Luna-1

Luna-1  je sovětská automatická meziplanetární stanice (AMS) pro studium Měsíce a vesmíru . První kosmická loď na světě, která dosáhla druhé kosmické rychlosti, překonala zemskou gravitaci a stala se umělou družicí Slunce.

Popis

2. ledna 1959 byla vypuštěna nosná raketa Vostok -L , která vynesla Luna-1 AMS na letovou dráhu k Měsíci . Byla to randezvous trajektorie, bez orbitálního startu [4] :201 . V masovém sovětském tisku té doby byla tato AMS nazývána „první sovětskou vesmírnou raketou“ [5] . Stanice měla také názvy „Luna-1D“ a „Dream“.

Raketa odstartovala svisle. Softwarový mechanismus během letu automaticky měnil směr tahu motoru tak, že na konci akceleračního úseku svíral směr rychlosti daný úhel s horizontem.

Pro dosažení druhé vesmírné rychlosti byla raketa vybavena třetím stupněm (blok „E“) s motorem RD-0105 , vytvořeným ve Voroněži v Design Bureau of Chemical Automation (KBKhA) [6] [7] .

Za účelem letu bylo úkolem dosáhnout u stanice povrch Měsíce. K zásahu nedošlo, protože do sekvenčního diagramu letů se vloudila chyba : při vydání příkazu k odpojení motoru třetího stupně (blok „E“), který byl vydán ze Země, (již poměrně významný) čas signálu přenos z velitelského stanoviště na stanici nebyl zohledněn. Nosič a veškeré palubní vybavení stanice fungovalo správně. Tato pozemní chyba neovlivnila výkon palubních experimentů. Mezi vynikající vědecké výsledky získané během letu Luna-1 lze zaznamenat následující:

• Pomocí palubního magnetometru byl nejprve zaznamenán vnější radiační pás Země .
• Pomocí iontových pastí a počítačů částic byla provedena první přímá měření parametrů slunečního větru . Ionizovaný plyn byl objeven v meziplanetárním prostoru. Ve vzdálenostech 20-25 tisíc km od zemského povrchu byla jeho naměřená koncentrace cca. 700 částic na cm³ a ​​ve vzdálenostech 100-150 tisíc km - cca. 300-400 částic na cm³.
• Astronomové Iosif Samuilovich Shklovsky a Vladimir Gdalevich Kurt navrhli použít „optický“ důkaz, že k Měsíci letí raketa, která explozí odpaří 1 kg sodíku na palubě aparatury a vytvoří umělou kometu. Úspěšně byl proveden experiment na vytvoření umělé komety . 3. ledna ve 3:56:20 moskevského času, ve vzdálenosti 119 500 km od Země, se ze stanice uvolnil oblak sodíkových par (1 kg); mrak se rozptýlil ve vakuu a několik minut zářil oranžově a byl pozorován ze Země jako slabá hvězda 6. magnitudy v souhvězdí Panny , zhruba uprostřed trojúhelníku tvořeného hvězdami Arcturus , Spica a Libra. Umělou kometu vyfotografoval na horské stanici Hlavní astronomické observatoře Akademie věd SSSR poblíž Kislovodsku Mstislav Nikolaevič Gnevyshev .
• Bylo zjištěno, že Měsíc nemá žádné významné magnetické pole [8] .
• Studium magnetického pole pomocí kosmické rakety ukázalo, že naměřená síla pole klesá s výškou rychleji než vypočtená a dosahuje minimálně 400 γ (I γ = 10 -5 oersted) ve vzdálenosti 20 800 km od středu Země; poté se zvětší na 800 γ ve vzdálenosti 22 000 km a poté pomalu klesá. Přítomnost maxima intenzity vede k důležitému závěru, že i v klidném stavu Slunce se extraionosférický proudový systém nachází ve vzdálenosti 21 000–22 000 km.

