Луна-16 (Lrug-16)

Луна-16
Автоматическая межпланетная станция Е-8-5 № 406
Модель автоматической межпланетной станции «Луна-16» в музее космонавтики Москвы
Производитель	НПО им. Лавочкина
Спутник	Луны
Стартовая площадка	Байконур Пл. 81/23
Ракета-носитель	Протон-К / Блок Д 248-01
Запуск	12 сентября 1970 13:25:53 UTC
Выход на орбиту	17 сентября 1970
COSPAR ID	1970-072A
SCN	04527
Технические характеристики
Масса	5600 кг
Элементы орбиты
Наклонение	70,0°
Период обращения	119 мин
Апоцентр	111 км
Перицентр	111 км
Посадка на небесное тело	20 сентября 1970
Координаты посадки	0°30′49″ ю. ш. 56°21′50″ в. д.0,5137° ю. ш. 56,3638° в. д. / -0.5137; 56.3638
Взлёт с небесного тела	21 сентября 1970
Возвращение на Землю	24 сентября 1970
Медиафайлы на Викискладе

«Луна-16» — советская автоматическая межпланетная станция для изучения Луны и космического пространства. Стала первым автоматическим аппаратом, доставившим внеземное вещество на Землю (перед этим его доставляли лишь пилотируемые экспедиции).

Состав и особенности

Посадочная ступень Луны-16 на лунной поверхности. Снимок сделан в сентябре 2009 г. искусственным спутником Луны LRO.

Почтовая марка, посвящённая станции «Луна-16»

Автоматический космический комплекс по доставке грунта с Луны состоял из:

• посадочной ступени с основным двигателем для торможения и двумя двигателями малой тяги для посадки, а также грунтозаборным устройством и различными приборами, посадочная ступень также обеспечивала старт ракеты «Луна — Земля»;
• ракеты «Луна — Земля» с бортовым радиокомплексом и приборным отсеком в виде цилиндра, на который устанавливался возвращаемый аппарат;
• возвращаемого аппарата в виде шара с тремя отсеками, в которых были размещены: радиопередатчики для обнаружения при спуске на Землю, аккумуляторы, механизм управления парашютом; парашют, антенны радиопередатчиков, баллоны с газом для ориентации после посадки; контейнер для лунного грунта.

Посадочная ступень была унифицирована для всех станций серии Е-8, к ним относилось три типа: Е-8-5, Е-8М и Е-8С. Станции Е-8С («Луна-19» и «Луна-22») были спутниками Луны, и посадки не совершали. Е-8-5, к которым относилась и «Луна-16», предназначались для доставки на Землю лунного грунта, а Е-8М — для доставки на Луну самоходного аппарата «Луноход».

Из-за жёсткого лимита возвращаемой массы невозможно было оснастить ракету «Луна — Земля» полноценной системой управления, поэтому в качестве района посадки на Луну станций Е-8-5 выбирались места в пределах такой области Луны, где начальная часть траектории возвращения совпадала с местной лунной вертикалью. Это позволяло радикально упростить систему управления и даже избежать коррекций траектории на трассе перелёта Луна — Земля.

На посадочной ступени был размещён металлический вымпел с надписью «Союз Советских Социалистических Республик», Государственным гербом СССР и надписью «„Луна-16“ сентябрь 1970». На возвращаемом аппарате был размещён знак с надписью «СССР», Государственным гербом СССР и надписью «„Луна-16“ сентябрь 1970 Земля — Луна — Земля».

