|
Global Lithuanian Net: san-taka station: |
|
Ankstyvieji Mėnulio tyrinėjimai
Luna-1, Luna-4 ir Zond-3 skridimo ypatybės Aprašomi pirmieji tarybiniai zondai, skirti Mėnulio tyrimams, kurie paliko Žemės traukos lauką. Taip pat skaitykite: Mėnulis: Septintasis kontinentas
Mokslinė įranga ir maitinimo centras buvo sferiniame konteineryje, kurio bendra masė buvo 361,3 kg.
Vienoje jo pusėje buvo sumontuotos 5 antenos. Iš konteinerio kyšojo ir instrumentų davikliai.
Sutrikimas antžeminėje valdymo sistemoje įvėlė klaidą raketos kilimo metu ir stotis nukrypo nuo tikslo
Mėnulio, į kurį turėjo atsitrenkti. Praėjus 34 val. po starto, Luna-1 praskriejo 5900 tūkst. km atstumu nuo
Mėnulio. Tada ji ėmė tolti nuo jo, greitis Žemės centro atžvilgiu tebemažėjo, artėdamas prie 2 km/sek.
Galiausiai stotis tapo pirmąją dirbtine Saulės planeta (jos orbita yra tarp Žemės ir Marso) ir buvo pavadinta
Mečta (Svajonė). Beje, ir pavadinimas Luna-1 buvo duotas vėliau, o pradžioje stotis paprasčiausiai
vadinta Pirmąja kosmine raketa.
Ką mokslui davė šios stoties skrydis? Jos aparatūra buvo skirta matuoti magnetinius Žemės ir Mėnulio
laukus, tirti įelektrintų dalėlių srauto intensyvumą ir jo pokyčius, registruoti kosminio spinduliavimo fotonus
bei nustatyti jo sunkiųjų branduolių pasiskirstymą, stebėti tarpplanetinės erdvės dujinę sudėtį, Saulės
korpuskulinį spinduliavimą bei mikrometeorinius kūnus.
Gauti nauji duomenys apie radiacines Žemės juostas, nustatyta, kad išorinės juostos padėtis ir
intensyvumas kinta priklausomai nuo Saulės aktyvumo. 3-4 Žemės radiusų atstumu nustatyta Žemės
magnetinio lauko priklausomybė nuo išorinių šaltinių ir išmatuotas pirminis kosmoso spinduliavimas (2,4
dalelės [su 0,1 paklaida] 1 cm2/sek). Nustatyta, kad greta Mėnulio nėra aptinkamo magnetinio
lauko. Pirmąkart 597 tūkst. km atstumu buvo palaikomas radijo ryšis.
Luna-4E startavo 1963 m. balandžio 2 d., tačiau ne nuo Žemės paviršiaus, o iš tarpinės orbitos aplink
Žemę, į kurią ją išvedė raketa-nešėja Molnija. Buvo ketinta ją minkštai nuleisti ant Mėnulio paviršiaus, tačiau
dėl sutrikimo, atliekant trajektorijos korekciją, tai nepavyko. Po 3,5 paros stotis praskrido 8500 km atstumu
nuo Mėnulio. Kadangi jos greitis Žemės atžvilgiu buvo elipsinis, ji virto dirbtiniu Žemės palydovu, kurio
apogėjus buvo apie 700 tūkst. km nuo Žemės, o perihelis 90 tūkst. km. Tačiau tokia labai ištįsusi orbita
pasirodė esanti nestabili; stotį nuolat trikdė stiprūs Saulės ir Mėnulio poveikiai, tad apogėjus išėjo iš Žemės
poveikio ribų ir stotis virto dirbtine Saulės sistemos planeta.
Idėja paleisti tarpplanetinius aparatus iš orbitos aplink Žemę priklauso
K.E. Ciolkovskiui. Iki tol, 1961 m.
vasario 12 d., taip link Veneros išskrido automatinė stotis. Tai pavyko pakartoti ir 1962 m. lapkričio 1 d.
startavus į Marsą. Koks tokio būdo privalumas?
