Посадки на Луну: история и современные миссии

Посадки на Луну: история, первые миссии (Луна-2, Аполлон-11), пилотируемые и автоматические экспедиции. Всё о высадке на лунную поверхность.

46 мин чтения

100%

Источник: Moon landing — Wikipedia

Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.

Содержание

Введение

Прибытие космического аппарата на поверхность Луны, лунные посадки в целом.

Посадка на Луну, или лунная посадка, — это прибытие космического аппарата на поверхность Луны, включая как пилотируемые, так и автоматические миссии. Первым рукотворным объектом, коснувшимся Луны, был аппарат «Луна-2» в 1959 году. В 1969 году «Аполлон-11» стал первой пилотируемой миссией, совершившей посадку на Луне. Между 1969 и 1972 годами было осуществлено шесть пилотируемых посадок и множество автоматических. Все пилотируемые миссии на Луну были выполнены в рамках программы «Аполлон», последний аппарат которой покинул лунную поверхность в декабре 1972 года. После «Луны-24» в 1976 году мягких посадок на Луну не было до «Чанъэ-3» в 2013 году. Все мягкие посадки происходили на ближней стороне Луны до января 2019 года, когда «Чанъэ-4» совершил первую посадку на обратной стороне Луны.

Высадка правительства

Шесть государственных космических агентств, Interkosmos, NASA, CNSA, ISRO, JAXA и ESA, достигли Луны с помощью беспилотных миссий. Три частные/коммерческие миссии, Beresheet (жесткая посадка), Hakuto R (жесткая посадка) и Odysseus (мягкая посадка) также достигли лунной поверхности (см. #Коммерческие посадки). Советский Союз (Интеркосмос), Соединенные Штаты (NASA), Китай (CNSA), Индия (ISRO) и Япония (JAXA) – единственные пять стран, успешно осуществивших мягкую посадку. Советский Союз совершил первую жесткую посадку на Луну – "жесткая" означает намеренное столкновение космического аппарата с Луной на высокой скорости – с аппаратом Luna 2 в 1959 году, что США повторили в 1962 году с Ranger 4. После первых жестких посадок на Луну, шестнадцать советских, американских, китайских и индийских космических аппаратов использовали тормозные двигатели (ретроракеты) для осуществления мягкой посадки и проведения научных исследований на лунной поверхности. В 1966 году Советский Союз впервые осуществил мягкую посадку и получил первые снимки с лунной поверхности в ходе миссий Luna 9 и Luna 13. США последовали за ними, совершив пять мягких посадок Surveyor. Продолжающаяся китайская программа "Чанъэ" с 2013 года осуществила три посадки, включая доставку образцов грунта и первую посадку на обратной стороне Луны. 23 августа 2023 года ISRO успешно посадила модуль Chandrayaan 3 в районе южного полюса Луны, сделав Индию четвертой страной, успешно завершившей мягкую посадку на Луне. Chandrayaan 3 успешно совершила мягкую посадку посадочного модуля Vikram и лунохода Pragyan в 18:04 по индийскому времени (12:34 GMT), что стало первой беспилотной мягкой посадкой в малоизученном регионе. 19 января 2024 года JAXA успешно посадила посадочный модуль SLIM, сделав Японию пятой страной, успешно осуществившей мягкую посадку.

Коммерческие выгрузки

Две организации предприняли попытки, но потерпели неудачу в осуществлении мягкой посадки: израильское частное космическое агентство SpaceIL с их космическим аппаратом Beresheet (2019) и японская компания ispace с миссией Hakuto R Mission 1 (2023). 22 февраля 2024 года аппарат "Одиссей" компании Intuitive Machines успешно совершил посадку на Луну после запуска на ракете-носителе SpaceX Falcon 9 15 февраля 2024 года в рамках миссии, осуществляемой совместно NASA, SpaceX и Intuitive Machines, что стало первой мягкой беспилотной посадкой на Луну в США более чем за 50 лет. Это событие ознаменовало первую успешную посадку частного космического аппарата на Луну.

Посадка с экипажем

Всего на Луну высадились двенадцать астронавтов. Это было осуществлено благодаря двум пилотам-астронавтам, управлявшим лунным модулем в каждой из шести миссий НАСА. Миссии проходили в течение 41 месяца, начиная с 20 июля 1969 года, с Нила Армстронга и Базза Олдрина на "Аполлоне-11", и заканчивая 14 декабря 1972 года с Джином Сернаном и Харрисоном Шмитом на "Аполлоне-17". Сернан был последним человеком, ступившим на лунную поверхность. Во всех лунных миссиях "Аполлон" был третий член экипажа, который оставался на борту командного модуля.

Научная основа

Чтобы добраться до Луны, космическому аппарату необходимо сначала покинуть гравитационный колодец Земли; в настоящее время единственным практичным средством является ракета. В отличие от летательных аппаратов, таких как воздушные шары и самолёты, ракета может продолжать ускоряться в вакууме за пределами атмосферы. При приближении к Луне космический аппарат будет всё сильнее притягиваться к её поверхности с возрастающей скоростью под действием гравитации. Чтобы совершить посадку в целости, он должен замедлиться до скорости менее приблизительно [значение опущено] и быть укреплённым, чтобы выдержать удар при "жёсткой посадке", либо замедлиться до пренебрежимо малой скорости в момент контакта для "мягкой посадки" (единственный вариант для пилотируемых полётов). Первые три попытки США осуществить успешную жёсткую посадку на Луну с сейсмометрическим комплексом в 1962 году закончились неудачей. Советский Союз впервые достиг рубежа жёсткой посадки на Луну с укреплённой камерой в 1966 году, а спустя несколько месяцев США совершили первую беспилотную мягкую посадку на Луну.

Скорость при аварийной посадке на поверхность обычно составляет от 70 до 100% от первой космической скорости (скорости убегания) целевой Луны, и, следовательно, именно эта суммарная скорость должна быть сброшена, чтобы преодолеть гравитационное притяжение целевой Луны и обеспечить мягкую посадку. Для Луны Земли скорость убегания составляет [значение опущено]. Изменение скорости (обозначаемое как дельта-v) обычно обеспечивается посадочным двигателем, который необходимо доставить в космос исходной ракетой-носителем как часть общего космического аппарата. Исключением является мягкая посадка на Титан, осуществлённая зондом "Гюйгенс" в 2005 году. Поскольку Титан обладает самой плотной атмосферой, посадка на него может быть выполнена с использованием методов входа в атмосферу, которые, как правило, легче ракеты с эквивалентными возможностями. Советскому Союзу удалось совершить первую аварийную посадку на Луну в 1959 году. Аварийные посадки могут происходить из-за неисправностей в космическом аппарате, либо могут быть преднамеренно спланированы для аппаратов, не имеющих бортового посадочного двигателя. Было множество таких аварийных посадок на Луну, часто с траекторией полёта, контролируемой для обеспечения столкновения в точно определённых точках на лунной поверхности. Например, в рамках программы "Аполлон" третья ступень ракеты "Сатурн-V" (S IVB), а также отработанный подъёмный модуль лунного модуля были намеренно разбиты о Луну несколько раз, чтобы создать удары, регистрируемые как лунотрясения сейсмометрами, оставленными на лунной поверхности. Такие столкновения сыграли важную роль в картировании внутренней структуры Луны. Чтобы вернуться на Землю, космическому аппарату необходимо преодолеть скорость убегания Луны, чтобы покинуть её гравитационный колодец. Для покидания Луны и возвращения в космос необходимо использовать ракеты. При достижении Земли методы входа в атмосферу используются для поглощения кинетической энергии возвращающегося космического аппарата и снижения его скорости для безопасной посадки. Эти функции значительно усложняют миссию по посадке на Луну и приводят к множеству дополнительных оперативных задач. Любая ракета для взлёта с Луны должна сначала быть доставлена на лунную поверхность ракетой для посадки на Луну, что увеличивает требуемый размер последней. Ракета для взлёта с Луны, увеличенная ракета для посадки на Луну и любое оборудование для входа в атмосферу Земли, такое как тепловые щиты и парашюты, в свою очередь, должны быть подняты исходной ракетой-носителем, что значительно увеличивает её размер до значительной и почти недопустимой степени.

The speed of a crash landing on its surface is typically between 70 and 100% of the escape velocity of the target moon, and thus this is the total velocity which must be shed from the target moon's gravitational attraction for a soft landing to occur. For Earth's Moon, the escape velocity is The change in velocity (referred to as a delta v) is usually provided by a landing rocket, which must be carried into space by the original launch vehicle as part of the overall spacecraft. An exception is the soft moon landing on Titan carried out by the Huygens probe in 2005. As the moon with the thickest atmosphere, landings on Titan may be accomplished by using atmospheric entry techniques that are generally lighter in weight than a rocket with equivalent capability. The Soviets succeeded in making the first crash landing on the Moon in 1959. Crash landings may occur because of malfunctions in a spacecraft, or they can be deliberately arranged for vehicles which do not have an onboard landing rocket. There have been many such Moon crashes, often with their flight path controlled to impact at precise locations on the lunar surface. For example, during the Apollo program the S IVB third stage of the Saturn V rocket as well as the spent ascent stage of the Lunar Module were deliberately crashed on the Moon several times to provide impacts registering as a moonquake on seismometers that had been left on the lunar surface. Such crashes were instrumental in mapping the internal structure of the Moon. To return to Earth, the escape velocity of the Moon must be overcome for the spacecraft to escape the gravity well of the Moon. Rockets must be used to leave the Moon and return to space. Upon reaching Earth, atmospheric entry techniques are used to absorb the kinetic energy of a returning spacecraft and reduce its speed for safe landing. These functions greatly complicate a moon landing mission and lead to many additional operational considerations. Any moon departure rocket must first be carried to the Moon's surface by a moon landing rocket, increasing the latter's required size. The Moon departure rocket, larger moon landing rocket and any Earth atmosphere entry equipment such as heat shields and parachutes must in turn be lifted by the original launch vehicle, greatly increasing its size by a significant and almost prohibitive degree.

Политическая ситуация

Политический контекст 1960-х годов позволяет понять усилия Соединенных Штатов и Советского Союза по высадке космических аппаратов и, в конечном итоге, людей на Луну. Вторая мировая война породила множество новых и смертоносных разработок, включая внезапные атаки в стиле блицкрига, примененные при вторжении в Польшу и Финляндию, а также при нападении на Перл-Харбор; ракету V-2, баллистическую ракету, унесшую жизни тысяч людей в ходе атак на Лондон и Антверпен; и атомную бомбу, уничтожившую сотни тысяч в атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки. В 1950-х годах возросла напряженность между двумя идеологически противоположными сверхдержавами – Соединенными Штатами и Советским Союзом, вышедшими победителями из конфликта, особенно после разработки обеими странами водородной бомбы. 4 октября 1957 года Советский Союз запустил «Спутник-1» – первый искусственный спутник на орбите Земли, тем самым положив начало космической гонке. Это неожиданное событие стало предметом гордости для советской стороны и шоком для США, которые теперь могли оказаться под ударом советских ракет с ядерными боеголовками менее чем за 30 минут. Аппарат был едва различим невооруженным глазом, а его постоянный писк радиомаяка, передаваемый каждые 96 минут при прохождении над головой, широко рассматривался обеими сторонами как эффективная пропаганда для стран третьего мира, демонстрирующая технологическое превосходство советской политической системы над американской. Это восприятие укрепилось благодаря серии последовательных и стремительных советских космических достижений. В 1959 году ракета Р-7 была использована для запуска первого объекта, покинувшего земное притяжение и вышедшего на гелиоцентрическую орбиту, первого аппарата, совершившего жесткую посадку на поверхность Луны, и для получения первых фотографий обратной стороны Луны, до этого невиданной. Это были космические аппараты «Луна-1», «Луна-2» и «Луна-3». Реакцией США на эти советские успехи стало значительное ускорение ранее существовавших военных космических и ракетных программ, а также создание гражданского космического агентства НАСА. Были начаты военные усилия по разработке и массовому производству межконтинентальных баллистических ракет (МБР), призванных устранить так называемый «ракетный разрыв» и обеспечить политику сдерживания ядерной войны с СССР, известную как взаимно гарантированное уничтожение (ВГУ) или MAD. Эти вновь разработанные ракеты были предоставлены в распоряжение гражданских специалистов НАСА для различных проектов (что давало дополнительную возможность продемонстрировать полезную нагрузку, точность наведения и надежность американских МБР советской стороне).

