с, т. е. для спутника Луны требуется значительно меньше топлива, чем для аппарата, совершающего посадку. Чтобы не разрабатывать серию лунных спутников новой конструкции, в СССР было принято решение взять за основу двигательную установку лунного посадочного блока, заправлять ее топливом на 2/3 номинального объема и использовать оставшийся объем для увеличения доставляемого полезного груза. Масса полезного груза, доставленного на поверхность Луны «Луной-9», составляла приблизительно 100 кг, тогда как масса первого искусственного спутника Луны, доставленного АМС «Луна-10», составляла 240 кг. Этот аппарат был оснащен приборами для измерения радиации и регистрации микрометеоритов в окололунном пространстве. С первого спутника Луны неоднократно передавалась на Землю мелодия «Интернационала». Спутник «Луна-11» имел приблизительно такой же полезный груз, но его конструкция была усовершенствована исходя из опыта, полученного при эксплуатации станции «Луна-10». Спутники «Луна-12» и «Луна-14» не отделялись от двигательных отсеков после завершения маневров выведения на окололунную орбиту. Не сбрасывались также радиолокационная установка и астронавигационный блок, чтобы обеспечить необходимую астроориентацию аппаратов для съемки и передачи на Землю изображений лунной поверхности.

Вверху. Аппарат «Сервейер» для посадки на Луну. Созданные для НАСА фирмой «Хьюз эйркрафт» эти автоматические космические аппараты прокладывали путь для последующей посадки человека на Луну. На некоторых аппаратах был установлен ковш-захват для исследования механических характеристик лунного грунта.

Схема спуска АМС «Сервейер» 1 Ориентация. 2 Маневр за 30 мин до касания поверхности перед включением тормозного двигателя. 3 По данным радиовысотомера (который выбрасывается из сопла тормозного двигателя) включается тормозной двигатель. С высоты 83,7 км и при скорости 9500 км/ч аппарат стабилизируется управляющими двигателями. 4 Тормозной двигатель прекращает работу и отделяется; с высоты 11 700 м управление спуском обеспечивается управляющими тормозными двигателями. 5 Управляющие двигатели выключаются на рас стоянии 4,27 м от поверхности Луны при скорости 5,6 км/ч. 6 Космический аппарат совершает посадку со скоростью 12,8 км/ч на амортизирующие опоры. Технические характеристики «Сервейер-3» Высота (при сложенных опорах) 3,05 м. Ширина по размаху посадочных опор 4,27 м. Масса после выведения на траекторию полета к Луне 1035 кг. Масса после посадки на Луну 283 кг.

В рассматриваемый период в СССР был осуществлен еще один полет к Луне. На траекторию пролета мимо Луны в июле 1965 г. была запущена автоматическая межпланетная станция «Зонд-3» с целью получения снимков части обратной стороны Луны, не сфотографированной со станции «Луна-3». Из 28 полученных снимков 25 содержали изображения лунной поверхности, причем три из них - в ультрафиолетовом диапазоне спектра. В целом с помощью аппаратов «Луна-3» и «Зонд-3» были получены изображения, охватывающие 95% площади обратной стороны Луны.

Перед полетами космического корабля «Аполлон»

Следовавшие один за другим запуски автоматических межпланетных станций «Луна», подготовившие успешный полет «Луны-9», предшествовали запуску американской автоматической станции «Сервейер».

Первоначально была задумана двухчастная программа, включающая орбитальные и посадочные блоки для обеспечения работ по программе посадки на Луну пилотируемого корабля «Аполлон». Впоследствии часть программы, касающаяся орбитальных аппаратов, получила самостоятельное развитие в серии лунных спутников «Лунар Орбитер».

«Сервейер-1» был запущен к Луне спустя 4 мес после «Луны-9» по траектории прямого выведения. Он был оснащен четырьмя двигателями: тремя управляющими ЖРД с регулируемой тягой и одним (основным) твердотопливным двигателем торможения. После промежуточной коррекции с помощью управляющих двигателей была проведена подготовка к посадке. Основной тормозной двигатель был включен на расстоянии 75 км от поверхности Луны и, работая совместно с управляющими ЖРД, затормозил аппарат до скорости 70 м/с.

Справа. Лунар Орбитер» извлекается из камеры высотой 15,2 м для имитации космических условий в космическом центре фирмы «Боинг» в феврале 1966 г. Тщательная проверка оборудования была одним из важнейших этапов подготовки.

После выгорания топлива тяжелый тормозной двигатель был отделен, и на заключительном этапе спуска работали только управляющие двигатели, обеспечив почти полное торможение (зависание) аппарата на высоте 4 м. С этой высоты аппарат опускался в свободном падении при выключенных двигателях, чтобы свести к минимуму загрязнение и разрушение поверхности под действием истекающих газов. Амортизирующие стойки и сминаемые опоры на силовом каркасе смягчили ударную нагрузку. «Сервейер-1», первый аппарат этой серии, успешно совершил мягкую посадку на Луну. В течение последующих шести недель на Землю были переданы 11 237 изображений (две недели длилась лунная ночь и съемки не проводились), из которых почти все имели высокое разрешение и были выполнены в цвете с использованием светофильтров.