Ne vis antžeminiai kosmodromai vienodai tinka kosminių aparatų skrydžiams nustatytomis
trajektorijomis. Skrydžiui į Mėnulį patogiausios trajektorijos, esančios Mėnulio orbitos plokštumoje. Tačiau
startuoti be trajektorijos korekcijos į šią plokštumą galima tik esant 18-28o šiaurės ir pietų
platumos juostoje, t.y. visai netoli pusiaujo [pvz., JAV Kenedžio raketinė bazė, esanti 28o
šiaurės platumos tam tinkama]. Startuojant iš kitų platumų būtinos ne tik sudėtingesnės valdymo sistemos,
bet ir didesnės energetinės sąnaudos.
Šiauriniame pusrutulyje naudinga skristi, kai Mėnulis yra netoli savo orbitos taško su minimaliu
nukrypimu į pietus, t.y. juda orbitos dalimi, esančia piečiau Žemės ekvatorinės plokštumos. Tad esant
sumažintoms raketų galioms, startuoti galima kiekvieną siderinį mėnesį (27,3 d.) maždaug vienos savaitės laikotarpyje.
Naudojant tarpinę orbitą patogių pozicijų skrydžiams galimybės beveik neribotos. Be to, kosmoso
aparatas gali turėti formą, kuriai nesvarbus skrydis per atmosferą. Kartu padidėja ir tikslumas, nes galima
tiksliai nustatyti skrydžio parametrus, kadangi neveikia atmosferos trikdžiai. Tačiau, iš kitos pusės, tai
sudėtingiau techniškai, nes atitinkamai reikia orientuoti skrendančią raketą.
1965 m. liepos 18 d. paleista automatinė stotis Zond-3 po 33 valandų po starto praskrido netoli Mėnulio.
Jame esanti fototelevizinė aparatūra (f/106 mm) fotografavo Mėnulio sritis, nenufotografuotas Luna-3 stoties.
Praskriejusi Mėnulį, zondas nutolo į kosmoso platybes heliocentrine orbita.
Fotografavimas prasidėjo 11,6 tūkst. km atstumu ir baigėsi po 1 val. ir 8 min., zondui praskriejus 9220
km atstumu pro Mėnulį. 25 aukštos kokybės nuotraukos (1100x860 taškų) buvo perduotos į Žemę iš 2,2 mln.
km atstumo. Pakartotinai vaizdai perduoti iš 31,5 mln. km atstumo. Vienas kadras buvo perduodamas
maždaug po 34 min. Nuotraukos apėmė 19 mln. km2 plotą.
Zond-3 pateikė naujų duomenų apie kosmoso spinduliavimą. Zondas turėjo dujų skaitiklį. Nustatyta,
kad minimalaus Saulės aktyvumo metu nevyksta procesas, didinantys Saulės vėjo intensyvumą.
Luna-1, Luna-4 ir Zond-3 nenukrito į Mėnulį dėl jų didelio greičio.
Kad stotis išsilaikytų orbitoje aplink Mėnulį, ji privalo turėti raketinį variklį.
JAV ankstyvieji kosminiai Mėnulio aparatai
Amerikiečių pirmieji bandymai skristi į Mėnulį buvo 1958 m. antroje pusėje siekiant sukurti dirbtinį Mėnulio
palydovą. 1958 m. rugpjūčio 17 d. tripakopė raketa Thor-Able (aukštis: 25,85 m; svoris: 77,5 t) sprogo po
77 sek. skrydžio 16 km aukštyje. Raketos kitos pakopos nukrito į Atlanto vandenyną. Stotis sąlyginai
vadinama Pioneer 0. Tai buvo vienintelė Pioneer misija, kurią vykdė JAV Oro pajėgos visas likusias
vykdė NASA.
Antrasis bandymas įvyko 1958 m. spalio 11 d. iškeliant automatinę stotį Pioneer 1, tačiau, pasiekusi
113,8 tūkst. km atstumą, dėl nepakankamo greičio (dėl sutrikimo paskutinės pakopos veikime) grįžo ir, po 45
min. skrydžio, nukrito į pietinę Ramiojo vandenyno dalį. Tačiau stotis spėjo perduoti nedidelį informacijos
kiekį apie artimą Žemei kosminę erdvę. Tai buvo pirmasis kosminio aparato startas, kurį atliko naujai suformuota NASA.