The political context of the 1960s helps to parse both the United States and Soviet Union's efforts to land spacecraft, and eventually humans, on the Moon. World War II had introduced many new and deadly innovations including blitzkrieg style surprise attacks used in the invasion of Poland and Finland, as well as in the attack on Pearl Harbor; the V 2 rocket, a ballistic missile which killed thousands in attacks on London and Antwerp; and the atom bomb, which killed hundreds of thousands in the atomic bombings of Hiroshima and Nagasaki. In the 1950s, tensions mounted between the two ideologically opposed superpowers of the United States and the Soviet Union that had emerged as victors in the conflict, particularly after the development by both countries of the hydrogen bomb. On 4 October 1957, the Soviet Union launched Sputnik 1 as the first artificial satellite to orbit the Earth and so initiated the Space Race. This unexpected event was a source of pride to the Soviets and shock to the U. S., who could now potentially be surprise attacked by nuclear tipped Soviet rockets in under 30 minutes. The craft was also barely visible to the naked eye as the steady beeping of the radio beacon aboard Sputnik 1 as it passed overhead every 96 minutes, which was widely viewed on both sides as effective propaganda to Third World countries demonstrating the technological superiority of the Soviet political system compared to that of the U. S. This perception was reinforced by a string of subsequent rapid fire Soviet space achievements. In 1959, the R 7 rocket was used to launch the first escape from Earth's gravity into a solar orbit, the first crash impact onto the surface of the Moon, and the first photography of the never before seen far side of the Moon. These were the Luna 1, Luna 2, and Luna 3 spacecraft. The U. S. response to these Soviet achievements was to greatly accelerate previously existing military space and missile projects and to create a civilian space agency, NASA. Military efforts were initiated to develop and produce mass quantities of intercontinental ballistic missiles (ICBMs) that would bridge the so called missile gap and enable a policy of deterrence to nuclear war with the Soviets known as mutual assured destruction or MAD. These newly developed missiles were made available to civilians of NASA for various projects (which would have the added benefit of demonstrating the payload, guidance accuracy and reliabilities of U. S. ICBMs to the Soviets).

Ранние американские беспилотные лунные миссии (19581965)

США не смогли достичь Луны с помощью программ Pioneer и Ranger, и пятнадцать последовательных американских беспилотных лунных миссий с 1958 по 1964 год не выполнили свои основные фотомиссии. Однако, Ranger 4 и 6 успешно повторили советские лунные столкновения в рамках своих дополнительных задач. Три американские миссии в 1962 году предприняли попытку совершить жесткую посадку небольших пакетов с сейсмометрами, отпущенных основным космическим аппаратом Ranger. Эти посадочные модули должны были использовать тормозные двигатели для выживания при посадке, в отличие от головного аппарата, который был спроектирован для преднамеренного столкновения с поверхностью. Последние три зонда Ranger успешно выполнили высоковысотные лунные разведывательные фотомиссии во время намеренных столкновений.

The U. S. was not able to reach the Moon with the Pioneer and Ranger programs, with fifteen consecutive U. S. uncrewed lunar missions from 1958 to 1964 failing their primary photographic missions. However, Rangers 4 and 6 successfully repeated the Soviet lunar impacts as part of their secondary missions. Three U. S. missions in 1962 attempted to hard land small seismometer packages released by the main Ranger spacecraft. These surface packages were to use retrorockets to survive landing, unlike the parent vehicle, which was designed to deliberately crash onto the surface. The final three Ranger probes performed successful high altitude lunar reconnaissance photography missions during intentional crash impacts between
Mission Mass (kg) Launch vehicle Launch date Goal Result Pioneer 0 38 Thor Able 17 August 1958 Lunar orbit Failure – first stage explosion; destroyedPioneer 1 34 Thor Able 11 October 1958 Lunar orbit Failure – software error; reentry Pioneer 2 39 Thor Able 8 November 1958 Lunar orbit Failure – third stage misfire; reentry Pioneer 3 6 Juno 6 December 1958 Flyby Failure – first stage misfire, reentry Pioneer 4 6 Juno 3 March 1959 Flyby Partial success – first US craft to reach escape velocity, lunar flyby too far to shoot photos due to targeting error; solar orbit Pioneer P 1 168 Atlas Able 24 September 1959 Lunar orbit Failure – pad explosion; destroyed Pioneer P 3 168 Atlas Able 29 November 1959 Lunar orbit Failure – payload shroud; destroyedPioneer P 30 175 Atlas Able 25 September 1960 Lunar orbit Failure – second stage anomaly; reentry Pioneer P 31 175 Atlas Able 15 December 1960 Lunar orbit Failure – first stage explosion; destroyed Ranger 1 306 Atlas – Agena 23 August 1961 Prototype test Failure – upper stage anomaly; reentry Ranger 2 304 Atlas – Agena 18 November 1961 Prototype test Failure – upper stage anomaly; reentry Ranger 3 330 Atlas – Agena 26 January 1962 Landing Failure – booster guidance; solar orbit Ranger 4 331 Atlas – Agena 23 April 1962 Landing Partial success – first U. S. spacecraft to reach another celestial body; crash impact – no photos returned Ranger 5 342 Atlas – Agena 18 October 1962 Landing Failure – spacecraft power; solar orbit Ranger 6 367 Atlas – Agena 30 January 1964 Impact Failure – spacecraft camera; crash impact Ranger 7 367 Atlas – Agena 28 July 1964 Impact Success – returned 4308 photos, crash impact Ranger 8 367 Atlas – Agena 17 February 1965 Impact Success – returned 7137 photos, crash impact Ranger 9 367 Atlas – Agena 21 March 1965 Impact Success – returned 5814 photos, crash impact

Масса миссии (кг) | Ракета-носитель | Дата запуска | Цель | Результат
---|---|---|---|---
Pioneer 0 | 38 | Thor Able | 17 августа 1958 | Лунная орбита | Неудача – взрыв первой ступени; уничтожен
Pioneer 1 | 34 | Thor Able | 11 октября 1958 | Лунная орбита | Неудача – программная ошибка; возвращение в атмосферу
Pioneer 2 | 39 | Thor Able | 8 ноября 1958 | Лунная орбита | Неудача – отказ третьей ступени; возвращение в атмосферу
Pioneer 3 | 6 | Juno | 6 декабря 1958 | Пролет мимо Луны | Неудача – отказ первой ступени; возвращение в атмосферу
Pioneer 4 | 6 | Juno | 3 марта 1959 | Пролет мимо Луны | Частичный успех – первый американский аппарат, достигший второй космической скорости, пролет мимо Луны был слишком далек для фотосъемки из-за ошибки наведения; солнечная орбита
Pioneer P 1 | 168 | Atlas Able | 24 сентября 1959 | Лунная орбита | Неудача – взрыв на стартовой площадке; уничтожен
Pioneer P 3 | 168 | Atlas Able | 29 ноября 1959 | Лунная орбита | Неудача – обтекатель полезной нагрузки; уничтожен
Pioneer P 30 | 175 | Atlas Able | 25 сентября 1960 | Лунная орбита | Неудача – аномалия второй ступени; возвращение в атмосферу
Pioneer P 31 | 175 | Atlas Able | 15 декабря 1960 | Лунная орбита | Неудача – взрыв первой ступени; уничтожен
Ranger 1 | 306 | Atlas – Agena | 23 августа 1961 | Прототипный тест | Неудача – аномалия верхней ступени; возвращение в атмосферу
Ranger 2 | 304 | Atlas – Agena | 18 ноября 1961 | Прототипный тест | Неудача – аномалия верхней ступени; возвращение в атмосферу
Ranger 3 | 330 | Atlas – Agena | 26 января 1962 | Посадка | Неудача – навигация разгонного блока; солнечная орбита
Ranger 4 | 331 | Atlas – Agena | 23 апреля 1962 | Посадка | Частичный успех – первый американский космический аппарат, достигший другого небесного тела; столкновение – фотографии не получены
Ranger 5 | 342 | Atlas – Agena | 18 октября 1962 | Посадка | Неудача – питание аппарата; солнечная орбита
Ranger 6 | 367 | Atlas – Agena | 30 января 1964 | Столкновение | Неудача – камера аппарата; столкновение
Ranger 7 | 367 | Atlas – Agena | 28 июля 1964 | Столкновение | Успех – получено 4308 фотографий, столкновение
Ranger 8 | 367 | Atlas – Agena | 17 февраля 1965 | Столкновение | Успех – получено 7137 фотографий, столкновение
Ranger 9 | 367 | Atlas – Agena | 21 марта 1965 | Столкновение | Успех – получено 5814 фотографий, столкновение

Пионерские миссии

Три различных конструкции лунных зондов Pioneer были запущены с помощью трех различных модифицированных МБР. Зонды, запущенные на ракете-носителе "Тор", модифицированной с верхней ступенью "Абл", несли инфракрасную сканирующую телевизионную систему с разрешением 1 миллирадиана для изучения поверхности Луны, камеру ионизации для измерения радиации в космосе, сборку диафрагмы/микрофона для обнаружения микрометеоритов, магнитометр и терморезисторы для контроля внутренней тепловой обстановки космического аппарата. Первый из них, запуск которого осуществлялся под управлением ВВС США, взорвался при старте; первый аппарат достиг высоты всего около 40 км, собрав данные, подтвердившие существование радиационных поясов Ван Аллена, прежде чем войти в атмосферу Земли. Ни один из четырех космических аппаратов, построенных в этой серии, не пережил запуск с МБР "Atlas", оснащенной верхней ступенью "Able". После неудачных запусков зондов "Atlas Able Pioneer", Лаборатория реактивного движения НАСА начала программу разработки беспилотных космических аппаратов с модульной конструкцией, которую можно было использовать как для лунных, так и для межпланетных исследовательских миссий. Межпланетные версии получили название "Mariners", а лунные – "Rangers". JPL разработал три версии лунных зондов "Ranger": прототипы "Block I", которые должны были нести различные детекторы радиации в тестовых полетах на очень высокую околоземную орбиту, не приближающуюся к Луне; "Block II", который должен был попытаться осуществить первую посадку на Луну, жестко посадив пакет с сейсмометром; и "Block III", который должен был врезаться в лунную поверхность без тормозных двигателей, одновременно делая фотографии Луны с очень высоким разрешением во время спуска.