«Сервейер-2» был потерян в результате незапуска одного из трех управляющих двигателей. Посадка «Сервейера-3» заставила персонал управления полетом поволноваться, поскольку лунная поверхность с высоким коэффициентом отражения, очевидно, внесла помехи в работу посадочного радиолокатора, что привело к двум подскокам аппарата перед отсечкой двигателей, первый раз до 10 м и второй раз до 3 м. В течение последующих двух недель лунного дня аппарат передал на Землю 6300 изображений района посадки. Среди них было много фотографий механического ковша-захвата, который погружался в грунт на глубину до 18 см. Полученная информация показала, что по структуре грунт на лунной поверхности аналогичен мокрому береговому песку на Земле и отвечает требованиям посадки пилотируемого аппарата. Позже астронавты космическогокорабля «Аполлон-12» совершили посадку на расстоянии около 400 м от станции «Сервейер-3», демонтировали и возвратили на Землю некоторые ее элементы для изучения влияния на конструкцию длительного пребывания в условиях Луны.

«Сервейер-4» был потерян во время работы тормозного двигателя, когда внезапно прекратились все передачи с борта. Начиная с «Сервейера-5», все аппараты этой серии оснащались альфа-анализаторами, содержащими радиоактивный источник (кюрий-252), для определения химического состава лунного грунта.

«Сервейер-6» после тщательного обзора места посадки был поднят с поверхности Луны с помощью управляющих двигателей, совершил боковой маневр на расстояние 2,5 м и повторную посадку для продолжения исследований.

В отличие от предыдущих полетов, проводившихся с целью изучения возможных мест посадки «Аполлона» в районе экватора, «Сервейер-7» был направлен в точку, расположенную в непосредственной близости к кромке кратера Тихо в южном материковом районе. После неудачной попытки развернуть альфа-анализатор он был принудительно опущен к поверхности с помощью ковша-захвата. С «Сервейера-7» было получено свыше 21 000 изображений; на некоторых из них видны два лазерных луча, генерированных станциями на теневой стороне Земли.

По программе «Сервейер» была исследована лунная поверхность в предполагаемых районах посадки корабля «Аполлон» и было установлено, что она имеет достаточную прочность для посадки лунной кабины корабля. Обзорные телевизионные камеры дали важнейшую информацию, свидетельствующую о малом количестве обломков пород, которые могли бы помешать посадке пилотируемого аппарата.

АМС «Зонд» 1 Остронаправленная антенна. 2 Возвращаемый аппарат. 3 Служебный отсек с двигателем маневрирования и системой управления ориентацией. 4 Солнечные батареи (вид снизу). 5 Приборный отсек. Эта АМС предназначена для изучения космического пространства и отработки техники дальних космических полетов. Создана на основе пилотируемого корабля «Союз». В сентябре 1968 г. «Зонд-5» совершил облет Луны по баллистической траектории; на борту станции находились живые черепахи и другие биологические образцы, которые благополучно вернулись на Землю. «Зонд-5» и «Зонд-8» приводнились в акватории Индийского океана. «Зонд-6» и «Зонд-7» осуществили рикошетирующий вход в атмосферу Земли, что позволило им совершить посадку на территории СССР.

Рикошетирующий вход в атмосферу Возвращаемый аппарат должен войти в атмосферу в пределах узкого коридора шириной 10 км и спуститься до высоты 45 км над поверхностью Земли. Аппарат был ориентирован таким образом, что создавалась аэродинамическая подъемная сила, выталкивающая его обратно в космос с последующим повторным погружением в атмосферу над территорией СССР, завершаемым посадкой на парашюте.