Tos nesėkmės privertė JAV pakeisti nepatikimą Thor-Able raketą 4 pakopų raketa Juno (aukštis: 23 m;
svoris: 60,5 t). 1958 m. gruodžio 6 d. Juno-II pakėlė Pioneer 3 stotį į 102,4 tūkst. km aukštį, tačiau tada šį
ėmė kristi ir sudegė atmosferoje virš Alžyro. Stoties pateikti duomenys patvirtino esant antrąją Žemę
supančią radiacinę juostą, esančią 3-10 Žemės radiusų aukštyje (Van Allen žiedai).
1959 m. kovo 3 d. (praėjus 3 mėn. po pakankamai sėkmingo Luna-1 skrydžio), buvo paleista 6 kg
svorio Pioneer 4 stotis (raketa Juno-II. Jos misija nebuvo iki galo sėkminga praskridusi 59 tūkst. km
atstumu nuo Mėnulio tapo dirbtine Saulės planeta. Tai pirmasis JAV kosminis aparatas (kartu su paskutine
pakopa), palikęs Žemės gravitacijos lauką. Iš dalies pasiekusi pirminį tikslą (Žemė-Mėnulis trajektorija), stotis
perdavė radiacijos duomenis, kuriuos transliavo 82,5 valandas, kol pasiekė 658 tūkst. km. atstumą.
Panašus buvo ir kitų Pioneer serijos aparatų likimas, - tad jų programa netrukus buvo nutraukta (Pioneer P-31, 1960.12.15).
Tik po poros metų Mėnulis vėl tapo įdėmaus dėmesio objektu, kai Ranger programos pagrindu tapo
dvipakopė raketa nešėja Atlas-Agena (aukštis: 30 m; svoris: 124 t). 1961 m. rugpjūčio 23 d. ji į Žemės
orbitą iškėlė Ranger 1. Tačiau nesuveikė Agena-B pakopa, turėjusi jį iškelti į aukštesnę trajektoriją, tad
aparatas pradėjo ir rugpjūčio 30 d. įėjo į tankius atmosferos sluoksnius. Pateikė mažai mokslinių duomenų.
1961 m. lapkričio 18 d. bandyta į stipriai ištęstą orbitą iškelti Ranger 2, tačiau likimas buvo ankstesnis,
Agena neįsijungė ir lapkričio 20 d. aparatas sudegė Žemės atmosferoje. Pagrindinis šių bandymų tikslas
buvo parengti naują kosminių aparatų Ranger seriją, kurių tikslas buvo (kietai) nusileisti Mėnulyje.
330 kg svorio Ranger 3 buvo paleistas 1962 m. sausio 26 d. Zondas atsiskyrė nuo paskutinės
pakopos. Sutrikimas valdymo sistemoje neleido sumažinti aparato greičio. Po 50 val. jis praskriejo Mėnulį
36,8 tūkst. km atstumu ir dabar sukasi heliocentrine orbita. Nepavyko perduoti ir padarytų Mėnulio nuotraukų.
Tačiau zondas perdavė pirmus gama spindulių matavimo duomenis.
Toks pat Ranger4 pakilo 1962 m. balandžio 23 d. Dėl kompiuterio sutrikimų, jam nepavyko padaryti
trajektorijos korekcijos ir instrumentai liovėsi veikti po 10 val. Amerikiečiai mano, kad balandžio 26 d.
aparatas sudužo nematomoje Mėnulio pusėje, trenkęsis į paviršių 9600 km/sek greičiu.
342 kg svorio Ranger 5 pakilo 1962 m. spalio 18 d. Dėl nežinomos priežasties, įėjus į Mėnulio
trajektoriją, aparatas liovėsi gavęs energiją iš Saulės baterijų ir akumuliatoriai išsikrovė po 8 val. 44 min.
Zondas prašovė pro Mėnulį 725 km atstumu ir dabar sukasi aplink Saulę. 4 val. iki energijos netekimo surinkti gama spinduliavimo duomenys.
Taip baigėsi JAV bandymai kosminiu aparatu trenktis į matomą Mėnulio pusę. Po kiek laiko amerikiečiai
pabandė numesti į Mėnulį kalbantį kamuolį 150 kg svorio sferos formos konteinerį su seismografine
aparatūra, gama spindulių spektrometru, temperatūros davikliu ir radijo perdavimo įranga. Aparatūros
saugumas turėjo būti užtikrintas sumažinant kritimo greitį iki 500 km/val. Smūgį kompensuoti turėjo
amortizacinė įranga. Tačiau ir šis planas nebuvo įvykdytas.