Миссии рейнджеров

Миссии "Рейнджер-1" и "Рейнджер-2" блока I были практически идентичны. Эксперименты, установленные на космических аппаратах, включали телескоп, регистрирующий излучение лимана-альфа, рубидиевый паровой магнитометр, электростатические анализаторы, детекторы частиц средней энергии, два телескопа тройного совпадения, камеру ионизационного измерения, детекторы космической пыли и сцинтилляционные счетчики. Целью было вывести эти аппараты блока I на очень высокую околоземную орбиту с апогеем и перигеем. Эта сфера полезной нагрузки содержала шесть серебряно-кадмиевых аккумуляторов для питания пятидесятимилливаттного радиопередатчика, температурно-зависимый генератор, управляемый напряжением, для измерения температуры лунной поверхности, и сейсмометр с чувствительностью, достаточной для регистрации удара метеорита на обратной стороне Луны. Распределение веса внутри сферы полезной нагрузки было спроектировано таким образом, чтобы она вращалась в жидкой оболочке, обеспечивая установку сейсмометра в вертикальное рабочее положение независимо от конечной ориентации внешней посадочной сферы. После посадки планировалось открыть клапаны, чтобы фреон испарился, и сфера полезной нагрузки осела в вертикальном контакте с посадочной сферой. Аккумуляторы были рассчитаны на работу сферы полезной нагрузки до трех месяцев. Различные ограничения миссии ограничивали район посадки областью Oceanus Procellarum на лунном экваторе, до которой посадочный модуль должен был достичь примерно через 66 часов после запуска. Посадочные аппараты "Рейнджер" не несли камер, и съемка с лунной поверхности во время миссии не планировалась. Вместо этого, головной корабль Ranger Block II был оснащен телевизионной камерой с 200 строками развертки для получения изображений во время свободного падения на лунную поверхность. Камера была спроектирована для передачи изображения каждые 10 секунд. На "Рейнджере-3" отказ системы наведения "Атлас" и программная ошибка на борту верхней ступени "Агена" привели к тому, что аппарат вышел на траекторию, проходящую мимо Луны. Попытки получить лунные фотографии во время пролета мимо Луны были сорваны из-за отказа бортового компьютера в полете. Вероятно, это было вызвано предварительной тепловой стерилизацией аппарата, который в течение 24 часов поддерживался на земле при температуре выше температуры кипения воды, чтобы предотвратить загрязнение Луны земными организмами. Впоследствии "Рейнджер-3" вышел на гелиоцентрическую орбиту, то есть начал вращаться вокруг Солнца. Тепловая стерилизация также была названа причиной последующих отказов бортового компьютера на "Рейнджере-4" и энергетической подсистемы на "Рейнджере-5". Только "Рейнджер-4" достиг Луны, совершив неконтролируемое столкновение с обратной стороной. Аппараты Block III заменили посадочную капсулу Block II и ее тормозной двигатель более тяжелой и мощной телевизионной системой для поддержки выбора места посадки для предстоящих пилотируемых миссий "Аполлон" на Луну. Шесть камер были спроектированы для получения тысяч фотографий с большой высоты в последние двадцать минут перед столкновением с лунной поверхностью. Разрешение камеры составляло 1132 строки развертки, что значительно превышало 525 строк, характерных для обычного американского телевизора 1964 года. Хотя у "Рейнджера-6" вышла из строя эта камера, и он не вернул ни одной фотографии, несмотря на в целом успешный полет, последующая миссия "Рейнджера-7" в район Mare Cognitum была полностью успешной. Прервав шестилетнюю серию неудач в американских попытках сфотографировать Луну с близкого расстояния, миссия "Рейнджер-7" была воспринята как национальный переломный момент и сыграла важную роль в утверждении ключевого бюджета NASA на 1965 год в Конгрессе США без сокращения финансирования программы пилотируемых полетов на Луну "Аполлон". Последующие успехи "Рейнджеров-8" и "Рейнджеров-9" еще больше укрепили надежды США.

The Ranger 1 and 2 Block I missions were virtually identical. Spacecraft experiments included a Lyman alpha telescope, a rubidium vapor magnetometer, electrostatic analyzers, medium energy range particle detectors, two triple coincidence telescopes, a cosmic ray integrating ionization chamber, cosmic dust detectors, and scintillation counters. The goal was to place these Block I spacecraft in a very high Earth orbit with an apogee of and a perigee of
This payload sphere contained six silver cadmium batteries to power a fifty milliwatt radio transmitter, a temperature sensitive voltage controlled oscillator to measure lunar surface temperatures, and a seismometer designed with sensitivity high enough to detect the impact of a meteorite on the opposite side of the Moon. Weight was distributed in the payload sphere so it would rotate in its liquid blanket to place the seismometer into an upright and operational position no matter what the final resting orientation of the external landing sphere. After landing, plugs were to be opened allowing the freon to evaporate and the payload sphere to settle into upright contact with the landing sphere. The batteries were sized to allow up to three months of operation for the payload sphere. Various mission constraints limited the landing site to Oceanus Procellarum on the lunar equator, which the lander ideally would reach 66 hours after launch. No cameras were carried by the Ranger landers, and no pictures were to be captured from the lunar surface during the mission. Instead, the Ranger Block II mother ship carried a 200 scan line television camera to capture images during the free fall descent to the lunar surface. The camera was designed to transmit a picture every 10 seconds. On Ranger 3, failure of the Atlas guidance system and a software error aboard the Agena upper stage combined to put the spacecraft on a course that would miss the Moon. Attempts to salvage lunar photography during a flyby of the Moon were thwarted by in flight failure of the onboard flight computer. This was probably because of prior heat sterilization of the spacecraft by keeping it above the boiling point of water for 24 hours on the ground, to protect the Moon from being contaminated by Earth organisms. Ranger 3 later began orbiting the Sun, called heliocentric orbit. Heat sterilization was also blamed for subsequent in flight failures of the spacecraft computer on Ranger 4 and the power subsystem on Ranger 5. Only Ranger 4 reached the Moon in an uncontrolled crash impact on the far side of the Moon. Block III probes replaced the Block II landing capsule and its retrorocket with a heavier, more capable television system to support landing site selection for upcoming Apollo crewed Moon landing missions. Six cameras were designed to take thousands of high altitude photographs in the final twenty minute period before crashing on the lunar surface. Camera resolution was 1,132 scan lines, far higher than the 525 lines found in a typical U. S. 1964 home television. While Ranger 6 suffered a failure of this camera system and returned no photographs despite an otherwise successful flight, the subsequent Ranger 7 mission to Mare Cognitum was a complete success. Breaking the six year string of failures in U. S. attempts to photograph the Moon at close range, the Ranger 7 mission was viewed as a national turning point and instrumental in allowing the key 1965 NASA budget appropriation to pass through the United States Congress intact without a reduction in funds for the Apollo crewed Moon landing program. Subsequent successes with Ranger 8 and Ranger 9 further buoyed U. S. hopes.

Советские беспилотные мягкие посадки (1966-1976)

Космический аппарат «Луна-9», запущенный Советским Союзом, 3 февраля 1966 года совершил первую успешную мягкую посадку на Луну. Воздушные подушки защитили сбрасываемую капсулу, которая выдержала удар при скорости более. «Луна-13» повторила этот успех с аналогичной посадкой на Луну 24 декабря 1966 года. Обе станции вернули панорамные фотографии, которые стали первыми изображениями с лунной поверхности. «Луна-16» была первым роботизированным зондом, совершившим посадку на Луну и безопасно доставившим на Землю образец лунного грунта. Это была первая миссия по возвращению образцов с Луны, осуществленная Советским Союзом, и третья в целом, после миссий «Аполлон-11» и «Аполлон-12». Эта миссия была позже успешно повторена «Луной-20» (1972) и «Луной-24» (1976). В 1970 и 1973 годах на Луну были доставлены два роботизированных лунных марсохода «Луноход» («Лунный ходок»), которые успешно проработали 10 и 4 месяца соответственно, пройдя (Луноход-1) и (Луноход-2). Эти миссии с марсоходами проводились одновременно с серией миссий «Зонд» и «Луна», включавших облеты Луны, выход на орбиту и посадку.

The Luna 9 spacecraft, launched by the Soviet Union, performed the first successful soft Moon landing on 3 February 1966. Airbags protected its ejectable capsule which survived an impact speed of over Luna 13 duplicated this feat with a similar Moon landing on 24 December 1966. Both returned panoramic photographs that were the first views from the lunar surface. Luna 16 was the first robotic probe to land on the Moon and safely return a sample of lunar soil back to Earth. It represented the first lunar sample return mission by the Soviet Union, and was the third lunar sample return mission overall, following the Apollo 11 and Apollo 12 missions. This mission was later successfully repeated by Luna 20 (1972) and Luna 24 (1976). In 1970 and 1973 two Lunokhod ("Moonwalker") robotic lunar rovers were delivered to the Moon, where they successfully operated for 10 and 4 months respectively, covering (Lunokhod 1) and (Lunokhod 2). These rover missions were in operation concurrently with the Zond and Luna series of Moon flyby, orbiter and landing missions. Mission Mass (kg) Booster Launch date Goal Result Landing zone Lat/Lon Luna 9 1,580 Semyorka – 8K78 31 January 1966 Landing Success – first lunar soft landing, numerous photos Oceanus Procellarum 7.13°N 64.37°W Luna 13 1,580 Semyorka – 8K78 21 December 1966 Landing Success – second lunar soft landing, numerous photos Oceanus Procellarum 18°52'N 62°3'W Proton 19 February 1969 Lunar rover Failure – booster malfunction, failed to reach Earth orbit Proton 14 June 1969 Sample return Failure – booster malfunction, failed to reach Earth orbit Luna 15 5,700 Proton 13 July 1969 Sample return Failure – lunar crash impact Mare Crisium unknown Cosmos 300 Proton 23 September 1969 Sample return Failure – stranded in low Earth orbit Cosmos 305 Proton 22 October 1969 Sample return Failure – stranded in low Earth orbit Proton 6 February 1970 Sample return Failure – booster malfunction, failed to reach Earth orbit Luna 16 5,600 Proton 12 September 1970 Sample return Success – returned of Moon soil back to Earth Mare Fecunditatis 000.68S 056.30E Luna 17 5,700 Proton 10 November 1970 Lunar rover Success – Lunokhod 1 rover traveled across lunar surface Mare Imbrium 038.28N 325.00E Luna 18 5,750 Proton 2 September 1971 Sample return Failure – lunar crash impact Mare Fecunditatis 003.57N 056.50E Luna 20 5,727 Proton 14 February 1972 Sample return Success – returned of Moon soil back to Earth Mare Fecunditatis 003.57N 056.50E Luna 21 5,950 Proton 8 January 1973 Lunar rover Success – Lunokhod 2 rover traveled across lunar surface LeMonnier Crater 025.85N 030.45E Luna 23 5,800 Proton 28 October 1974 Sample return Failure – Moon landing achieved, but malfunction prevented sample return Mare Crisium 012.00N 062.00E Proton 16 October 1975 Sample return Failure – booster malfunction, failed to reach Earth orbit Luna 24 5,800 Proton 9 August 1976 Sample return Success – returned of Moon soil back to Earth Mare Crisium 012.25N 062.20E