Последовательность операций АМС «Луна-16» После маневрирования на окололунной орбите станция по команде с Земли была переведена на траекторию снижения путем запуска основного двигателя посадочной ступени. На высоте около 20 м от поверхности Луны основной двигатель был отключен, и на конечном этапе посадки работали два управляющих двигателя. По команде с Земли к поверхности Луны была опущена штанга с грунто-заборным устройством. По завершении бурения штанга была поднята и полый бур с образцами лунного грунта заключен в контейнер сферического возвращаемого аппарата в верхней части взлетной ступени. После пребывания на Луне в течение 26 ч 30 мин взлетная ступень стартовала к Земле, причем коррекции траектории ее полета не проводились. Оставшиеся на Луне приборы посадочной ступени передавали на Землю телеметрическую информацию о радиации и температуре. В период полетов и высадки американских астронавтов на Луну в СССР была предпринята серия смелых экспериментов по запускам дистанционно управляемых аппаратов для исследования Луны с меньшими затратами и без риска для жизни людей. Первой была станция «Луна-15», которая в июле 1969 г. была выведена на окололунную орбиту, а затем достигла поверхности Луны в заданном районе на территории Моря Кризисов. В сентябре следующего года впервые был совершен рейс по трассе Земля - Луна - Земля. Станция «Луна-16» совершила мягкую посадку в Море Изобилия и с помощью специального грунтозаборного устройства взяла образцы лунного грунта и доставила их на Землю для исследований. Затем через два месяца последовал полет станции «Луна-17», которая произвела огромное впечатление на западных специалистов, доставив в Море Дождей дистанционно управляемый аппарат для передвижения по лунной поверхности. Этот восьмиколесный аппарат «Луноход-1», управляемый по телевизионному и радиоканалам, прошел в общей сложности 10 540 м за 10 мес, передавая телевизионные изображения окружающей местности и периодически исследуя физико-механические свойства лунного фунта и его химический состав. В январе 1973 г. станция «Луна-21» доставила «Луноход-2» на территорию кратера Лемонье у восточной границы Моря Ясности. В течение пяти земных месяцев «Луноход» проделал путь длиной 37 км, выполняя все команды экипажа из Центра управления. Возвращение на Землю АМС «Луна-16» совершила посадку на парашюте в 80 км к юго-востоку от г. Джезказган в 8 ч 26 мин по московскому времени 24 сентября 1970 г. Станция «Луна-16» 1 Возвращаемый аппарат. 2 Ленточное крепление возвращаемого аппарата. 3 Антенна на взлетной ступени. 4 Приборный отсек взлетной ступени. 5 Топливные баки взлетной ступени. 6 Телефотометр. 7 Приборный отсек посадочной ступени. 8 Штанга грунтозаборного устройства. 9 Грунтозаборное устройство. 10 Один основной и два управляющих ракетных двигателя посадочной ступени (в данном ракурсе рисунка не видны). 11 Посадочные стойки. 12 Тарельчатые опоры. 13 Топливные баки посадочной ступени. 14 Ракетные двигатели малой тяги для управления в полете. 15 Ракетный двигатель взлетной ступени (на рисунке закрыт приборным отсеком). 16 Малонаправленная антенна на посадочной ступени. Первая АМС, доставившая на Землю образцы лунного грунта. Совершила посадку в Море Изобилия (0°41' ю.ш., 56°18' в.д.) 20 сентября 1970 г. Автоматическое грунтозаборное устройство с дистанцией захвата 0,9 м было рассчитано на извлечение породы с глубины до 35 см. На участке входа в атмосферу Земли был раскрыт парашют, выставлены штыревые антенны и металлические «стрелы», облегчающие радиолокацию. Сигналы бортового радиомаяка принимались самолетами и вертолетами поисково-спасательной службы. Технические характеристики Высота около 3,96 м. Ширина по размаху посадочных опор 3,96 м. Масса при посадке на поверхность Луны 1880 кг. «Луна-17» и «Луна-21». Торможение и мягкая посадка Основной тормозной двигатель снижает скорость по сигналам от радиовысотомера и датчика скорости. После выключения основного двигателя торможение обеспечивается управляющими двигателями малой тяги. Космический аппарат совершает мягкую посадку в заранее выбранной точке; управляющие двигатели выключаются. Откидывается специальный трап, и с посадочной платформы на лунную поверхность съезжает «Луноход», управляемый по радио из Центра дальней космической связи на территории СССР. «Луноход-2» («Луна-21») 1 Магнитометр. 2 Малонаправленная антенна. 3 Остронаправленная антенна. 4 Механизм наведения антенны. 5 Солнечная батарея (преобразует энергию солнечного излучения в электроэнергию для подразрядки химических батарей). 6 Откидная крышка (закрыта во время передвижения и в период лунной ночи). 7 Панорамные телефотокамеры горизонтального и вертикального обзора. 8 Изотопный источник тепловой энергии с отражателем и девятое колесо для измерения пройденного пути (в задней части аппарата). 9 Грунтозаборное устройство (в сложенном положении). 10 Штыревая антенна. 11 Мотор-колесо. 12 Герметичный приборный отсек. 13 Анализатор химического состава грунта «Рифма-М» (рентгеновский спектрометр) в сложенном положении. 14 Стереоскопическая пара телевизионных камер с блендами и противопылевыми крышками. 15 Оптический уголковый отражатель (изготовлен во Франции) 16 Телевизионная камера с блендой и противопылевой крышкой. «Луна-21» совершила мягкую посадку на территории кратера Лемонье у восточной границы Моря Ясности в 1 ч 35 мин по московскому времени 16 января 1973 г. Первый период исследования Луны начался 17 -18 января, когда «Луноход-2» начал движение от места посадки в юго-восточном направлении по базальтовой лаве, обходя кратеры и валуны. На принятых на Земле панорамных изображениях был хорошо виден окружающий ландшафт, в том числе горы, окаймляющие Море Ясности. Технические характеристики Длина по ходовой части 221 см. Колея 160 см. Диаметр колеса 51 см. Масса 840 кг (почти на 100 кг больше массы «Лунохода-1», действовавшего на территории Моря Дождей в течение 10 мес с 17 ноября 1970 г.).