Zástupce vývojáře systému rádiového ovládání, obnažující 1. ledna rovinu antén RUP-A, udělal chybu v elevaci o 2°, místo 42 nastavil 44°. Nikdo ho nekontroloval - vliv dovolené. Během letu byla data ze směrovače do výpočetního zařízení přijata správně, ale parametr elevace byl po celou dobu chybný a byl vnímán jako odchylka rakety směrem dolů od vypočítané trajektorie. Počítač proto nevypínal motor centrální jednotky a čekal, až se údaje o nadmořské výšce dostanou do tolerance. Kvůli chybě v elevaci 2°, způsobené během provozu pozemního rádiového zařízení pro zaměřování a řízení rakety, se motor bloku E vypnul později než ve stanovený okamžik, což způsobilo neúspěch.

Konečná hmotnost bloku "E" spolu s kosmickou lodí "Luna-1" byla 1472 kg. Užitečné zatížení (361,3 kg) zahrnovalo vědecké a měřicí zařízení, čtyři rádiové vysílače a napájecí zdroje umístěné v odpojitelném vozidle a na bloku „E“.

"Luna-1" nesla praporky: kulovité z ocelových pětiúhelníkových prvků s výbušnou náplní uvnitř koule, která je rozptylovala, a ve formě kapsle naplněné kapalinou, ve které byly umístěny hliníkové proužky. Oba měly označení označující národnost aparátu, měsíc a rok jeho spuštění.

Po vypnutí motoru byl kontejner s vědeckým vybavením oddělen. Ve výšce 1500 km rychlost rakety vůči středu Země mírně přesahovala 10 km/s, ve výšce 100 000 km to bylo přibližně 3,5 km/s.

Výpočet trajektorie "Luna-1" byl proveden na počítači " BESM-2 " [9] .

4. ledna v 5:57 moskevského času Luna-1 minula ve vzdálenosti 6000 kilometrů od povrchu Měsíce a vstoupila na heliocentrickou dráhu . Během období největšího přiblížení byla raketa v nebeské sféře nad Měsícem a poněkud napravo od něj, při pohledu ze severní polokoule Země. V tuto chvíli byla raketa na nebeské sféře mezi hvězdami Spica a Libra. Po průletu blízko Měsíce se vesmírná raketa dále vzdalovala od Země, její rychlost vůči středu Země se stále snižovala a přiblížila se 2,1 km/sec. Gravitační pole Měsíce změnilo trajektorii AMS, ale nemohlo jej přitáhnout k sobě.

Ve dnech 7. až 8. ledna 1959 a později, když byla raketa ve vzdálenostech řádově 1 milion km nebo více, se vliv Země na raketu stal tak slabý, že pohyb rakety začal být určován hlavně gravitační síla Slunce. Navzdory skutečnosti, že stanice nezasáhla Měsíc, Luna-1 AMS se stala první kosmickou lodí na světě , která dosáhla druhé vesmírné rychlosti , překonala zemskou gravitaci a stala se umělou družicí Slunce. Obecně lze tedy let označit za částečně úspěšný, na svou dobu rekordní a z vědeckého hlediska velmi plodný. Sklon dráhy umělé dvojhvězdy (od ní oddělený blok "E" a "Luna-1") k rovině ekliptiky je cca. 1°, excentricita 0,148, minimální a maximální vzdálenost od Slunce 146,4 milionů km a 197,2 milionů km. Doba oběhu umělé planety je přibližně 450 dní. Relativní separační rychlosti byly nízké, a proto E blok a Luna-1, které se od něj oddělily, jsou na blízkých drahách.

Američané nejprve pochybovali o existenci AMS, protože ani největší rádiová observatoř v Jodrell Bank (Cheshire, Anglie) na to „neslyšela“. Anténa Jet Propulsion Laboratory (JPL) (Pasadena, Kalifornie, USA) o průměru 26 m však našla Lunu 1, která dostala slabý signál osm hodin poté, co zařízení proletělo kolem Měsíce.

Začátkem září 1959, kdy byla raketa v aféliu, se přiblížila k oběžné dráze Marsu na vzdálenost asi 15 milionů km, tedy přibližně 4x blíže než Země v období velkých konfrontací.

Ari Abramovich Sternfeld odhadl, že by se stanice měla vrátit na Zemi v roce 2109, pokud během této doby přitažlivost planet nezmění dobu její revoluce.