Масса миссии (кг) Ракета-носитель Дата запуска Цель Результат Место посадки Широта/Долгота
«Луна-9» 1580 «Семёрка» – 8К78 31 января 1966 Посадка Успех – первая мягкая посадка на Луну, многочисленные фотографии Океан Бурь 7.13°N 64.37°W
«Луна-13» 1580 «Семёрка» – 8К78 21 декабря 1966 Посадка Успех – вторая мягкая посадка на Луну, многочисленные фотографии Океан Бурь 18°52'N 62°3'W
«Протон» 19 февраля 1969 Лунный марсоход Провал – неисправность ракеты-носителя, не достигла околоземной орбиты
«Протон» 14 июня 1969 Возврат образца Провал – неисправность ракеты-носителя, не достигла околоземной орбиты
«Луна-15» 5700 «Протон» 13 июля 1969 Возврат образца Провал – крушение на Луне Море Кризисов неизвестно
«Космос-300» «Протон» 23 сентября 1969 Возврат образца Провал – осталась на низкой околоземной орбите
«Космос-305» «Протон» 22 октября 1969 Возврат образца Провал – осталась на низкой околоземной орбите
«Протон» 6 февраля 1970 Возврат образца Провал – неисправность ракеты-носителя, не достигла околоземной орбиты
«Луна-16» 5600 «Протон» 12 сентября 1970 Возврат образца Успех – доставлено лунного грунта на Землю Море Плодородия 000.68S 056.30E
«Луна-17» 5700 «Протон» 10 ноября 1970 Лунный марсоход Успех – марсоход «Луноход-1» прошел по лунной поверхности Море Дождей 038.28N 325.00E
«Луна-18» 5750 «Протон» 2 сентября 1971 Возврат образца Провал – крушение на Луне Море Плодородия 003.57N 056.50E
«Луна-20» 5727 «Протон» 14 февраля 1972 Возврат образца Успех – доставлено лунного грунта на Землю Море Плодородия 003.57N 056.50E
«Луна-21» 5950 «Протон» 8 января 1973 Лунный марсоход Успех – марсоход «Луноход-2» прошел по лунной поверхности Кратер Лемоннье 025.85N 030.45E
«Луна-23» 5800 «Протон» 28 октября 1974 Возврат образца Провал – посадка на Луну осуществлена, но неисправность помешала возврату образца Море Кризисов 012.00N 062.00E
«Протон» 16 октября 1975 Возврат образца Провал – неисправность ракеты-носителя, не достигла околоземной орбиты
«Луна-24» 5800 «Протон» 9 августа 1976 Возврат образца Успех – доставлено лунного грунта на Землю Море Кризисов 012.25N 062.20E

Американские беспилотные мягкие посадки (19661968)

Программа американских робототехнических аппаратов Surveyor была частью усилий по поиску безопасной площадки на Луне для посадки пилотируемого корабля и испытанию в лунных условиях радиолокационных и посадочных систем, необходимых для осуществления точной управляемой посадки. Пять из семи миссий Surveyor успешно совершили беспилотную посадку на Луну. Surveyor 3 был посещён экипажем Apollo 12 спустя два года после его посадки на Луну. Они извлекли его части для изучения на Земле, чтобы определить влияние длительного воздействия лунной среды.

Масса миссии (кг) Ракета-носитель Дата запуска Цель Результат Место посадки Широта/Долгота
Surveyor 1 292 Atlas – Centaur 30 мая 1966 Посадка Успех – возвращено 11 000 снимков, первая посадка американского аппарата на Луну Oceanus Procellarum 002.45S 043.22W
Surveyor 2 292 Atlas – Centaur 20 сентября 1966 Посадка Провал – неисправность двигателя в полёте, аппарат вышел из-под контроля и разбился к юго-востоку от кратера Коперник Sinus Medii 004.00S 011.00W
Surveyor 3 302 Atlas – Centaur 20 апреля 1967 Посадка Успех – возвращено 6 000 снимков; вырыта траншея глубиной 17,5 см после 18 часов работы роботизированной руки Oceanus Procellarum 002.94S 336.66E
Surveyor 4 282 Atlas – Centaur 14 июля 1967 Посадка Провал – потеря радиосвязи за 2,5 минуты до посадки; автоматическая посадка на Луну была возможна, но результат неизвестен Sinus Medii неизвестно
Surveyor 5 303 Atlas – Centaur 8 сентября 1967 Посадка Успех – возвращено 19 000 фотографий, первое использование прибора для определения состава грунта методом альфа-рассеяния Mare Tranquillitatis 001.41N 023.18E
Surveyor 6 300 Atlas – Centaur 7 ноября 1967 Посадка Успех – возвращено 30 000 фотографий, исследования роботизированной рукой и прибором для определения состава грунта методом альфа-рассеяния, повторный запуск двигателя, вторая посадка в 2,5 м от первой Sinus Medii 000.46N 358.63E
Surveyor 7 306 Atlas – Centaur 7 января 1968 Посадка Успех – возвращено 21 000 фотографий; исследования роботизированной рукой и прибором для определения состава грунта методом альфа-рассеяния; зафиксированы лазерные лучи, направленные с Земли Tycho Crater 041.01S 348.59E

Переход от посадки на прямом подъеме к операциям на лунной орбите

В начале 1966 года, с разницей в четыре месяца, Советский Союз и Соединенные Штаты успешно осуществили посадку на Луну с помощью беспилотных космических аппаратов. Обе страны продемонстрировали общественности примерно сопоставимые технические возможности, предоставив фотографические изображения с поверхности Луны. Эти снимки дали ключевой подтверждающий ответ на важнейший вопрос о том, сможет ли лунный грунт выдержать будущие посадочные аппараты с экипажем, имеющие значительно больший вес. Однако жесткая посадка "Луны-9", выполненная с использованием сферического спускаемого аппарата с надувными амортизаторами на баллистической скорости, имела больше общего с неудачными попытками посадки аппаратов серии "Рейнджер" 1962 года и их запланированными столкновениями с поверхностью, чем с мягкой посадкой "Сюрвейера-1" на трех опорах с использованием его радиолокационно управляемого двигателя с регулируемой тягой. Хотя "Луна-9" и "Сюрвейер-1" были крупными национальными достижениями, только "Сюрвейер-1" достиг места посадки, используя ключевые технологии, необходимые для пилотируемого полета. Таким образом, к середине 1966 года Соединенные Штаты начали выходить вперед в так называемой космической гонке по высадке человека на Луну. Прежде чем пилотируемые космические корабли смогут последовать за беспилотными на поверхность Луны, требовались успехи в других областях. Особое значение имело приобретение опыта выполнения полетов на лунной орбите. Аппараты "Рейнджер" и "Сюрвейер", а также первые попытки посадки "Луны" осуществляли прямой спуск на поверхность без выхода на лунную орбиту. Такой прямой спуск требует минимального расхода топлива для беспилотных аппаратов в одностороннем путешествии. В отличие от них, пилотируемым кораблям необходимо дополнительное топливо после посадки на Луну для обеспечения возвращения экипажа на Землю. Гораздо эффективнее удерживать этот огромный запас топлива, необходимого для возвращения на Землю, на лунной орбите до его использования на более позднем этапе миссии, чем доставлять его на лунную поверхность при посадке и затем снова поднимать в космос, преодолевая лунную гравитацию в обоих направлениях. Эти соображения логически привели к концепции миссии с орбитальным Rendezvous (встречей на орбите) для пилотируемой посадки на Луну. Соответственно, начиная со второй половины 1966 года, и США, и СССР естественным образом перешли к миссиям, включающим лунную орбиту в качестве обязательного этапа перед пилотируемой посадкой. Основными задачами этих первых беспилотных орбитальных аппаратов были обширное фотографическое картографирование всей лунной поверхности для выбора мест посадки с экипажем и, для советской стороны, проверка работоспособности радиосвязи, которая будет использоваться при последующих мягких посадках. Неожиданным крупным открытием, сделанным первыми лунными орбитальными аппаратами, стало обнаружение значительных объемов плотных материалов под поверхностью лунных морей. Эти концентрации массы ("масконы") могут сбить пилотируемый корабль с курса в последние минуты посадки на Луну, при стремлении к относительно небольшой, ровной и безопасной посадочной площадке. Также было установлено, что масконы оказывают существенное влияние на орбиты низколетящих спутников вокруг Луны, делая их нестабильными и приводя к неизбежному падению на лунную поверхность в течение относительно короткого периода времени – от нескольких месяцев до нескольких лет. Контроль за местом падения отработавших лунных орбитальных аппаратов может иметь научную ценность. Например, в 1999 году орбитальный аппарат NASA "Lunar Prospector" был намеренно направлен на столкновение с постоянно затененной областью кратера Шоумейкера вблизи южного полюса Луны. Предполагалось, что энергия удара испарит подозрительные залежи льда в кратере и высвободит облако водяного пара, которое можно будет обнаружить с Земли. Однако такого облака обнаружено не было. Тем не менее, небольшой сосуд с прахом пионера лунной науки Юджина Шоумейкера был доставлен "Lunar Prospector" в кратер, названный в его честь – единственные останки человека на Луне.

Within four months of each other in early 1966 the Soviet Union and the United States had accomplished successful Moon landings with uncrewed spacecraft. To the general public both countries had demonstrated roughly equal technical capabilities by returning photographic images from the surface of the Moon. These pictures provided a key affirmative answer to the crucial question of whether or not lunar soil would support upcoming crewed landers with their much greater weight. However, the Luna 9 hard landing of a ruggedized sphere using airbags at a ballistic impact speed had much more in common with the failed 1962 Ranger landing attempts and their planned impacts than with the Surveyor 1 soft landing on three footpads using its radar controlled, adjustable thrust retrorocket. While Luna 9 and Surveyor 1 were both major national accomplishments, only Surveyor 1 had reached its landing site employing key technologies that would be needed for a crewed flight. Thus as of mid 1966, the United States had begun to pull ahead of the Soviet Union in the so called Space Race to land a man on the Moon. Advances in other areas were necessary before crewed spacecraft could follow uncrewed ones to the surface of the Moon. Of particular importance was developing the expertise to perform flight operations in lunar orbit. Ranger, Surveyor and initial Luna Moon landing attempts all flew directly to the surface without a lunar orbit. Such direct ascents use a minimum amount of fuel for uncrewed spacecraft on a one way trip. In contrast, crewed vehicles need additional fuel after a lunar landing to enable a return trip back to Earth for the crew. Leaving this massive amount of required Earth return fuel in lunar orbit until it is used later in the mission is far more efficient than taking such fuel down to the lunar surface in a Moon landing and then hauling it all back into space yet again, working against lunar gravity both ways. Such considerations lead logically to a lunar orbit rendezvous mission profile for a crewed Moon landing. Accordingly, beginning in mid 1966 both the U. S. and U. S. S. R. naturally progressed into missions featuring lunar orbit as a prerequisite to a crewed Moon landing. The primary goals of these initial uncrewed orbiters were extensive photographic mapping of the entire lunar surface for the selection of crewed landing sites and, for the Soviets, the checkout of radio communications gear that would be used in future soft landings. An unexpected major discovery from initial lunar orbiters were vast volumes of dense materials beneath the surface of the Moon's maria. Such mass concentrations ("mascons") can send a crewed mission dangerously off course in the final minutes of a Moon landing when aiming for a relatively small landing zone that is smooth and safe. Mascons were also found over a longer period of time to greatly disturb the orbits of low altitude satellites around the Moon, making their orbits unstable and forcing an inevitable crash on the lunar surface in the relatively short period of months to a few years. Controlling the location of impact for spent lunar orbiters can have scientific value. For example, in 1999 the NASA Lunar Prospector orbiter was deliberately targeted to impact a permanently shadowed area of Shoemaker Crater near the lunar south pole. It was hoped that energy from the impact would vaporize suspected shadowed ice deposits in the crater and liberate a water vapor plume detectable from Earth. No such plume was observed. However, a small vial of ashes from the body of pioneer lunar scientist Eugene Shoemaker was delivered by the Lunar Prospector to the crater named in his honor – the only human remains on the Moon.