КАЛЕНДАРЬ ЗАПУСКОВ АВТОМАТИЧЕСКИХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ СТАНЦИЙ К ЛУНЕ (некоторые из запущенных объектов)
НАИМЕНОВАНИЕ АППАРАТА	ДАТА ЗАПУСКА	РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ	МАССА, КГ	ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТА
«Пионер-1» (США) «Пионер-3» (США) «Луна-1» (СССР) «Пионер-4» (США) «Луна-2» (СССР) «Луна-3» (СССР) «Рейнджер-1» (США) «Рейнджер-2» (США) «Рейнджер-3» (США) «Рейнджер-4» (США)	11 окт. 1958 г. 6 дек. 1958 г. 2 янв. 1959 г. 3 марта 1959 г. 12 сент. 1959 г. 4 окт. 1959 г. 23 авг. 1961 г. 18 нояб. 1961 г. 26 янв. 1962 г. 23 апр. 1962 г.	«Тор-Эйбл» «Юнона-2» А-1 «Юнона-2» А-1 А-1 «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена»	38 6 361 6 390 278,5 306 306 330 331	Попытка выведения на окололунную орбиту. Авария на высоте 113800 км над южной частью Тихого океана Попытка пролета вблизи Луны. Авария на высоте 102320 км над Центральной Африкой Первая АМС, запущенная в район Луны. Пролетев на расстоянии 5000 км от Луны, аппарат вышел на околосолнечную орбиту Пролет на расстоянии 60 500 км от Луны и выход на околосолнечную орбиту Первое достижение поверхности Луны Пролет на расстоянии 6200 км от поверхности Луны. Сфотографировано 70% поверхности обратной стороны Луны. Полученные изображения переданы телевизионной системой на Землю Попытка испытаний аппарата на высокой околоземной орбите. Достиг лишь низкой околоземной орбиты Попытка испытаний аппарата на высокой околоземной орбите. Достиг лишь низкой околоземной орбиты Попытка получить сейсмометрические данные при жесткой посадке. Получив избыточную скорость, аппарат пролетел на расстоянии 36 800 км от Луны Попытка получить сейсмометрические данные при жесткой посадке. Отслеживалось попадание аппарата на обратную сторону Луны
«Рейнджер-5» (США) «Луна-4» (СССР) «Рейнджер-6» (США) «Рейнджер-7» (США) «Рейнджер-8» (США) «Рейнджер-9» (США) «Луна-5» (СССР) «Луна-6» (СССР) «Зонд-3» (СССР) «Центавр-3» (США)	18 окт. 1962 г. 2 апр. 1963 г. 30 янв. 1964 г. 28 июля 1964 г. 17 февр. 1965 г. 21 марта 1965 г. 9 мая 1965 г. 8 июня 1965 г. 18 июля 1965 г. 11 авг. 1965 г.	«Атлас-Аджена» А-2-е «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» «Атлас-Аджена» А-2-е А-2-е А-2-е «Атлас-Центавр»	341 1422 365 366 367 366 1476 1442 950 952	Попытка получить сейсмометрические данные при жесткой посадке. Аппарат вышел на околосолнечную орбиту, пролетев на расстоянии 725 км от Луны Пролет на расстоянии 8500 км от поверхности Луны и выход на околосолнечную орбиту Попытка получения телевизионных изображений крупным планом перед падением на поверхность. Аппарат упал на поверхность, не передав ни одного изображения Передано более 4300 изображений с высоким разрешением перед падением в Море Познания Передано 7137 изображений с высоким разрешением перед падением в Море Спокойствия Передано 5814 изображений с высоким разрешением перед падением на Луну в кратер Альфонса Станция достигла Луны в точке с координатами 31° ю.ш., 8° в.д. Пролет на расстоянии 160 000 км от Луны с выходом на околосолнечную орбиту Пролет Луны и выход на околосолнечную орбиту. Переданы изображения оставшихся не сфотографированными районов обратной стороны Луны Выведение на высокую околоземную орбиту динамической модели аппарата «Сервейер». Летно-конструкторские испытания ракетного блока «Центавр»
«Луна-7» (СССР) «Луна-8» (СССР) «Луна-9» (СССР) «Луна-10» (СССР) «Сервейер-1» (США) «Эксплорер-33» (США) «Лунар Орбитер-1» (США) «Луна-11» (СССР) «Сервейер-2» (США) «Луна-12» (СССР)	4 окт. 1965 г. 3 дек. 1965 г. 31 янв. 1966 г. 31 марта 1966 г. 30 мая 1966 г. 1 июля 1966 г. 10 авг. 1966 г. 24 авг. 1966 г. 20 сент. 1966 г. 22 окт. 1966 г.	А-2-е А-2-е А-2-е А-2-е «Атлас-Центавр» «Дельта» с форсиро- ванными двигателями «Атлас-Аджена» А-2-е «Атлас-Центавр» А-2-е	1506 1552 1583 1582 995 93 385 1640 1000 1620	Станция достигла поверхности Луны в точке с координатами 9° с.ш., 40° з.д. Станция достигла поверхности Луны в точке с координатами 9°8' с.ш., 63° 18' з.д. Первая мягкая посадка на Луну в точку с координатами 7°8' с.ш., 64°33' з.д. Переданы телевизионные панорамы и данные по радиации. Вес АЛС 100 кг Первый искусственный спутник Луны массой 245 кг. Передавал информацию с эллиптической орбиты (350 Х 1017 км) с периодом обращения 178 мин и наклонением 71°9' в течение 56 сут Мягкая посадка в точку с координатами 2°27' ю.ш., 43° 13' з.д. Переданы 11 237 телевизионных изображений и техническая информация в течение 6 недель Попытка выведения на окололунную орбиту. Аппарат вышел на околоземную эллиптическую орбиту (15 900 X 435 000 км). Получена информация о частицах и полях Аппарат вышел на окололунную эллиптическую (40 X 1865 км) орбиту с наклонением 12° 12'. Передано 211 телевизионных изображений фотографий поверхности Луны Станция вышла на окололунную эллиптическую орбиту (160 Х 1200 км) с периодом обращения 178 мин и наклонением 27° Попытка мягкой посадки. Аппарат упал юго-восточнее кратера Коперника Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (100 X 1740 км) с периодом обращения 205 мин и наклонением 0°. Переданы телевизионные изображения поверхности Луны
