Księżyc 3 - Luna 3

Księżyc 3
Luna-3 (Muzeum Pamięci Astronautyki).JPG
Model w skali 1:1 w Muzeum Astronautyki w Moskwie
Typ misji Przelot księżycowy
Operator OKB-1
Oznaczenie Harvarda 1959 Theta 1
ID COSPAR 1959-008A
SATCAT nr. 21
Czas trwania misji 18 dni (od pierwszego dnia do ostatniego dnia kontaktu)
Okrążenia zakończone 14
Właściwości statku kosmicznego
Statek kosmiczny Tak-2A nr 1
Producent OKB-1
Rozpocznij masę 278,5 kg (614 funtów)
Początek misji
Data uruchomienia 4 października 1959, 00:43:39  UTC ( 1959-10-04UTC00:43:39Z )
Rakieta Luna 8K72 (Nie I1-8)
Uruchom witrynę Bajkonur 1/5
Koniec misji
Ostatni kontakt 22 października 1959 ( 23.10.1959 )
Data rozpadu 29 kwietnia 1960
Parametry orbitalne
System odniesienia Geocentryczny
Reżim Wysoce eliptyczny
( okrężny )
Półoś wielka 256.620,50 kilometrów (159.456,59 mil)
Ekscentryczność 0.97322501
Wysokość perygeum 500 kilometrów (310 mil)
Wysokość apogeum 499,999 kilometrów (310,685 mil)
Nachylenie 55 stopni
Okres 359,38 godzin
Epoka 5 października 1959
Przelot Księżyca
Najbliższe podejście 6 października 1959, 14:16 UTC
Dystans 6200 kilometrów (3900 mil)
←  Luna 2
 

Luna 3 lub E-2A No.1 (ros. Луна 3 ) to radziecki statek kosmiczny wystrzelony w 1959 roku w ramach programu Luna . Była to pierwsza w historii misja sfotografowania drugiej strony Księżyca i trzecia radziecka sonda kosmiczna wysłana w okolice Księżyca . Choć zwrócili raczej słabe zdjęcia, historyczne, nigdy wcześniej nie widziane widoki odległej strony Księżyca wywołały podekscytowanie i zainteresowanie, gdy zostały opublikowane na całym świecie, a po obrazie powstał wstępny Atlas odległej strony Księżyca przetwarzanie poprawiło zdjęcia.

Widoki te ukazywały górzysty teren, bardzo różniący się od najbliższej strony i tylko dwa ciemne, nisko położone regiony, które nazwano Mare Moscoviense (Morze Moskiewskie) i Mare Desiderii (Morze Pożądania). Później odkryto, że Mare Desiderii składa się z mniejszej klaczy, Mare Ingenii (Morze Przemyślenia) i kilku innych ciemnych kraterów. Powód tej różnicy między dwiema stronami Księżyca wciąż nie jest w pełni zrozumiały, ale wydaje się, że większość ciemnej lawy, która wypłynęła, aby wytworzyć maria uformowana pod połową zwróconą w stronę Ziemi.

Za Luną 3 poszły Stany Zjednoczone z Ranger 7 , Ranger 8 i Ranger 9 .

Projekt

Sonda kosmiczna była cylindrycznym pojemnikiem z półkulistymi końcami i szerokim kołnierzem u góry. Sonda miała 130 centymetrów (51 cali) długości i 12 centymetrów (4,7 cala) przy maksymalnej średnicy na kołnierzu. Większość części cylindrycznej miała około 95 centymetrów (37 cali) średnicy. Kanister został hermetycznie zamknięty i poddany działaniu ciśnienia około 0,22 atmosfery standardowej (22 kPa). Na zewnątrz cylindra zamontowano kilka ogniw słonecznych , które dostarczały energię elektryczną do akumulatorów wewnątrz sondy kosmicznej.

Żaluzje do kontroli termicznej zostały umieszczone wzdłuż cylindra i otwarte, aby odsłonić powierzchnię promieniującą, gdy temperatura wewnętrzna przekroczyła 25°C (298 K). W górnej półkuli sondy znajdował się zakryty otwór na kamery. Z góry sondy wystawały cztery anteny, a z jej dołu dwie. Na zewnątrz zamontowano inny sprzęt naukowy, w tym detektory mikrometeoroidów i promieniowania kosmicznego oraz system obrazowania Jenisey-2. Dysze gazowe systemu kontroli położenia zostały zamontowane na dolnym końcu statku kosmicznego. Kilka komórek fotoelektrycznych pomogło utrzymać orientację względem Słońca i Księżyca.