Советские спутники на орбите Луны (1966-1974)

СССР Миссия Масса (кг) Ракета-носитель Дата запуска Цель миссии Результат миссии Космос – 111 Мольния М 1 марта 1966 Лунный орбитальный аппарат Неудача – остался на низкой околоземной орбите Луна 10 1582 Мольния М 31 марта 1966 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита 72°, период, 60-дневная научная миссия Луна 11 1640 Мольния М 24 августа 1966 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита 27°, период, 38-дневная научная миссия Луна 12 1620 Мольния М 22 октября 1966 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита 10°, период, 89-дневная научная миссия Космос 159 1700 Мольния М 17 мая 1967 Прототипный тест Успех – высокая околоземная орбита, испытание средств связи и посадки для пилотируемых полётов, радиокалибровка Мольния М 7 февраля 1968 Лунный орбитальный аппарат Неудача – неисправность ракеты-носителя, не достигла околоземной орбиты – попытка радиокалибровки? Луна 14 1700 Мольния М 7 апреля 1968 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита 42°, период, неустойчивая орбита, попытка радиокалибровки? Луна 19 5700 Протон 28 сентября 1971 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита 41°, период, 388-дневная научная миссия Луна 22 5700 Протон 29 мая 1974 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита 19°, период, 521-дневная научная миссия

Луна 10 стала первым космическим аппаратом, вышедшим на окололунную орбиту 3 апреля 1966 года.

Спутники США на лунной орбите (19661967)

Миссия США Масса (кг) Ракета-носитель Дата запуска Цель миссии Результат миссии Лунный орбитальный аппарат 1 386 Атлас – Агена 10 августа 1966 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита с наклонением × 12 градусов, период, 80-дневная фотомиссия Лунный орбитальный аппарат 2 386 Атлас – Агена 6 ноября 1966 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита с наклонением × 12 градусов, период, 339-дневная фотомиссия Лунный орбитальный аппарат 3 386 Атлас – Агена 5 февраля 1967 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита с наклонением × 21 градусов, период, 246-дневная фотомиссия Лунный орбитальный аппарат 4 386 Атлас – Агена 4 мая 1967 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита с наклонением × 86 градусов, период, 180-дневная фотомиссия Лунный орбитальный аппарат 5 386 Атлас – Агена 1 августа 1967 Лунный орбитальный аппарат Успех – орбита с наклонением × 85 градусов, период, 183-дневная фотомиссия

Советские круговые полеты вокруг Луны (1967-1970)

Возможно направить космический корабль с Земли так, чтобы он облетел вокруг Луны и вернулся на Землю, не входя на лунную орбиту, следуя так называемой траектории свободного возврата. Такие окололунные миссии проще, чем миссии на лунной орбите, поскольку не требуются ракеты для торможения на лунной орбите и возвращения на Землю. Однако пилотируемый облет Луны представляет собой значительные трудности, выходящие за рамки тех, что возникают при пилотируемых миссиях на низкой околоземной орбите, и дает ценные уроки в подготовке к пилотируемой посадке на Луну. Прежде всего, необходимо освоить требования к повторному входу в атмосферу Земли после возвращения с Луны. Пилотируемые корабли, находящиеся на околоземной орбите, такие как Space Shuttle, возвращаются на Землю со скоростью около 8 км/с. Из-за влияния гравитации аппарат, возвращающийся с Луны, входит в атмосферу Земли со значительно большей скоростью – около 11 км/с. Перегрузки, испытываемые астронавтами при последующем торможении, могут достигать предела человеческой выносливости даже при штатном повторном входе. Незначительные отклонения в траектории полета и угле входа при возвращении с Луны могут легко привести к смертельным уровням перегрузок. Реализация пилотируемого облета Луны перед пилотируемой посадкой на Луну стала первоочередной целью советской программы космических аппаратов "Зонд". Первые три "Зонда" были автоматическими планетарными зондами; после этого название "Зонд" было передано полностью отдельной программе пилотируемых космических полетов. Первоначальным направлением этих поздних "Зондов" было всестороннее тестирование необходимых методов высокоскоростного возвращения в атмосферу. Это направление не разделялось США, которые предпочли обойти промежуточный этап пилотируемого облета Луны и не разрабатывали для этого отдельный космический аппарат. Первые пилотируемые космические полеты в начале 1960-х годов в рамках советской программы "Восток" и американской программы "Меркурий" выводили на низкую околоземную орбиту одного человека. Двухполетное расширение программы "Восток", известное как "Восход", эффективно использовало капсулы "Восток" с удаленными катапультируемыми креслами для достижения советских космических первенств – многоместных экипажей в 1964 году и выходов в открытый космос в начале 1965 года. Эти возможности позже были продемонстрированы США в десяти миссиях "Джемини" на низкой околоземной орбите в 1965 и 1966 годах, с использованием совершенно новой конструкции космического корабля второго поколения, мало похожей на более ранний "Меркурий". Эти миссии "Джемини" подтвердили методы орбитального сближения и стыковки, имеющие решающее значение для профиля миссии пилотируемой посадки на Луну. После завершения программы "Джемини" Советский Союз начал полеты на космических аппаратах "Зонд" второго поколения в 1967 году с конечной целью облететь космонавта вокруг Луны и немедленно вернуть его на Землю. Космический корабль "Зонд" запускался с помощью более простой и уже действующей ракеты-носителя "Протон", в отличие от параллельной советской программы пилотируемой посадки на Луну, которая также велась в то время на основе космического корабля "Союз" третьего поколения, требовавшего разработки передовой ракеты-носителя Н1. Советские власти полагали, что смогут осуществить пилотируемый облет Луны на "Зонде" за годы до американской пилотируемой посадки на Луну и тем самым одержать пропагандистскую победу. Однако значительные проблемы с разработкой задержали программу "Зонд", а успех американской программы "Аполлон" по посадке на Луну привел к окончательному прекращению усилий по программе "Зонд". Как и "Зонд", полеты "Аполлона" обычно запускались по траектории свободного возврата, которая возвращала бы их на Землю через циркумлунную петлю в случае неисправности служебного модуля, не позволившей бы им выйти на лунную орбиту. Этот вариант был реализован после взрыва на борту миссии "Аполлон-13" в 1970 году, которая является единственной пилотируемой миссией облета Луны, осуществленной на сегодняшний день. U. S. S. R. Миссия Масса (кг) Ракета-носитель Дата запуска Цель миссии Полезная нагрузка Результат миссии Космос 146 5400 Протон 10 марта 1967 Высокая околоземная орбита беспилотный Частичный успех – успешно достигнута высокая околоземная орбита, но аппарат остался на орбите и не смог выполнить контролируемый высокоскоростной тест на вход в атмосферу Космос 154 5400 Протон 8 апреля 1967 Высокая околоземная орбита беспилотный Частичный успех – успешно достигнута высокая околоземная орбита, но аппарат остался на орбите и не смог выполнить контролируемый высокоскоростной тест на вход в атмосферу Протон 28 сентября 1967 Высокая околоземная орбита беспилотный Провал – неисправность ракеты-носителя, не достигнута околоземная орбита Протон 22 ноября 1967 Высокая околоземная орбита беспилотный Провал – неисправность ракеты-носителя, не достигнута околоземная орбита Зонд-4 5140 Протон 2 марта 1968 Высокая околоземная орбита беспилотный Частичный успех – успешно запущен на высокую околоземную орбиту, неисправность системы наведения при высокоскоростном входе в атмосферу, преднамеренное самоуничтожение для предотвращения падения за пределами Советского Союза Протон 23 апреля 1968 Окололунная петля нечеловеческий биологический груз Провал – неисправность ракеты-носителя, не достигнута околоземная орбита; взрыв бака при подготовке к запуску, погибли три человека в составе наземной группы Зонд-5 5375 Протон 15 сентября 1968 Окололунная петля нечеловеческий биологический груз Успех – облетел Луну с первыми живыми существами вблизи Луны, двумя черепахами и другими живыми биологическими образцами, капсула и груз благополучно вернулись на Землю, несмотря на посадку вне зоны досягаемости Советского Союза в Индийском океане Зонд-6 5375 Протон 10 ноября 1968 Окололунная петля нечеловеческий биологический груз Частичный успех – облетел Луну, успешный вход в атмосферу, но потеря давления в кабине привела к гибели биологического груза, неисправность парашютной системы и серьезные повреждения аппарата при посадке Протон 20 января 1969 Окололунная петля нечеловеческий биологический груз Провал – неисправность ракеты-носителя, не достигнута околоземная орбита Зонд-7 5979 Протон 8 августа 1969 Окололунная петля нечеловеческий биологический груз Успех – облетел Луну, безопасно вернул биологический груз на Землю и совершил посадку в пределах территории Советского Союза. Единственная миссия "Зонд", в которой перегрузки при входе в атмосферу были бы выносимы для человеческого экипажа, если бы он находился на борту. Зонд-8 5375 Протон 20 октября 1970 Окололунная петля нечеловеческий биологический груз Успех – облетел Луну, безопасно вернул биологический груз на Землю, несмотря на посадку вне зоны досягаемости Советского Союза в Индийском океане