«Центавр-5» (США) «Лунар Орбитер-2» (США) «Луна-13» (СССР) «Лунар Орбитер-3» (США) «Сервейер-3» (США) «Лунар Орбитер-4» (США) «Сервейер-4» (США) «Эксплорер-35» (США) «Лунар Орбитер-5» (США) «Сервейер-5» (США)	26 окт. 1966 г. 6 нояб. 1966 г. 21дек. 1966 г. 5 февр. 1967 г. 17 апр. 1967 г. 4 мая 1967 г. 14 июля 1967 г. 19 июля 1967 г. 1 авг. 1967 г. 8 сент. 1967 г.	«Атлас-Центавр» «Атлас-Аджена» А-2-е «Атлас-Аджена» «Атлас-Центавр» «Атлас-Аджена» «Атлас-Центавр» «Дельта» с форсиро- ванными двигателями «Атлас-Аджена» «Атлас-Центавр»	726 390 1620 385 1035 390 1039 104 390 1005	Выведение на высокую околоземную орбиту с массовым макетом аппарата «Сервейер». Летные испытания повторного запуска двигателя блока «Центавр» Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (40 X 1845 км) с наклонением 11°48'. Передано 184 телевизионных изображения фотографий возможных мест посадки корабля «Аполлон» Мягкая посадка на Луну в точку с координатами 18°52' с.ш., 62°3' з.д. Переданы телевизионные панорамные изображения и данные о радиации. Проведено изучение грунта Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (40 x 1850 км) с наклонением 21°. Передано 182 телевизионных изображения фотографий поверхности Луны Мягкая посадка на Луну в точке с координатами 2°56' ю.ш., 23°20' з.д. Переданы 6315 телевизионных изображений и техническая информация. Масса на поверхности Луны 283 кг Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (2704 x 6033 км) с наклонением 85°. Передано 163 телевизионных изображения фотографий лунной поверхности Попытка мягкой посадки. Упал в точку с координатами 0°26' с.ш., 1°20' з.д. Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (804 x 7400 км) с наклонением 147°. Передана информация о частицах и полях Аппарат вышел на окололунную эллиптическую орбиту (196x6014 км) с наклонением 85°. Передано 213 телевизионных изображений поверхности Мягкая посадка в точку с координатами 1°25' с.ш., 22° 15' в.д. Передано 18 000 телевизионных изображений. Впервые выполнен химический анализ лунного грунта
«Сервейер-6» (США) «Сервейер-7» (США) «Зонд-4» (СССР) «Луна-14» (СССР) «Зонд-5» (СССР) «Зонд-6» (СССР) «Луна-15» (СССР) «Зонд-7» (СССР) «Луна-16» (СССР) «Зонд-8» (СССР)	7 нояб. 1967 г. 7 янв. 1968 г. 2 марта 1968 г. 7 апр. 1968 г. 15 сент. 1968 г. 10 нояб. 1968 г. 13 июля 1969 г. 8 авг. 1969 г. 12 сент. 1970 г. 20 окт. 1970 г.	«Атлас-Центавр» «Атлас -Центавр» D-1-e А-2-е D-1-e D-1-e D-1-e D-1-e D-1-e D-1-e	1008 1040 5700 5727	Мягкая посадка в точку с координатами 0°25' с.ш., 1°20' з.д. Переданы 30 065 телевизионных изображений и результаты химического анализа грунта Мягкая посадка в точку с координатами 40°53' ю.ш., 11°26' з.д. вблизи кромки кратера Тихо. Переданы 21 274 телевизионных изображения и результаты химического анализа грунта материкового района Луны Испытательный полёт. Аппарат вышел на околосолнечную орбиту. Станция вышла на окололунную эллиптическую орбиту (160 x 870 км) с периодом обращения 160 мин и наклонением 42° Облет Луны с возвращением на Землю. Аппарат приводнился в Индийском океане Облет Луны с возвращением на Землю. Аппарат совершил управляемый рикошетирующий спуск и возвратился на территорию СССР Станция достигла поверхности Луны Облет Луны с возвращением на Землю с осуществлением управляемого спуска. Доставка на Землю цветных фотографий Луны и Земли с различных расстояний Впервые осуществлено возвращение образцов лунного грунта с помощью АМС. Образцы взяты с поверхности лунного моря в точке с координатами 0°41' ю.ш., 56° 18' в.д. Облет Луны с возвращением на Землю. Отработка варианта возвращения на Землю со стороны Северного полушария. АМС приводнилась в океане
«Луна-17» (СССР) Спутник Луны, запущенный с корабля «Аполлон-15» (США) «Луна-18» (СССР) «Луна-19» (СССР) «Луна-20» (СССР) Спутник Луны, запущенный с корабля «Аполлон-16» (США) «Луна-21» (СССР) «Эксплорер-49» (США) «Луна-22» (СССР) «Луна-23» (СССР) «Луна-24» (СССР)	10 нояб. 1970 г. 26 июля 1971 г. 2 сент. 1971 г. 28 сент. 1971 г. 14 февр. 1972 г. 16 апр. 1972 г. 8 янв. 1973 г. 10 июня 1973 г. 29 мая 1974 г. 28 окт. 1974 г. 9 авг. 1976 г.	D-1-e «Сатурн-5» D-1-e D-1-e D-1-e «Сатурн-5» D-1-e «Дельта» с форсир- ованными двигателями D-1-e D-1-e D-1-e	36 36 328 5700	Впервые осуществлено передвижение автоматического аппарата «Луноход-1» по лунной поверхности в районе точки с координатами 38° 18' с.ш., 35° з.д. Масса «Лунохода-1» 756 кг, масса посадочной ступени 1080 кг, полная масса полезного груза на поверхности Луны 1836 кг Информация о частицах и полях Станция достигла поверхности Луны в точке с координатами 3°34' с.ш., 56°30' в д. Спутник Луны. Первоначально станция вышла на круговую окололунную орбиту высотой 140 км; затем после маневра - на эллиптическую орбиту 135 X 127 км с периодом обращения 131 мин и наклонением 40° Возвращение с помощью автоматического аппарата образцов лунного грунта из точки в материковом районе с координатами 3°32' с.ш., 56°33' в .д. Информация о частицах и полях Доставка на Луну аппарата «Луноход-2» массой 840 кг; посадка в точку с координатами 25°54' с.ш., 30°30' в.д. Выведен на окололунную орбиту для решения задач радиоастрономии Спутник Луны. Проведена широкая программа маневров Станция достигла поверхности Луны в юго-восточной части Моря Кризисов в точке с координатами 12°41' с.ш., 62°18' в.д. Возвращение глубинных образцов лунного грунта из точки поверхности с координатами 12°45' с.ш., 62° 12' в. д.