Vėliau Ranger konstrukcija buvo peržiūrėta ir kelios ankstesnės užduotys pakeistos viena matomos
Mėnulio pusės fotografavimu. Kiekviename aparate įrengta po 6 telekameros, sumontuotos į du
nepriklausomus komplektus, kurių kiekvienas turėjo savą energijos šaltinį. Jos turėjo užtikrinti Mėnulio
paviršiaus vaizdo perdavimą 30 min.. leidžiantis nuo 4 tūkst. km iki 24 km. Bendras zondo svoris neviršijo 400 kg.
1964 m. sausio 30 d. pakilo Ranger 6. Po 65 val. 35 min. jis nukrito Ramybės jūros rajone. Tačiau jis
neperdavė nė vienos Mėnulio nuotraukos.
Sėkmingas buvo Ranger 7 skrydis. 1964 m. liepos 28 d. stotis pakilo į 192 km aukščio orbitą aplink
Žemę. liepos 31 d. jis pasiekė Mėnulį rajone tarp Debesų jūros ir Audrų vandenyno (pervadinto Pažinimo
jūra), netoli Guericke kraterio, spėjęs perduoti 4308 Mėnulio vaizdus. Pirmieji buvo iš 2110 km aukščio (17
min. iki susidūrimo su paviršiumi), o paskutinis iš 488 m. Susidūrimas su Mėnulio paviršiumi buvo
stebimas vizualiai š Žemės. Maždaug po 20 sek. Pasirodė tamsi dėmelė, kuri netrukus virto baltu debesėliu,
primenantį trilapį klevo lapą. Jis greitai išsisklaidė ir dingo.
Ranger 8 startavo 1965 m. vasario 17 d. ir po 64 val. 52 min. pasiekė Mėnulį Ramybės jūros rajone,
spėjęs perduoti per 7,1 tūkst. didelio kontrasto nuotraukų. Pirma nuotrauka yra iš 2510 km aukščio
Amerikiečių minkštieji nusileidimai
1966 m. gegužės 30 d. Surveyor 1 startu amerikiečiai, praėjus 4 mėn. po Luna sėkmės, pradėjo
vykdyti minkštų nusileidimų Mėnulyje programą. Stotis buvo skirta Mėnulio paviršiaus televizinių vaizdų
perdavimui. Ją Atlas-Centaur raketa stotį iškėlė tiesiogiai, praleisdami tarpinę orbitą. Nusileidimui buvo
pasirinktą Audrų jūra, kadangi numatyta sritis iš Žemės atrodė pakankamai lygi, ir amerikiečiai norėjo ją ištirti
numatydami ten Apollo nusileidimą. Aparato svoris buvo 950 kg, kurių 2/3 sudarė stabdymo įranga.
Surveyor 1 leidosi taip: 41 min. prieš nusileidimą esant 3200 km atstumu iš Žemės paeiliui pasiųstos
trys stotį orientuojančios komandos, stabdymo variklius nukreipusios į Mėnulį. Įsijungė telekamera, kas 3
sek. siuntusi paviršiaus vaizdus. Stabdymo variklius įjungė altimetras. Stočiai esant 96 km aukštyje ir greičiui
sumažėjus nuo 9600 iki 400 km/val., altimetras pasiuntė komandą įjungti pagrindinį variklį. Tada variklis
buvo numestas ir įsijungė korektuojantys stabdymo varikliai, sumažinę greitį iki 12,8 km/val. Varikliai pamažu
aparatą pervedė į vertikalią padėtį ir 12 m aukštyje greitis buvo 1,5 n/sek. Jie išsijungė 4 m aukštyje.
Aparatas nukrito ant paviršiaus maždaug 5 m/sek. greičiu. Smūgį susilpnino trys hidraulinės amortizacinės kojos.
Tai buvo didelė amerikiečių sėkmė. Po Luna-9, Surveyor perdavė nemažai svarbių duomenų. Labai
originaliai išspręstas dulkių dangos nustatymas. Sinchroniškai su telekamera sekundei buvo įjungti aparato
stabilizacijos varikliai. Nuotraukos parodė, kad varikliai nesukėlė dulkių pasirodymo. Tad buvo galima daryti
išvadą, kad gruntas pakankamai tvirtas. Tai patvirtino rusų išvadas, kad Mėnulio paviršiaus nedengia storas dulkių sluoksnis.