It is possible to aim a spacecraft from Earth so it will loop around the Moon and return to Earth without entering lunar orbit, following the so called free return trajectory. Such circumlunar loop missions are simpler than lunar orbit missions because rockets for lunar orbit braking and Earth return are not required. However, a crewed circumlunar loop trip poses significant challenges beyond those found in a crewed low Earth orbit mission, offering valuable lessons in preparation for a crewed Moon landing. Foremost among these are mastering the demands of re entering the Earth's atmosphere upon returning from the Moon. Inhabited Earth orbiting vehicles such as the Space Shuttle return to Earth from speeds of around Due to the effects of gravity, a vehicle returning from the Moon hits Earth's atmosphere at a much higher speed of around The g loading on astronauts during the resulting deceleration can be at the limits of human endurance even during a nominal reentry. Slight variations in the vehicle flight path and reentry angle during a return from the Moon can easily result in fatal levels of deceleration force. Achieving a crewed circumlunar loop flight prior to a crewed lunar landing became a primary goal of the Soviets with their Zond spacecraft program. The first three Zonds were robotic planetary probes; after that, the Zond name was transferred to a completely separate human spaceflight program. The initial focus of these later Zonds was extensive testing of required high speed reentry techniques. This focus was not shared by the U. S., who chose instead to bypass the stepping stone of a crewed circumlunar loop mission and never developed a separate spacecraft for this purpose. Initial crewed spaceflights in the early 1960s placed a single person in low Earth orbit during the Soviet Vostok and U. S. Mercury programs. A two flight extension of the Vostok program known as Voskhod effectively used Vostok capsules with their ejection seats removed to achieve Soviet space firsts of multiple person crews in 1964 and spacewalks in early 1965. These capabilities were later demonstrated by the U. S. in ten Gemini low Earth orbit missions throughout 1965 and 1966, using a totally new second generation spacecraft design that had little in common with the earlier Mercury. These Gemini missions went on to prove techniques for orbital rendezvous and docking crucial to a crewed lunar landing mission profile. After the end of the Gemini program, the Soviet Union began flying their second generation Zond crewed spacecraft in 1967 with the ultimate goal of looping a cosmonaut around the Moon and returning him or her immediately to Earth. The Zond spacecraft was launched with the simpler and already operational Proton launch rocket, unlike the parallel Soviet human Moon landing effort also underway at the time based on third generation Soyuz spacecraft requiring development of the advanced N 1 booster. The Soviets thus believed they could achieve a crewed Zond circumlunar flight years before a U. S. human lunar landing and so score a propaganda victory. However, significant development problems delayed the Zond program and the success of the U. S. Apollo lunar landing program led to the eventual termination of the Zond effort. Like Zond, Apollo flights were generally launched on a free return trajectory that would return them to Earth via a circumlunar loop if a service module malfunction failed to place them in lunar orbit. This option was implemented after an explosion aboard the Apollo 13 mission in 1970, which is the only crewed circumlunar loop mission flown to date. U. S. S. R mission Mass (kg) Booster Launched Mission goal Payload Mission result Cosmos 146 5,400 Proton 10 March 1967 High Earth Orbit uncrewed Partial success – Successfully reached high Earth orbit, but became stranded and was unable to initiate controlled high speed atmospheric reentry test Cosmos 154 5,400 Proton 8 April 1967 High Earth Orbit uncrewed Partial success – Successfully reached high Earth orbit, but became stranded and was unable to initiate controlled high speed atmospheric reentry test Proton 28 September 1967 High Earth Orbit uncrewed Failure – booster malfunction, failed to reach Earth orbit Proton 22 November 1967 High Earth Orbit uncrewed Failure – booster malfunction, failed to reach Earth orbit Zond 4 5,140 Proton 2 March 1968 High Earth Orbit uncrewed Partial success – launched successfully to high Earth orbit, high speed reentry test guidance malfunction, intentional self destruct to prevent landfall outside Soviet Union Proton 23 April 1968 Circumlunar Loop non human biological payload Failure – booster malfunction, failed to reach Earth orbit; launch preparation tank explosion kills three in pad crew Zond 5 5,375 Proton 15 September 1968 Circumlunar Loop non human biological payload Success – looped around Moon with Earth's first near lunar life forms, two tortoises and other live biological specimens, and the capsule and payload safely to Earth despite landing off target outside the Soviet Union in the Indian Ocean Zond 6 5,375 Proton 10 November 1968 Circumlunar Loop non human biological payload Partial success – looped around Moon, successful reentry, but loss of cabin air pressure caused biological payload death, parachute system malfunction and severe vehicle damage upon landing Proton 20 January 1969 Circumlunar Loop non human biological payload Failure – booster malfunction, failed to reach Earth orbit Zond 7 5,979 Proton 8 August 1969 Circumlunar Loop non human biological payload Success – looped around Moon, returned biological payload safely to Earth and landed on target inside Soviet Union. Only Zond mission whose reentry G forces would have been survivable by human crew had they been aboard. Zond 8 5,375 Proton 20 October 1970 Circumlunar Loop non human biological payload Success – looped around Moon, returned biological payload safely to Earth despite landing off target outside Soviet Union in the Indian Ocean

"Зонд-5" был первым космическим аппаратом, доставившим жизнь с Земли в окрестности Луны и обратно, начав последний этап космической гонки с грузом черепах, насекомых, растений и бактерий. Несмотря на неудачу в последние моменты, советские СМИ сообщили об успехе миссии "Зонд-6". Хотя обе эти миссии "Зонд" были признаны во всем мире замечательными достижениями, они обе проходили по нештатным траекториям повторного входа, что привело к перегрузкам, которые были бы смертельными для людей. В результате Советы тайно планировали продолжать беспилотные испытания "Зонда" до тех пор, пока не будет продемонстрирована их надежность для поддержки пилотируемых полетов. Однако, из-за продолжающихся проблем NASA с лунным модулем и из-за отчетов ЦРУ о возможном советском пилотируемом облете Луны в конце 1968 года, NASA судьбоносно изменил план полета "Аполлона-8" с испытания лунного модуля на околоземной орбите на миссию на лунную орбиту, запланированную на конец декабря 1968 года. В начале декабря 1968 года открылось стартовое окно на Луну для советского космодрома в Байконуре, предоставив СССР последний шанс обогнать США в гонке к Луне. Космонавты были приведены в состояние боевой готовности и попросили вылететь на космическом корабле "Зонд", который находился в финальном отсчете на Байконуре для первого пилотируемого полета на Луну. В конечном итоге, однако, советское Политбюро решило, что риск гибели экипажа неприемлем, учитывая совокупную плохую производительность "Зонда"/"Протона" к тому времени, и отменило запуск советской пилотируемой лунной миссии. Их решение оказалось мудрым, поскольку эта безымянная миссия "Зонд" была уничтожена в ходе очередного беспилотного испытания, когда она была наконец запущена несколько недель спустя. К этому времени начались полеты американского космического корабля "Аполлон" третьего поколения, который был гораздо более мощным, чем "Зонд", и обладал необходимой ракетной тягой для выхода и входа на лунную орбиту, а также для выполнения корректировок курса, необходимых для безопасного повторного входа при возвращении на Землю. Миссия "Аполлон-8" и...

Zond 5 was the first spacecraft to carry life from Earth to the vicinity of the Moon and return, initiating the final lap of the Space Race with its payload of tortoises, insects, plants, and bacteria. Despite the failure suffered in its final moments, the Zond 6 mission was reported by Soviet media as being a success as well. Although hailed worldwide as remarkable achievements, both these Zond missions flew off nominal reentry trajectories resulting in deceleration forces that would have been fatal to humans. As a result, the Soviets secretly planned to continue uncrewed Zond tests until their reliability to support human flight had been demonstrated. However, due to NASA's continuing problems with the lunar module, and because of CIA reports of a potential Soviet crewed circumlunar flight in late 1968, NASA fatefully changed the flight plan of Apollo 8 from an Earth orbit lunar module test to a lunar orbit mission scheduled for late December 1968. In early December 1968 the launch window to the Moon opened for the Soviet launch site in Baikonur, giving the USSR their final chance to beat the US to the Moon. Cosmonauts went on alert and asked to fly the Zond spacecraft then in final countdown at Baikonur on the first human trip to the Moon. Ultimately, however, the Soviet Politburo decided the risk of crew death was unacceptable given the combined poor performance to that point of Zond/Proton and so scrubbed the launch of a crewed Soviet lunar mission. Their decision proved to be a wise one, since this unnumbered Zond mission was destroyed in another uncrewed test when it was finally launched several weeks later. By this time flights of the third generation U. S. Apollo spacecraft had begun. Far more capable than the Zond, the Apollo spacecraft had the necessary rocket power to slip into and out of lunar orbit and to make course adjustments required for a safe reentry during the return to Earth. The Apollo 8 mission carried out the first human trip to the Moon on 24 December 1968, certifying the Saturn V booster for crewed use and flying not a circumlunar loop but instead a full ten orbits around the Moon before returning safely to Earth. Apollo 10 then performed a full dress rehearsal of a crewed Moon landing in May 1969. This mission orbited within 47400 feet (14448 m) of the lunar surface, performing necessary low altitude mapping of trajectory altering mascons using a factory prototype lunar module too heavy to land. With the failure of the robotic Soviet sample return Moon landing attempt Luna 15 in July 1969, the stage was set for Apollo 11.

Стратегия США

Планы по исследованию Луны человеком начались во время администрации Эйзенхауэра. В серии статей середины 1950-х годов в журнале Collier's Вернер фон Браун популяризировал идею пилотируемой экспедиции для создания лунной базы. Посадка человека на Луну представляла собой несколько серьезных технических вызовов для США и СССР. Помимо систем наведения и управления весом, повторный вход в атмосферу без абляционного перегрева был значительным препятствием. После запуска Советским Союзом "Спутника" фон Браун предложил план для Армии США по созданию военного лунного аванпоста к 1965 году. После первых успехов Советского Союза, особенно полёта Юрия Гагарина, президент США Джон Ф. Кеннеди искал проект, который бы захватил воображение общественности. Он попросил вице-президента Линдона Джонсона представить рекомендации по научному начинанию, которое продемонстрировало бы мировое лидерство США. Предложения включали варианты, не связанные с космосом, такие как масштабные ирригационные проекты для помощи развивающимся странам. В то время Советский Союз располагал более мощными ракетами, чем США, что давало им преимущество в некоторых типах космических миссий. Усовершенствования в американских технологиях ядерного оружия привели к созданию более компактных и легких боеголовок; советские были значительно тяжелее, и мощная ракета Р-7 была разработана для их доставки. Более скромные миссии, такие как облёт Луны или космическая лаборатория на лунной орбите (обе были предложены Кеннеди фон Брауну), предоставляли слишком большое преимущество Советскому Союзу; однако посадка на Луну захватила бы мир. Джонсон поддерживал американскую пилотируемую космическую программу с момента запуска "Спутника", спонсируя законодательство о создании НАСА, когда он был ещё сенатором. Когда Кеннеди попросил его в 1961 году изучить наиболее значимое достижение для противодействия советскому лидерству, Джонсон ответил, что у США есть равные шансы опередить их в пилотируемой посадке на Луну, но не в чём-либо другом. Кеннеди выбрал программу "Аполлон" в качестве идеальной цели для космических усилий. Он обеспечил непрерывное финансирование, защитив космические расходы от сокращения налогов в 1963 году, но перенаправив средства от других научных проектов НАСА. Эти перенаправления обеспокоили руководителя НАСА Джеймса Э. Вебба, который осознавал необходимость поддержки НАСА со стороны научного сообщества. Посадка на Луну потребовала разработки мощной ракеты-носителя Saturn V, которая продемонстрировала безупречный результат: ноль катастрофических отказов или отказов ракеты-носителя, вызвавших неудачу миссии, за тринадцать запусков. Для успеха программы её сторонникам необходимо было преодолеть критику со стороны политиков как левого толка (больше средств на социальные программы), так и правого (больше средств на военные). Подчеркивая научную отдачу и играя на страхе перед советским космическим превосходством, Кеннеди и Джонсон сумели изменить общественное мнение: к 1965 году 58 процентов американцев поддерживали программу "Аполлон", по сравнению с 33 процентами два года назад. После того, как Джонсон стал президентом в 1963 году, его постоянная поддержка программы позволила ей добиться успеха в 1969 году, как и планировал Кеннеди.