Наблюдения с орбиты

Последним этапом подготовки к полетам космического корабля «Аполлон» была детальная съемка с орбиты местности в районе лунного экватора. Для этой цели были подготовлены пять искусственных спутников Луны «Лунар Орбитер», каждый из которых был оснащен фотографической системой. Аппараты запускались в период полетов «Сервейеров» и использовались также для выбора мест их посадки.

С помощью двигательных установок «Лунар Орбитера» проводились промежуточные коррекции траектории его полета к Луне и впоследствии обеспечивался переход на окололунную орбиту.

Начальные эллиптические орбиты обычно имели высоты периселения и апоселения соответственно 200 и 1850 км. После нескольких суток подготовки к фотосъемке осуществлялось уменьшение высоты периселения до 50 км. На каждом аппарате имелся запас пленки длиной 80 м на 210 кадров. После экспозиции пленка обрабатывалась на борту, негатив считывался и изображения передавались на Землю каждые 40 мин.

На ИСЛ «Лунар Орбитер-1» с помощью камеры с высоким разрешением были получены непригодные (размытые) фотографии. Камера умеренного разрешения функционировала нормально, и, таким образом, 75% полетного задания было выполнено: сфотографированы возможные районы посадки корабля «Аполлон» общей площадью 41 500 км², 360 000 км² прилегающих и 5 200 000 км² отдаленных районов.

При полете ИСЛ «Лунар Орбитер-2» были получены 184 снимка тринадцати возможных мест посадки корабля «Аполлон», остальные кадры охватывали прилегающие и отдаленные районы.

Справа. Этот впечатляющий фотоснимок Земли был сделан советской АМС «Зонд-7», которая совершила полет вокруг Луны и возвратилась на территорию СССР.

С помощью ИСЛ «Лунар Орбитер-3» было получено 182 снимка, после чего отказал двигатель лентопротяжного механизма. В число фотографий входили изображения десяти возможных районов посадки корабля «Аполлон». На основании этих снимков производился уже не поиск, а выбор места посадки. Кроме того, были сфотографированы «Сервейер-1», 1 550 000 км² прилегающей и 650 000 км² отдаленной территории Луны. Этими исследованиями было завершено выполнение основной задачи обследования мест посадки аппаратов «Сервейер» и «Аполлон».