1966-68 m. paleisti 7 Surveyor aparatai. 5 jų minkštai nusileido Mėnulyje, į Žemę perdavę per 86 tūkst.
paviršiaus nuotraukų. Jos padėjo sužinoti mechanines ir chemines paviršiaus savybes. Paaiškėjo, kad
gruntą sudaro vulkaninės uolienos, analogiškos kai kurioms žemiškoms. Jo tankis 2,4-3,1
g/cm3, irgi artimas žemiškam.
Surveyor filmavo Mėnulio horizontą leidžiantis saulei ir užfiksavo keistą švytėjimą. Anot mokslininkų, jį
sukėlė virš paviršiaus kybančios dulkių dalelės, palaikomos ne dujų, o elektrinių laukų. Saulės spinduliuotė
gali sukurti trumpo nuotolio elektrinius laukus, jonizuodama apšviestų uolienų paviršių. Šie laukai veiks
mažas, elektriškai įkrautas dulkeles ir pakels jas į kelių metrų aukštį. Tas pats reiškinys ties dieną ir naktį
skiriančia linija gali sukelti ir horizontalius laukus. Galbūt šių laukų sukelti dulkių debesys galėtų paaiškinti
bent dalį šio reiškinio.
Kartu JAV tyrė Mėnulio aplinką ir atliko globalų fotografavimą Lunar orbiter zondų pagalba. Pagrindinė
užduotis buvo tinkamos vietos astronautų išsilaipinimui paieškos ir Mėnulio gravitacinio poveikio tyrimas. Jų
svoris buvo 386 kg, foto-televizinio įrenginio svoris 68 kg. Paaiškėjo, kad skrendant virš apvalios formos
jūromis (Audrų, Aiškumo, Krizių, Nektaro, Drėgmės...) palydovų greitis didėjo. Matyt dėl ten po paviršiuje
esančio tankesnių uolienų (žr. apie Mėnulio maskonus). 1966-
67 m. į Mėnulio orbitą iškelti 5 palydovai. Pirmojo startas įvyko 1966 m. rugpjūčio 10 d., bet dėl vienos
fotokameros sutrukimo užduotis iki galo neatlikta. Į Žemę iš 5 palydovų buvo perduotos 833 nuotraukų
poros. Iš jų buvo paringti 7 rajonai, tinkami žmonių išsilaipinimui. Jų dėka padaryta ir garsioji Koperniko kraterio nuotrauka. Papildomai skaitykite:
|
1959 m. sausio 2 d. Baikonūro kosmodrome startavo galinga daugiapakopė raketa-nešėja, iškėlusi
automatinę stotį Luna-1. Paskutinei, trečiajai jos pakopai, 5,2 m ilgio ir svėrusiai 1472 kg, išnaudojus
degalus, raketa (kartu su šia pakopa) įveikė Žemės traukos jėgą ir hiperboloidine trajektorija nuskrido link
Mėnulio. Pradžioje skriejo labai greitai, tačiau jos greitis dėl Žemės traukos poveikio palaipsniui mažėjo kai
1500 km aukštyje greitis buvo per 10 km/sek, tai 100 tūkst. km atstumu jis nesiekė 3,5 km/sek. 119,5 tūkst.
km aukštyje Luna-1 paskleidė 1 kg natrio dujų debesį, taip tapdama pirmąją dirbtine kometa. 6-ojo
ryškumo oranžinis debesėlis matėsi kelias minutes.
Matomos Mėnulio pusės fotografavimas Ranger programoje buvo nutrauktas po Ranger 9 starto
1965 m. kovo 21 d. Į Mėnulį atsitrenkė Alfonso krateryje. Perduota per 5,8 tūkst. aukštos kokybės nuotraukų.
Pirma nuotrauka padaryta iš 2363 km, paskutinė 300 m. Paskutinėse nuotraukose išskiriami 1 m dydžio
objektai. Ir vis tik Ranger padarytos nuotraukos neleido nustatyti, ar Mėnulio gruntas pakankamai tvirtas
kosminių aparatų nusileidimui. Jos parodė, kad paviršius nusėtas nedideliais krateriais (maždaug 1 m
skersmens ir 30 cm gylio) ir įdubomis. Nebuvo nė vienos nuotraukos, kurioje nebūtų šių darinių.