Plans for human Moon exploration began during the Eisenhower administration. In a series of mid 1950s articles in Collier's magazine, Wernher von Braun had popularized the idea of a crewed expedition to establish a lunar base. A human Moon landing posed several daunting technical challenges to the US and USSR. Besides guidance and weight management, atmospheric re entry without ablative overheating was a major hurdle. After the Soviets launched Sputnik, von Braun promoted a plan for the US Army to establish a military lunar outpost by 1965. After the early Soviet successes, especially Yuri Gagarin's flight, US President John F. Kennedy looked for a project that would capture the public imagination. He asked Vice President Lyndon Johnson to make recommendations on a scientific endeavor that would prove US world leadership. The proposals included non space options such as massive irrigation projects to benefit the Third World. The Soviets, at the time, had more powerful rockets than the US, which gave them an advantage in some kinds of space mission. Advances in US nuclear weapon technology had led to smaller, lighter warheads; the Soviets' were much heavier, and the powerful R 7 rocket was developed to carry them. More modest missions such as flying around the Moon, or a space lab in lunar orbit (both were proposed by Kennedy to von Braun), offered too much advantage to the Soviets; landing, however, would capture the world's imagination. Johnson had championed the US human spaceflight program ever since Sputnik, sponsoring legislation to create NASA while he was still a senator. When Kennedy asked him in 1961 to research the best achievement to counter the Soviets' lead, Johnson responded that the US had an even chance of beating them to a crewed lunar landing, but not for anything less. Kennedy seized on Apollo as the ideal focus for efforts in space. He ensured continuing funding, shielding space spending from the 1963 tax cut, but diverting money from other NASA scientific projects. These diversions dismayed NASA's leader, James E. Webb, who perceived the need for NASA's support from the scientific community. The Moon landing required development of the large Saturn V launch vehicle, which achieved a perfect record: zero catastrophic failures or launch vehicle caused mission failures in thirteen launches. For the program to succeed, its proponents would have to defeat criticism from politicians both on the left (more money for social programs) and on the right (more money for the military). By emphasizing the scientific payoff and playing on fears of Soviet space dominance, Kennedy and Johnson managed to swing public opinion: by 1965, 58 percent of Americans favored Apollo, up from 33 percent two years earlier. After Johnson became President in 1963, his continuing defense of the program allowed it to succeed in 1969, as Kennedy had planned.

Советская стратегия

Советский лидер Никита Хрущев заявил в октябре 1963 года, что СССР "в настоящее время не планирует полеты космонавтов на Луну", подчеркивая, что Советский Союз не вышел из гонки. Лишь спустя год СССР полностью взялся за попытку высадки на Луну, которая в конечном итоге не увенчалась успехом. В то же время Кеннеди предложил различные совместные программы, включая возможность высадки на Луну советских и американских астронавтов и разработку более совершенных спутников для мониторинга погоды, что в итоге привело к миссии "Аполлон-Союз". Хрущев, заподозрив Кеннеди в попытке украсть советские космические технологии, поначалу отверг эту идею: если СССР и отправится на Луну, то сделает это самостоятельно. Хотя Хрущев со временем стал более расположен к этой идее, реализация совместной лунной посадки была прервана убийством Кеннеди. Сергей Королев, главный конструктор советской космической программы, начал продвигать свой корабль "Союз" и ракету-носитель Н1, способную доставить человека на Луну. Хрущев поручил конструкторскому бюро Королева обеспечить новые космические первенства путем модернизации существующей технологии "Восток", в то время как вторая команда приступила к созданию совершенно новой ракеты-носителя и корабля – ускорителя "Протон" и "Зонд" – для пилотируемого полета к Луне в 1966 году. В 1964 году новое советское руководство поддержало Королева в его усилиях по высадке на Луну и подчинило ему все пилотируемые проекты. После смерти Королева и неудачи первого полета "Союза" в 1967 году координация советской лунной программы быстро нарушилась. Советские специалисты построили посадочный модуль и отобрали космонавтов для миссии, в ходе которой Алексей Леонов должен был ступить на лунную поверхность, но из-за последовательных неудач запусков ракеты-носителя Н1 в 1969 году планы пилотируемой посадки сначала были отложены, а затем отменены. Была начата программа автоматических аппаратов для возврата образцов, с надеждой первыми доставить лунные породы на Землю. Эта программа несколько раз терпела неудачи, но в конечном итоге увенчалась успехом с "Луной-16" в 1970 году. Однако это не имело большого значения, поскольку к тому времени уже состоялись посадки на Луну и возвращение образцов миссиями "Аполлон-11" и "Аполлон-12".

Soviet leader Nikita Khrushchev said in October 1963 the USSR was "not at present planning flight by cosmonauts to the Moon," while insisting that the Soviets had not dropped out of the race. Only after another year did the USSR fully commit itself to a Moon landing attempt, which ultimately failed. At the same time, Kennedy had suggested various joint programs, including a possible Moon landing by Soviet and U. S. astronauts and the development of better weather monitoring satellites, eventually resulting in the Apollo Soyuz mission. Khrushchev, sensing an attempt by Kennedy to steal Russian space technology, rejected the idea at first: if the USSR went to the Moon, it would go alone. Though Khrushchev was eventually warming up to the idea, the realization of a joint Moon landing was choked by Kennedy's assassination. Sergey Korolev, the Soviet space program's chief designer, had started promoting his Soyuz craft and the N1 launcher rocket that would have the capability of carrying out a human Moon landing. Khrushchev directed Korolev's design bureau to arrange further space firsts by modifying the existing Vostok technology, while a second team started building a completely new launcher and craft, the Proton booster and the Zond, for a human cislunar flight in 1966. In 1964 the new Soviet leadership gave Korolev the backing for a Moon landing effort and brought all crewed projects under his direction. With Korolev's death and the failure of the first Soyuz flight in 1967, coordination of the Soviet Moon landing program quickly unraveled. The Soviets built a landing craft and selected cosmonauts for a mission that would have placed Alexei Leonov on the Moon's surface, but with the successive launch failures of the N1 booster in 1969, plans for a crewed landing suffered first delay and then cancellation. A program of automated return vehicles was begun, in the hope of being the first to return lunar rocks. This had several failures. It eventually succeeded with Luna 16 in 1970. But this had little impact, because the Apollo 11 and Apollo 12 lunar landings and rock returns had already taken place by then.

Миссии "Аполлон"

В общей сложности двадцать четыре американских астронавта побывали на Луне. Трое совершили это путешествие дважды, а двенадцать ходили по её поверхности. Миссия "Аполлон-8" была лишь полётом по лунной орбите, "Аполлон-10" включал отстыковку и выход на орбиту сближения (DOI), после чего последовало отсоединение лунного модуля и его стыковка с командным модулем, в то время как "Аполлон-13", изначально планировавшийся как посадка, в итоге совершил облёт Луны по свободно-возвратной траектории; таким образом, ни одна из этих миссий не совершила посадку. "Аполлон-7" и "Аполлон-9" были миссиями, выполнявшимися только на околоземной орбите. Помимо присущих пилотируемым лунным экспедициям опасностей, как это продемонстрировал "Аполлон-13", астронавт Алан Бин считает одной из причин их прекращения высокую стоимость, требующую значительных государственных субсидий.

Посадка человека на Луну

Название миссииЛунный посадочный модульДата посадки на ЛунуДата взлета с ЛуныМесто посадки на ЛунуДлительность пребывания на лунной поверхности (ДД:ЧЧ:ММ)ЭкипажКоличество выходов в открытый космосОбщее время выходов в открытый космос (ЧЧ:ММ)Аполлон 11Орел20 июля 196921 июля 1969Море Спокойствия0:21:31Нил Армстронг, Эдвин "Базз" Олдрин12:31Аполлон 12Неустрашимый19 ноября 196921 ноября 1969Океан Бурь1:07:31Чарльз "Пит" Конрад, Алан Бин27:45Аполлон 14Антар5 февраля 19716 февраля 1971Фра Мауро1:09:30Алан Б. Шепард, Эдгар Митчелл29:21Аполлон 15Сокол30 июля 19712 августа 1971Хадли Риль2:18:55Дэвид Скотт, Джеймс Ирвин318:33Аполлон 16Орион21 апреля 197224 апреля 1972Декартское нагорье2:23:02Джон Янг, Чарльз Дьюк320:14Аполлон 17Челленджер11 декабря 197214 декабря 1972Таврус-Литтроу3:02:59Юджин Сернан, Харрисон "Джек" Шмитт322:04

Другие аспекты успешных посадок "Аполлона"

Президент Ричард Никсон поручил своему автору речей Уильяму Сафиру подготовить речь соболезнования на случай, если Армстронг и Олдрин останутся на поверхности Луны и их не удастся спасти. В 1951 году писатель-фантаст Артур Кларк предсказал, что человек достигнет Луны к 1978 году. 16 августа 2006 года агентство Associated Press сообщило, что NASA не может найти оригинальные записи медленного сканирования (которые были сделаны до преобразования для обычного телевидения) лунной прогулки "Аполлона-11". Некоторые новостные агентства ошибочно сообщили об обнаружении SSTV-записей в Западной Австралии, однако эти записи содержали лишь данные, полученные в ходе ранних экспериментов "Аполлона-11" на лунной поверхности. Записи были найдены в 2008 году и проданы на аукционе в 2019 году, к 50-летию высадки. Ученые полагают, что шесть американских флагов, установленных астронавтами, выцвели до белого цвета из-за более чем 40-летнего воздействия солнечной радиации. Анализ изображений, полученных с помощью LROC, показал, что пять из шести американских флагов все еще стоят и отбрасывают тени на всех площадках, за исключением места посадки "Аполлона-11".

Хитен (Япония)

Запущен 24 января 1990 года, 11:46 UTC. В конце своей миссии японскому лунному орбитальному аппарату "Хайтен" было приказано выполнить управляемое столкновение с лунной поверхностью, которое произошло 10 апреля 1993 года в 18:03:25.7 UT (11 апреля 03:03:25.7 JST).

Луновой Проспектор (США)

Лунный проспектр был запущен 7 января 1998 года. Миссия завершилась 31 июля 1999 года, когда орбитальный аппарат был намеренно направлен на столкновение с кратером вблизи южного полюса Луны после успешного подтверждения наличия водяного льда.

SMART-1 (ESA)

Запущен 27 сентября 2003 года в 23:14 UTC с Космического центра Гвианы в Куру, Французская Гвиана. В конце своей миссии лунный орбитальный аппарат ЕКА SMART-1 совершил контролируемое столкновение с Луной 3 сентября 2006 года в 5:42 UTC.

Чандраян-1 (Индия)

Индийская организация космических исследований (ISRO) осуществила контролируемое жесткое прилунение своего лунного зонда (MIP). Зонд MIP был отделен от лунного орбитального аппарата "Чандраян-1" и выполнял эксперименты дистанционного зондирования во время спуска к лунной поверхности. Прилунение произошло вблизи кратера Шеклтон на южном полюсе Луны 14 ноября 2008 года в 20:31 по индийскому стандартному времени (IST). Аппарат "Чандраян-1" был запущен 22 октября 2008 года в 00:52 UTC.

Чанъэ 1 (Китай)

Китайский лунный орбитальный аппарат Chang'e 1 совершил управляемое столкновение с поверхностью Луны 1 марта 2009 года в 20:44 GMT после 16-месячной миссии. Запуск Chang'e 1 состоялся 24 октября 2007 года в 10:05 UTC.

SELENE (Япония)

SELENE или Kaguya, успешно пробыв на орбите вокруг Луны год и восемь месяцев, получил команду на управляемое столкновение с лунной поверхностью вблизи кратера Гилл в 18:25 UTC 10 июня 2009 года. SELENE или Kaguya был запущен 14 сентября 2007 года.