Исходя из этого, ИСЛ «Лунар Орбитер-4 и -5» были запущены на приполярные орбиты с целью проведения фотосъемки остальных областей Луны, а также обзора неэкваториальных районов посадки для аппаратов по предполагаемой, но впоследствии отмененной программе «Пост-Аполлон». При полетах «Лунар Орбитера-4» было получено лишь 163 снимка, а с «Лунар Орбитера-5» - все 213 снимков. Фотографии охватили около 99% лунной поверхности.

С помощью ИСЛ «Лунар Орбитер» была также получена информация о микрометеоритной и радиационной обстановке, а слежение за их орбитами позволило составить подробную карту гравитационного поля Луны.

Для изучения радиационной обстановки на окололунную орбиту был запущен еще один космический аппарат «Эксплорер-35». Он подтвердил почти полное отсутствие магнитного поля и не обнаружил ни радиационных поясов, ни ионосферы вокруг Луны. Это означало, что в отличие от Земли на Луне ничто не препятствует разрушающему воздействию солнечного ветра на ее поверхность.

Следующий этап полетов автоматических станций

Последней автоматической межпланетной станцией, запущенной США в январе 1968 г. в обеспечение программы «Аполлон», был «Сервейер-7». Оставалось 18 мес до запуска первого корабля «Аполлон» с посадкой на Луне.

Вверху. Советский пункт управления АЛ С «Луноход-1». Получаемая информация включала данные о характеристиках аппарата и работе его бортовых систем, а также результаты исследований.

Весной 1968 г. в СССР была запущена автоматическая космическая станция «Зонд-4» на траекторию, которая в конечном итоге перешла в орбиту вокруг Солнца. Через шесть месяцев «Зонд-5» совершил облет Луны и вернулся на Землю, приводнившись в Индийском океане. На его борту находились земные живые существа - черепахи. Спустя два месяца «Зонд-6» повторил эту операцию, совершил рикошетирующий вход в атмосферу и посадку на территории СССР. Позже были запущены «Зонд-7» и «Зонд-8». Космические аппараты «Зонд» представляли собой модифицированные варианты трехместного космического корабля «Союз» без экипажа, но с биологическими образцами. Целью запусков автоматических межпланетных станций «Зонд-4» -«Зонд-8» было проведение летно-конструкторской отработки в автоматическом варианте корабля для облета Луны, проведение научных исследований и возвращение на Землю с второй космической скоростью.

В СССР изучение Луны продолжалось с помощью автоматических станций серии «Луна». Как и ранее, более тяжелые станции «Луна» нового поколения представляли собой унифицированную конструкцию, рассчитанную на установку специализированного полезного груза. «Луна-16» имела четыре сферических бака с топливом, обеспечивающим изменение скорости на 2,6 км/с для спуска с окололунной орбиты на поверхность, и четыре цилиндрических бака с топливом, обеспечивающим изменение скорости на 1 км/с для выхода на окололунную орбиту и совершения орбитальных маневров.

Новое семейство станций «Луна» делится на три группы: аппараты, предназначенные для доставки на Землю образцов лунного грунта, луноходы и спутники Луны. Из этого семейства первым был успешно запущен 13 июля 1969 г. за трое суток до полета корабля «Аполлон-11» аппарат «Луна-15». После четырех суток полета он вышел на окололунную орбиту, где оставался в течение нескольких суток, дважды производя коррекции орбиты. Были проведены научные исследования в окололунном пространстве, получена информация о работе новых систем станции, обеспечивающих посадку в заданных районах Луны. По завершении 52 витков вокруг Луны была включена тормозная установка, станция сошла с орбиты и упала на лунную поверхность в заданном районе.

Спустя 14 мес первую автоматическую операцию доставки образцов лунного грунта осуществила «Луна-16», мягкая посадка которой была произведена 20 сентября 1970 г. в районе Моря Изобилия. На поверхность Луны было опущено специальное грунтозаборное устройство на длинной штанге. Полый бур вращательно-ударного действия углубился в грунт на 0,35 м с заполнением полости. После этого грунтозаборное устройство было поднято на взлетную ступень и помещено в возвращаемую капсулу. На Землю было доставлено 105 г «морского» грунта. При выполнении той же задачи станцией «Луна-20» на Землю удалось доставить 55 г материковой породы. После этого грунтозаборное устройство было существенно модифицировано и при полете «Луны-24» бур был погружен на глубину почти 2 м. В полости бура находилась эластичная оболочка, которая по мере его углубления наполнялась, как при начинении колбасы. По окончании бурения заполненная оболочка (диаметром 8 мм, длиной 1600 мм) извлекалась, свертывалась, подобно тросу на лебедке, и упаковывалась в возвращаемый аппарат. Разгруженное буровое устройство отбрасывалось от верхней части аппарата, запускались двигатели взлетной ступени, обеспечивая вертикальный подъем и разгон до скорости 2,7 км/с. Место взятия проб грунта было выбрано с таким расчетом, что, выйдя из зоны притяжения Луны, взлетная ступень оказывалась на траектории прямого попадания на Землю, благодаря чему исключалась необходимость промежуточной коррекции. Со временем взлетная ступень была усовершенствована, что позволило брать пробы грунта не только вблизи экватора на 56° в. д. Через трое суток возвращаемая капсула вернулась на Землю, и образцы грунта массой 0,17 кг были извлечены для исследований.