Nie było silników rakietowych do korekty kursu.

W jej wnętrzu znajdowały się aparaty fotograficzne i system obróbki klisz fotograficznych , nadajnik radiowy , akumulatory , jednostki żyroskopowe oraz cyrkulacyjne wentylatory do kontroli temperatury. Przez większą część lotu był ze stabilizacją obrotu, ale podczas robienia zdjęć aktywowano jego trójosiowy system kontroli położenia. Luna 3 była sterowana radiowo ze stacji naziemnych w Związku Radzieckim.

Radzieckie media nazwały statek kosmiczny automatyczną stacją międzyplanetarną. Sonda została przemianowana na Luna 3 w 1963 roku.

Misja

Po wystrzeleniu rakiety Luna 8K72 (numer I1-8) nad biegunem północnym , etap ucieczki Blok-E został wyłączony przez radio, aby skierować Lunę 3 na kurs na Księżyc. Początkowy kontakt radiowy wykazał, że sygnał z sondy kosmicznej był tylko o połowę niższy niż oczekiwano, a temperatura wewnętrzna rosła. Oś obrotu statku kosmicznego została zmieniona, a niektóre urządzenia zostały wyłączone, co spowodowało spadek temperatury z 40 °C do około 30 °C. W odległości od 60 000 do 70 000 km od Księżyca włączono system orientacji i zatrzymano obrót statku kosmicznego. Dolny koniec statku był skierowany na Słońce, które świeciło po drugiej stronie Księżyca.

Sonda kosmiczna przeszła w odległości 6200 km od Księżyca w pobliżu bieguna południowego przy najbliższym zbliżeniu Księżyca o godzinie 14:16 czasu UT w dniu 6 października 1959 roku i kontynuowała podróż po drugiej stronie. 7 października fotokomórka na górnym końcu sondy wykryła oświetloną słońcem dalszą stronę Księżyca i rozpoczęła się sekwencja fotograficzna. Pierwsze zdjęcie zostało zrobione o 03:30 czasu UT w odległości 63 500 km od Księżyca, a ostatnie 40 minut później z odległości 66 700 km.

Wykonano łącznie 29 zdjęć, obejmujących 70% drugiej strony. Po zakończeniu fotografowania statek kosmiczny wznowił wirowanie, przeleciał nad północnym biegunem Księżyca i wrócił w kierunku Ziemi. Próby przesłania zdjęć do Związku Radzieckiego rozpoczęły się 8 października, ale wczesne próby zakończyły się niepowodzeniem ze względu na słabą siłę sygnału. Gdy Luna 3 zbliżyła się do Ziemi, do 18 października przesłano łącznie około 17 widocznych, ale słabej jakości zdjęć. Wszelki kontakt z sondą został utracony 22 października 1959 roku. Uważano, że sonda kosmiczna spłonęła w ziemskiej atmosferze w marcu lub kwietniu 1960 roku. Inną możliwością było to, że mogła przetrwać na orbicie do 1962 roku lub później.

Pierwsza asysta grawitacyjna

Trajektoria Luna 3 i manewr wspomagania grawitacji

Pomagać grawitacja manewr został użyty po raz pierwszy w 1959 roku, kiedy Luna 3 sfotografowany po drugiej stronie Księżyca. Po wystrzeleniu z kosmodromu Bajkonur , Luna 3 przeszła za Księżycem z południa na północ i skierowała się z powrotem na Ziemię. Grawitacja Księżyca zmieniła orbitę statku kosmicznego; również, z powodu własnego ruchu orbitalnego Księżyca, zmieniono również płaszczyznę orbity statku kosmicznego. Orbita powrotna została obliczona tak, że statek kosmiczny ponownie przeleciał nad półkulą północną, gdzie znajdowały się radzieckie stacje naziemne. Manewr opierał się na badaniach przeprowadzonych pod kierunkiem Mścisława Keldysha w Instytucie Matematyki im . Steklova .