LCROSS (США)

Космический аппарат LCROSS, предназначенный для сбора данных и управления полётом, был запущен вместе с Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 18 июня 2009 года ракетой Atlas V с верхней ступенью Centaur. 9 октября 2009 года в 11:31 UTC верхняя ступень Centaur столкнулась с лунной поверхностью, высвободив кинетическую энергию, эквивалентную взрыву примерно 2 тонн тротила (8,86 ГДж). Через шесть минут, в 11:37 UTC, с поверхностью также столкнулся аппарат-проводник LCROSS.

GRAIL (США)

Миссия GRAIL состояла из двух небольших космических аппаратов: GRAIL A (Ebb) и GRAIL B (Flow). Они были запущены 10 сентября 2011 года на борту ракеты Delta II. GRAIL A отделился от ракеты примерно через девять минут после запуска, а GRAIL B последовал примерно через восемь минут. Первый аппарат вошел на орбиту 31 декабря 2011 года, а второй – 1 января 2012 года. Оба космических аппарата завершили свою работу, столкнувшись с поверхностью Луны 17 декабря 2012 года.

LADEE (США)

LADEE был запущен 7 сентября 2013 года. Миссия завершилась 18 апреля 2014 года, когда операторы космического аппарата намеренно направили LADEE к столкновению с обратной стороной Луны, которое, как впоследствии было установлено, произошло вблизи восточного вала кратера Сандман V.

Манфред Мемориал Мун Миссия (Люксембург)

Манфредская мемориальная лунная миссия была запущена 23 октября 2014 года. Она совершила облет Луны и проработала 19 дней, что в четыре раза превысило ожидаемый срок. Манфредская мемориальная лунная миссия оставалась прикрепленной к верхней ступени своей ракеты-носителя (CZ 3C/E). Космический аппарат вместе с верхней ступенью столкнулся с Луной 4 марта 2022 года.

Чанъэ 3 (Китай)

14 декабря 2013 года в 13:12 UTC Chang'e 3 совершил мягкую посадку на Луну с доставкой лунного ровера. Это была первая мягкая посадка Китая на другое небесное тело и первая в мире мягкая посадка на Луну после аппарата "Луна-24" 22 августа 1976 года. Запуск миссии состоялся 1 декабря 2013 года. После успешной посадки посадочный модуль выпустил ровер "Юту", который проехал 114 метров, прежде чем потерял подвижность из-за системной неисправности. Однако ровер оставался работоспособным до июля 2016 года.

Чанъэ 4 (Китай)

3 января 2019 года в 2:26 UTC космический аппарат "Чанъэ-4" стал первым в мире аппаратом, совершившим посадку на обратной стороне Луны. Изначально "Чанъэ-4" разрабатывался как резервная копия "Чанъэ-3". После успешной миссии "Чанъэ-3" проект был переориентирован на исследование обратной стороны Луны. После успешной посадки в кратере фон Кармана посадочный модуль "Чанъэ-4" развернул луноход "Юту-2" и начал первое в истории детальное изучение обратной стороны Луны человеком. Поскольку Луна препятствует прямой связи между обратной стороной и Землей, за несколько месяцев до посадки был запущен ретрансляционный спутник "Кэкяо" в точку Лагранжа L2 системы Земля-Луна для обеспечения связи. "Юту-2", второй китайский луноход, был оснащен панорамной камерой, лунным проникающим радаром, спектрометром видимого и ближнего инфракрасного диапазона и усовершенствованным миниатюрным анализатором нейтральных частиц. По состоянию на июль 2022 года он проработал на лунной поверхности более 1000 дней и продолжает движение, пройдя в общей сложности более 1200 метров.

Берешит (Израиль/SpaceIL)

22 февраля 2019 года израильское частное космическое агентство SpaceIL запустило свой космический аппарат Beresheet с помощью ракеты-носителя Falcon 9 с космодрома на мысе Канаверал, штат Флорида, с целью совершить мягкую посадку на Луну. 11 апреля 2019 года SpaceIL потерял связь с аппаратом во время финального этапа спуска, что привело к его аварийному падению из-за отказа главного двигателя. Эта миссия стала первой израильской и первой частной попыткой посадки на Луну. Несмотря на неудачу, она является самой близкой к успешной мягкой посадке на Луну, достигнутой частной организацией. SpaceIL изначально был создан в 2011 году как проект для участия в конкурсе Google Lunar X Prize. Выбранным местом посадки лунного модуля Beresheet был район внутри Моря Спокойствия – обширного вулканического бассейна на ближней северной стороне Луны.

Чандраян-2 (Индия)

22 июля 2019 года Индийское национальное космическое агентство ISRO запустило Chandrayaan-2. Аппарат состоял из трех основных модулей: орбитального модуля, посадочного модуля и лунохода. Каждый из этих модулей был оснащен научными приборами, разработанными научно-исследовательскими институтами Индии и США. 7 сентября 2019 года связь с посадочным модулем "Викрам" была потеряна на высоте после сложной фазы торможения. Впоследствии было подтверждено, что "Викрам" потерпел крушение и был уничтожен.

Чанъэ 5 (Китай)

6 декабря 2020 года в 21:42 UTC аппарат "Чанъэ-5" совершил посадку и собрал первые за более чем 40 лет образцы лунного грунта, после чего доставил их на Землю. Комплекс массой 8,2 тонны, состоящий из посадочного модуля, взлётного модуля, орбитального модуля и возвращаемого аппарата, был выведен на лунную орбиту ракетой-носителем "Чанчжэн-5" 24 ноября. Перед посадкой в районе горы Румкера в Океане Бурь взлётный и посадочный модули отделились от орбитального и возвращаемого аппаратов. Взлётный модуль позднее стартовал обратно на лунную орбиту, доставив образцы, собранные посадочным модулем, и осуществил первую в истории роботизированную встречу и стыковку на лунной орбите. Контейнер с образцами был затем передан возвращаемому аппарату, который успешно приземлился во Внутренней Монголии 16 декабря 2020 года, завершив первую для Китая миссию по возврату образцов с внеземного объекта.

Луна 25 (Россия)

В первой попытке России достичь Луны с 1976 года и со времен распада Советского Союза, космический аппарат «Луна-25» потерпел крушение во время маневров перед посадкой, столкнувшись с поверхностью Луны 19 августа 2023 года.

Чандраян-3 (Индия)

Национальное космическое агентство Индии ISRO запустило Chandrayaan-3 14 июля 2023 года. Chandrayaan-3 состоит из спускаемого модуля (LM), разгонного модуля (PM) и лунохода Pragyan. Спускаемый модуль с луноходом успешно совершил посадку вблизи южного полюса Луны в 18:04 по индийскому стандартному времени 23 августа 2023 года.

Умный посадочный аппарат для исследования Луны (Япония)

JAXA запустила миссию Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) 6 сентября 2023 года в 23:42 UTC (7 сентября 08:42 по японскому стандартному времени). Аппарат совершил посадку 19 января 2024 года в 15:20 UTC, сделав Японию пятой страной, осуществившей мягкую посадку на Луну. Проблемы с ориентацией солнечных панелей и возможные повреждения при посадке осложнили работу аппарата. В рамках миссии также были развернуты два ровера, которые успешно функционировали и независимо связывались с Землей. Несмотря на успешную посадку, одна из опор посадочного модуля сломалась при приземлении, из-за чего аппарат наклонился на 18° из-за посадки на склон, однако модуль выжил, и полезная нагрузка функционирует в штатном режиме. EagleCam не был отделен до посадки. Позднее он был отделен 28 февраля, но его работа оказалась частично неудачной, поскольку он передал все типы данных, кроме изображений, сделанных после посадки IM 1, которые являлись основной целью миссии.

Чанъэ 6 (Китай)

Китай 3 мая отправил Chang'e 6, который осуществит первый в истории возврат образцов грунта с обратной стороны Луны. Это вторая лунная миссия Китая по возврату образцов, первая, Chang'e 5, успешно выполнила эту задачу с ближней стороны Луны 4 года назад. Кроме того, на борту находится китайский луноход для проведения инфракрасной спектроскопии поверхности Луны.

Посадки на спутники других тел Солнечной системы

Прогресс в освоении космоса в XXI веке расширил понятие "посадка на Луну", включив в него и другие спутники Солнечной системы. В 2005 году зонд "Гюйгенс" в рамках миссии "Кассини-Гюйгенс" к Сатурну успешно совершил посадку на Титан. Подобным образом, советский зонд "Фобос-2" в 1989 году подошел на расстояние 193 км к посадке на спутник Марса Фобос, прежде чем внезапно была потеряна радиосвязь с посадочным аппаратом. Аналогичная российская миссия по возвращению образцов грунта, получившая название "Фобос-Грунт" ("грунт" означает "почва" на русском языке), была запущена в ноябре 2011 года, но не смогла выйти на заданную орбиту и осталась на низкой околоземной орбите. В настоящее время проявляется значительный интерес к осуществлению посадки на спутник Юпитера Европу для бурения и исследования возможного океана жидкой воды под её ледяной поверхностью.

Предлагаемые будущие миссии

Миссия по исследованию лунных полюсов – это концепция роботизированной космической миссии, разработанная ИСРО и японским космическим агентством JAXA, которая предполагает отправку лунного ровера и посадочного модуля для исследования южного полюса Луны в 2025 году. JAXA, вероятно, предоставит услуги по запуску с использованием будущей ракеты H3, а также возьмет на себя ответственность за ровер. За разработку посадочного модуля будет отвечать ИСРО. После успеха Chandrayaan-3, ИСРО также планирует запустить Chandrayaan-4 – миссию по возврату образцов лунного грунта, которая, возможно, станет первой, доставившей образцы почвы из богатого водой южнополярного бассейна, с посадкой вблизи точки Шив-Шакти. Запуск миссии запланирован на конец 2028 года. Обе страны также являются активными участниками программы "Артемида". 11 декабря 2017 года президент США Дональд Трамп подписал Директиву о космической политике №1, в которой предписывалось НАСА вернуться на Луну с экипажем для "долгосрочного исследования и использования" и осуществления миссий на другие планеты. 26 марта 2019 года вице-президент Майк Пенс официально объявил, что в состав миссии войдет первая женщина-астронавт. Изначально программа "Артемида" планировала высадку экипажной миссии на Луну в 2024 году и начало постоянной деятельности к 2028 году при поддержке запланированной лунной станции Gateway. Запуск лунной миссии НАСА был перенесен на сентябрь 2026 года или позднее. Китайская программа исследования Луны планирует 3 дополнительных беспилотных миссии "Чанъэ" в период с 2025 по 2028 год в качестве активной подготовки к созданию Международной лунной исследовательской станции, которую планируется построить совместно с Россией, Венесуэлой, Пакистаном и Объединенными Арабскими Эмиратами в 2030-х годах. Кроме того, Китайское национальное космическое управление намерено осуществить пилотируемые посадки на Луну к 2029 или 2030 году; в рамках подготовки к этому, различные китайские космические агентства и подрядчики в настоящее время разрабатывают сверхтяжелую ракету-носитель для пилотируемых полетов (Long March 10), новый пилотируемый лунный космический корабль и пилотируемый лунный посадочный модуль. Роскосмос объявил о планах запуска лунного полярного орбитального аппарата "Луна-26" в 2027 году.