При запуске станции «Луна-17» впервые была поставлена задача передвижения по лунной поверхности. После успешной посадки с посадочной ступени бьи опущен специальный трап для схода на поверхность Луны восьмиколесной тележки «Лунохода-1». Это был один из наиболее важных советских экспериментов по исследованию Луны; «Луноход-1» в течение десяти месяцев работы прошел более 10,5 км. Во время лунного дня крышка на верхней части корпуса «Лунохода» откидывалась, и элемент солнечной батареи, расположенный на ее внутренней стороне, вырабатывал электроэнергию. В течение двух недель лунной ночи крышка была закрыта и циркуляция воздуха, нагретого изотопным источником тепла, обеспечивала внутреннее термостатирование. «Луноход-1» был оснащен двумя, а «Луноход-2» тремя телевизионными камерами, позволяющими пяти операторам на Земле управлять движением аппарата. «Луноход» периодически останавливался для телевизионной передачи полной панорамы окружающей местности. Проводились также исследования грунта: физико-механических свойств с помощью механического грунтомера и химического состава с помощью рентгеновского спектрометра. Оптический уголковый отражатель, состоящий из 14 элементов, позволял проводить лазерное измерение расстояния между Землей и Луной с точностью в пределах 40 см.

«Луноход-2» был доставлен на Луну станцией «Луна-21», совершившей мягкую посадку на территории кратера Лемонье диаметром 55 км. Этот древний кратер когда-то наполнился лавой, и на поверхности осталась лишь часть его кромки. Таким образом, в нем объединены свойства лунного моря и материка. Маршрут «Лунохода» пролегал сначала на юг в зону переходного рельефа, а затем на восток к длинному разрыву породы, напоминающему борозду Гадлея, которую обследовали астронавты корабля «Аполлон-15». За пять месяцев активного существования «Луноход-2» проделал путь длиной 37 км.

Станция «Луна-18», запущенная в сентябре 1971 г., осуществляла маневрирование на орбите с целью отработки методов окололунной навигации и посадки на Луну, а затем достигла Луны у границы Моря Изобилия. В феврале 1972 г. станция «Луна-20» совершила посадку в труднодоступном материковом районе между Морем Изобилия и Морем Кризисов; в этом полете на Землю были доставлены образцы лунного грунта.

«Луна-19» была выведена на окололунную круговую орбиту с высотой над поверхностью Луны 140 км, а затем переведена на новую орбиту с параметрами 135 X 127 км. С этой орбиты были получены изображения района с границами 30 - 60° ю. ш. и 20 - 30° в. д., а также результаты изучения радиационной и микрометеоритной обстановки. Наблюдения за эволюцией орбиты в течение первых двух месяцев активного существования спутника позволили выявить асимметрию северного и южного полушарий Луны. В феврале 1972 г. станция «Луна-20» совершила посадку в труднодоступном материковом районе между Морем Изобилия и Морем Кризисов; в этом полете на Землю были доставлены образцы лунного грунта.

При полете станции «Луна-22» в течение 18 мес ее активного существования проводились обширная программа маневров на окололунной орбите и съемка лунной поверхности. Кроме того, измерялось гамма-излучение поверхности с целью выявления ее детального химического состава. Слежение за параметрами орбиты способствовало определению характеристик аномалий гравитационного поля Луны, обусловленных местными концентрациями плотных пород. Над таким районом космический аппарат испытывает более сильное притяжение, приводящее к незначительному искривлению орбиты.

Станция «Луна-24» совершила посадку в юго-восточной части Моря Кризисов; на Землю доставлены образцы лунного грунта с глубины около 2 м.

На окололунную орбиту был выведен еще один американский аппарат, но не для исследования Луны. Это был радиоастрономический спутник «Эксплорер-49», оснащенный четырьмя антеннами длиной по 230 м, которые в полностью развернутом положении образовывали фигуру, похожую на гигантскую букву X. Находясь на окололунной орбите, этот аппарат регистрировал небесные источники радиосигналов в отсутствие шумового фона Земли. Координаты источников могли быть зафиксированы по времени исчезновения и повторного появления сигналов из-за Луны.

Как и миллиарды лет назад, Луна продолжает вращаться вокруг Земли. Почти в тридцати точках ее поверхности остались доказательства присутствия человека: созданные его руками автоматические устройства и следы двенадцати астронавтов с шести кораблей «Аполлон». Полученная информация позволила найти ответы на многие важные вопросы о Луне, но при этом возникло значительно больше новых вопросов. Со временем человек, новые приборы и механизмы вернутся на Луну, возможно, для сооружения постоянно действующих баз, что станет реальностью благодаря знаниям, приобретенным с помощью автоматических аппаратов, совершивших полеты к Луне в течение последних десятилетий.