Fotografia księżycowa

Pierwszy widok zwrócony przez Lunę 3 pokazał, że dalsza strona Księżyca bardzo różni się od bliższej, najbardziej zauważalnie brakiem księżycowych marii (ciemnych obszarów)
Kiedy pierwszy w historii obraz odległej strony księżyca (A) zostanie przywrócony przy użyciu zaawansowanych technik usuwania szumów (B) i porównany z późniejszą misją LRO z NASA (C), ważne punkty charakterystyczne są wyraźnie widoczne i wyraźne, jeden do jednego Mapowanie widocznych punktów charakterystycznych jest zauważalne.


Celem tego eksperymentu było uzyskanie zdjęć powierzchni Księżyca podczas przelotu statku kosmicznego obok Księżyca. System obrazowania został oznaczony jako Yenisey-2 i składał się z aparatu z dwoma obiektywami AFA-E1, automatycznego zespołu obróbki klisz oraz skanera. Soczewki w aparacie były następujące: długość ogniskowej 200 mm, f /5.6 otwór celem i 500 mm, f /9.5 cel . Kamera przeniosła 40 klatek odpornej na temperaturę i promieniowanie 35 mm kliszy izochromowej . Obiektyw 200 mm mógł zobrazować pełny dysk Księżyca, a 500 mm mógł zrobić obraz regionu na powierzchni. Kamera została zamocowana w statku kosmicznym, a skierowanie zostało osiągnięte poprzez obrócenie samego statku.

Luna 3 była pierwszym udanym trzyosiowym statkiem kosmicznym ze stabilizacją. Przez większość misji statek kosmiczny był stabilizowany rotacją, ale w przypadku fotografii Księżyca statek kosmiczny zorientował jedną oś w kierunku Słońca, a następnie użyto fotokomórki do wykrycia Księżyca i zorientowania kamer w jego kierunku. Wykrycie Księżyca zasygnalizowało otwarcie pokrywy aparatu i automatyczne rozpoczęcie sekwencji fotograficznej. Podczas sekwencji obrazy zmieniały się między obiema kamerami. Po zakończeniu zdjęć film został przeniesiony do wbudowanego procesora, gdzie został wywołany, utrwalony i wysuszony. Następnie wydano polecenia z Ziemi, aby przenieść film do latającego skanera punktowego, gdzie plamka wytworzona przez lampę katodową była rzutowana przez film na fotopowielacz . Plamka została zeskanowana po błonie, a fotopowielacz przekształcił natężenie światła przechodzącego przez błonę na sygnał elektryczny, który został przesłany na Ziemię (przez analogowy sygnał wideo z modulacją częstotliwości, podobny do faksu). Klatka może być skanowana z rozdzielczością 1000 (poziomych) linii, a transmisja może odbywać się z powolnym skanowaniem telewizyjnym w dużych odległościach od Ziemi i szybszym w bliższych odległościach.

Aparat wykonał 29 zdjęć w ciągu 40 minut w dniu 7 października 1959 roku, od 3:30 czasu UT do 04:10 czasu UT z odległości od 63 500 km do 66 700 km nad powierzchnią, pokrywając 70% dalekiej strony Księżyca. Siedemnaście (niektórzy twierdzą, że dwanaście) z tych ramek zostało pomyślnie przesłanych z powrotem na Ziemię (stacje śledzące na Krymie i Kamczatce), a sześć zostało opublikowanych (ramki o numerach 26, 28, 29, 31, 32 i 35). Były to pierwsze zdjęcia dalekiej półkuli Księżyca.

System obrazowania został opracowany przez PF Bratslavets i IA Rosselevicha w Leningradzkim Instytucie Badań Naukowych Telewizji, a zwrócone obrazy zostały przetworzone i przeanalizowane przez Iu.N. Lipskii i jego zespół w Instytucie Astronomicznym Sternberga. Aparat AFA-E1 został opracowany i wyprodukowany przez fabrykę KMZ ( Krasnogorskiy Mekhanicheskiy Zavod ).

Folia, odporna na temperaturę i promieniowanie, pochodziła z odzyskanych przez Sowietów amerykańskich balonów Genetrix .

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Zewnętrzne linki