Этапы полёта

• 12 сентября 1970 года осуществлён пуск ракеты-носителя «Протон-К/Д», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-16», включавшую в себя возвращаемый аппарат.
• 13 сентября 1970 года включением на 6,4 секунды двигателя посадочной ступени была проведена коррекция траектории полёта станции, обеспечившая выход станции в расчётную точку окололунного пространства.
• 17 сентября 1970 года в 2:38 станция «Луна-16» выведена на орбиту вокруг Луны. Параметры селеноцентрической орбиты составляли: наклонение орбиты относительно плоскости лунного экватора — 70°; период обращения — 119 минут; высота над поверхностью Луны (в периселении и апоселении) — 110 километров. На этой орбите станция была три дня, за это время дважды меняли её орбиту: сначала сделали периселений равным 15 км, а апоселений равным 110 км, затем повернули плоскость орбиты в пространстве.
• 20 сентября 1970 года в 8:18 станция «Луна-16» совершила мягкую посадку на Луну в Моря Изобилия в точке 0°30′49″ ю. ш. 56°21′50″ в. д.0,5137° ю. ш. 56,3638° в. д. / -0.5137; 56.3638 (Луна-16). При этом снижение до высоты 20 м и скорости 2,5 м/с было обеспечено несколькими включениями основного двигателя посадочной ступени, а последующее движение до поверхности Луны осуществлялось двумя двигателями малой тяги посадочной ступени. Отклонение от расчётной точки посадки составило 1,5 километра. Масса опустившейся на Луну станции составила 1880 кг.
• Затем под управлением и контролем с Земли грунтозаборным устройством посадочной ступени был произведён забор лунного грунта, который в специальной герметичной капсуле был помещён в возвращаемый аппарат.
• 21 сентября 1970 года в 10:43 с поверхности Луны стартовала ракета «Луна — Земля» с возвращаемым аппаратом автоматической межпланетной станции «Луна-16», при этом двигатель ракеты работал до тех пор, пока скорость аппарата не достигла значения 2,708 км/с. Масса стартовавшей ступени была 512 кг.
• 24 сентября 1970 года в 4:50 возвращаемый аппарат станции «Луна-16» массой 35 кг был отделён от ракеты «Луна — Земля», в 8:10 он вошёл в атмосферу Земли, на высоте 14,5 км раскрылся тормозной парашют, который отделился на высоте 11 км, при этом раскрылся основной парашют, и в 8:26 возвращаемый аппарат совершил мягкую посадку на территории СССР в 80 километрах юго-восточнее города Жезказган в Казахстане. Причём возвращаемый аппарат был обнаружен по радиосигналам за 12 мин до посадки и его дальнейший спуск наблюдался с вертолёта. На Землю были доставлены образцы лунного грунта, взятые в районе Моря Изобилия. Общая масса колонки грунта, доставленной на Землю, составила 101 грамм. «Луна-16» стала первым автоматическим аппаратом, доставившим внеземное вещество на Землю (ранее его доставляли лишь пилотируемые экспедиции: «Аполлон-11» — 21,5 кг и «Аполлон-12» — 34 кг). Это достижение было посвящено создателями XXIV съезду КПСС.

Анализ доставленного грунта

Для изучения лунного грунта в СССР были созданы специальные камеры для работы с лунном грунтом: в Институте геохимии и аналитической химии им. Вернадского АН СССР (ГЕОХИ АН СССР) - приемная камера для работы с грунтом в атмосфере гелия, а в Научно-исследовательском институте тепловых процессов (НИИТП) специализированный стенд ЛГ-1 для работы с грунтом в атмосфере гелия или в вакууме.

В 1974 году ГЕОХИ АН СССР опубликовал сборник работ под названием "Лунный грунт из Моря Изобилия", где в многочисленных статьях рассказывалось об изучении образцов лунного грунта и сравнивался лунный грунт из Моря Изобилия (место посадки "Луны-16"), Моря Спокойствия (место посадки "Аполлона-11") и Океана Бурь (место посадки "Аполлона-12") .

Рекорды

По результатам полета станции «Луна-16» Международная авиационная федерация (FAI) зарегистрировала приоритетные научно-технические достижения станции:

• возвращение на Землю после посадки на поверхность Луны;
• доставка на поверхность Луны космической ракеты «Луна — Земля» с возвращаемым аппаратом;
• автоматический старт с Луны и доставка лунного грунта на Землю.

Станцией «Луна-16» были установлены рекорды, зарегистрированные и подтвержденные дипломами FAI:

• мировой рекорд максимальной массы, доставленной на лунную поверхность в классе «С»;
• мировой рекорд максимальной массы, возвращенной на Землю с поверхности Луны в классе «С»;
• мировой рекорд максимальной массы лунных пород, доставленной на Землю автоматической станцией в классе «С».

Факты

Ёмкость с несколькими крупинками лунного грунта, доставленного «Луной-16», была вручена Нине Ивановне Королёвой (1920—1999), второй жене С. П. Королёва, в качестве признания заслуг её супруга в реализации космической программы. Впоследствии этот образец оказывался предметом торгов на аукционе Сотбис.

Литература

• Новое выдающееся достижение советской космонавтики // Вестник Академии наук СССР. — 1970. — № 10. — С. 3—11.
• В. Алексеев, Л. Лебедев. За лунным камнем / под редакцией д.ф.-м.н. Г. С. Нариманова. — М. : Машиностроение, 1972. — 120 с. — 30 000 экз.
• Анфимов Н. А., Губайдуллин В. Ш., Евич А. Ф. К 40-летию доставки с Луны на Землю образцов грунта и начала работы мобильной лунной исследовательской лаборатории «Луноход-1» // Вестник НПО им. С. А. Лавочкина : журнал. — 2010. — № 4. — С. 22—26.