Vybavení

Luna 1 byla vybavena následujícím vědeckým vybavením: magnetometr ; Geigerův počítač ; scintilační čítač ; detektor mikrometeoritů ; rádiový vysílač pracující na frekvenci 183,6 MHz; rádiový vysílač pracující na frekvenci 19,993 MHz; přijímací jednotka, která sloužila k rádiovému sledování trajektorie.

Trajektorie

K řízení trajektorie a určování souřadnic využíval automatizovaný systém určený k určování trajektorie balistických střel [10] .

Skenování zemského povrchu vypadalo takto (ze zpráv TASS):

• 3. ledna
  • ve 3 hodiny: 3 stupně 12 minut S a 108 stupňů E, 100 000 km od Země
  • v 6 hodin: 4 stupně 30 minut S a 63,5 stupně E, 137 000 km od Země
  • ve 13:00: 7 stupňů 33 minut S a 40 stupňů W, 209 000 km od Země
  • v 16:00: 8 stupňů 20 minut S a 86 (85) stupňů W, 237 000 km od Země
  • v 19 hodin 8 stupňů 57 minut S a 131 (130) stupňů W, 265 000 km od Země
  • ve 21:00 9 stupňů 18 minut S a 160 stupňů W, 284 000 km od Země
• 4. ledna
  • v 0 hodin: 9 stupňů 45 minut S a 155 stupňů E, 311 000 km od Země
  • ve 3 hodiny: 10 stupňů 7 minut S a 110 stupňů E, 336 600 km od Země
  • v 0557 hodin raketa minula v minimální vzdálenosti od Měsíce (5-6 tisíc km) a stala se satelitem Slunce. Poté TASS začal zveřejňovat své souřadnice v astronomických souřadnicích.
• 5. ledna v 10 hodin se vybily baterie a komunikace s AMC byla ukončena.

Galerie

• Schéma rozložení AMS "Luna-1"

• Model AMS "Luna-1"

• Rozložení "Luna-1"

• Automatická meziplanetární stanice "Luna-1"

• Automatická meziplanetární stanice "Luna-1"

• Pavilon "Cosmos" na VDNKh

• Pavilon "Cosmos" na VDNKh

• Poštovní známka SSSR v roce 1959 - Schéma trasy letu

• Poštovní známka SSSR v roce 1959 - Trajektorie přiblížení rakety k Měsíci

• Poštovní známka SSSR 1989 - 30 let uvedení

• Sovětští radioamatéři přijímají rádiové signály z Luna-1

Viz také

• Umělá družice Slunce

Poznámky

1. ↑ https://space.skyrocket.de/doc_sdat/luna_e1.htm
2. ↑ 1 2 Siddiqi A. A. Beyond Earth  (anglicky) : Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016 - NASA , 2018. - S. 11. - ISBN 978-1-62683-043-1
3. ↑ https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1959-012A
4. ↑ Levantovsky V.I. Mechanika kosmického letu v elementárním podání. - 3. vyd. — M .: Nauka , 1980. — 512 s.
5. ↑ Bezprecedentní vědecký počin. Materiály novin "Pravda" o třech sovětských vesmírných raketách. - M .: Státní nakladatelství fyzikální a matematické literatury , 1959. - 204 s.
6. ↑ Obyvatelé Voroněže. Slavné biografie v historii regionu. - Voroněž: Nakladatelství "Kvarta", 2007. - S. 520. - 412 s. — ISBN 978-5-89609-105-9 .
7. ↑ Historie Design Bureau of Chemical Automation . KBHA . Získáno 10. června 2010. Archivováno z originálu 26. září 2011. (neurčitý)
8. ↑ Luna-1. . Získáno 2. března 2021. Archivováno z originálu dne 2. srpna 2020. (neurčitý)
9. ↑ A. Dubrovskij. Ctíme minulost, pracujeme pro budoucnost. K 60. výročí tuzemské výpočetní techniky  // Věda a život . - 2008. - č. 6 . (Ruština)
10. ↑ Cesta Luny-1.

Literatura

• První člověkem vytvořená planeta: Ruská raketa vypuštěná na oběžnou dráhu Slunce . // Mezinárodní let . - 9. ledna 1959. - Sv. 75 - č. 2607 - S. 56.

Odkazy

• Dokument o návrhu a startu AMS E-1 (Luna-1)