«Луна́-10» — советская автоматическая межпланетная станция (АМС) для изучения Луны и космического пространства . Первый искусственный спутник Луны .

Описание

31 марта 1966 года в 13:46:59 мск с космодрома Байконур был осуществлён пуск ракеты-носителя «Молния-М» , которая вывела АМС «Луна-10» на низкую околоземную орбиту с высотой 200 × 250 км и наклонением 52°. Затем АМС была переведена на траекторию полета к Луне. 1 апреля была выполнена коррекция траектории. 3 апреля 1966 года на расстоянии 8000 км от Луны началось торможение; в результате станция «Луна-10» уменьшила скорость на 0,64 км/с и в 21:44 мск впервые в мире вышла на орбиту вокруг Луны. Начальные параметры орбиты: высота апоселения 1015 км , высота периселения 349 км , наклонение орбиты к плоскости экватора Луны 71,9° при начальном периоде обращения 2 ч 58 мин 15 с . Через 20 секунд после окончания торможения станция отделилась от перелётной ступени. Станция совершила 460 оборотов вокруг Луны и выполнила 219 сеансов связи с Землёй. Через 56 суток после выхода на лунную орбиту, 30 мая 1966 года АМС «Луна-10» закончила активное существование ввиду исчерпания заряда химических батарей (она не была оборудована солнечными батареями). На этот момент высота её орбиты составляла 378 × 985 км с наклонением 72,2°.

Космический аппарат был предназначен для выхода на орбиту искусственного спутника Луны (ИСЛ) и проведения исследований Луны и окололунного пространства. Он состоял из перелётной ступени, осуществлявшей коррекцию траектории и переход с неё на окололунную орбиту, и отделяемого спутника Луны. Перелётная ступень была унифицирована со станциями «Луна-4»…«Луна-9» , а поскольку для выхода на орбиту ИСЛ требуется меньшее изменение скорости , то масса спутника была заметно больше массы АМС « Луна-9 » и составляла около 250 кг . Полная масса станции во время перелёта Земля — Луна составляла около полутора тонн.

Исследования

Орбитальные измерения позволили установить несферичность гравитационного потенциала Луны и впервые получить его точную модель (в виде коэффициентов разложения по сферическим гармоникам ) . Несферичность гравитационного потенциала Луны влияла на эволюцию орбиты АМС в 5—6 раз сильнее, чем возмущения со стороны Земли и Солнца . За время активного существования спутника на селеноцентрической орбите ( 460 витков ) вековой дрейф долготы восходящего узла орбиты был равен −7,7°, положения перицентра −11,8°. За один оборот возмущение координаты спутника, обусловленное нецентральностью поля тяготения, составляло по модулю в среднем 0,75 км . Это было первое указание на существенную неоднородность недр Луны (см. Масконы ). Кроме того, было уточнено значение массы Луны.

На внешней обшивке спутника были установлены газоразрядные счётчики ионизирующего излучения:

• СБТ-9 (для мягкого излучения) — установлен возле оси в носовой части, имел направленное вперёд по оси спутника торцевое входное окно из слюды площадью 0,2 см ² (диаметр 0,5 см ) с толщиной 1,2 мг/см ² и напылённым слоем золота толщиной 0,3 мг/см ² для экранирования мягкого солнечного рентгена; вне окна защищён медным экраном толщиной 2,5 г/см ² , угол обзора окна около 2 стерадиан . Регистрировал с эффективностью, близкой к 100 %, электроны с E > 40 кэВ и протоны с E > 500 кэВ . Кроме того, с малой эффективностью регистрировалось рентгеновское излучение жёстче 10 ангстрем . Скорость счёта во время солнечных вспышек ( 8—13 апреля ) увеличивалась до 50 имп/с (от солнечных космических лучей). С 3 по 23 апреля скорость счёта составляла в среднем 20—23 имп/с (предположительно от рентгеновского излучения Солнца), но с 23 апреля по 12 мая упала практически до фонового уровня.
• СБТ-9 (для жёсткого корпускулярного излучения) — аналогичен предыдущему, но экранирован медью толщиной 2,5 г/см ² со всех сторон. Он также был расположен вверху носового конуса спутника параллельно его оси. Через медный экран счётчика могли проникать электроны с E > 5 МэВ и протоны с E > 50 МэВ . Наблюдения на счётчиках СБТ-9 проводились с 31 марта (то есть ещё до выхода на селеноцентрическую орбиту) по 29 мая. Экранированный счётчик показывал среднюю скорость счёта от 10 (в периселении) до 11 (в апоселении) импульсов в секунду; уменьшение скорости счёта в периселении ( 11 ± 3% ) соответствует ожидаемому экранированию космических лучей Луной (расчётное изменение на 15 % при нулевом альбедо). На участке траектории до выхода на лунную орбиту скорость счёта составляла 12,2 ± 0,1 имп/с , что с учётом геометрического фактора счётчика (2,6 ± 0,2) см ² соответствует потоку частиц 4,7 ± 0,4 см ⁻² ·с ⁻¹ .
• СФ — три штуки, установлены на боковой поверхности, предназначены для обнаружения рентгеновского излучения Луны, были включены 8 апреля 1966. Имели входные окна из алюминиевой фольги площадью 0,5 см ² и толщиной 2,7 мг/см ² . Регистрировался рентген жёстче 14 ангстрем , электроны с E > 50 кэВ и протоны с E > 800 кэВ .

С помощью счётчиков мягкого излучения было обнаружено прохождение Луны через хвост земной магнитосферы , выразившееся в синхронном росте скорости счёта из-за регистрации изотропного потока электронов с энергией более 40 кэВ . Из наличия мягких электронов был сделан вывод об отсутствии глобальной магнитосферы Луны, образующей вокруг неё замкнутые силовые линии .

На обшивке спутника были установлены ионные ловушки для регистрации заряженных частиц с тепловыми скоростями (ионов и электронов предполагаемой ионосферы Луны). На основании измерений установлена верхняя граница концентрации положительных ионов ( n _i < 100 см ⁻³ ) и электронов ( n _e < 300 см ⁻³ ) с тепловыми скоростями вблизи Луны .

Магнитометр спутника определил напряжённость магнитного поля Луны (примерно в 1000 раз меньше земного). Было установлено, что оно не имеет дипольного характера.

С помощью микрометеоритных пьезодатчиков, наклеенных на обшивку спутника (общая чувствительная площадь датчиков 1,2 м ² , минимальная масса частиц 0,07 мкг при скорости 15 км/с ), измерялась концентрация метеоритного вещества на высотах от 355 до 1030 км от поверхности Луны. С 3 апреля по 12 мая 1966 года зарегистрировано 198 событий за 11 часов 50 минут (в среднем 0,004 удара на м ² в секунду). На отдельных участках траектории протяжённостью 100...900 км наблюдались повышенные концентрации микрометеоритов. Установлено, что средняя плотность микрометеоритов вблизи Луны на два порядка превышает их среднюю плотность в межпланетном пространстве .

Был измерен гамма-спектр, излучаемый поверхностью Луны в диапазоне 0,3—3 МэВ . Обнаружено, что элементный состав природных радиоактивных нуклидов (уран, торий , калий ) примерно соответствует таковому для земных базальтов. Однако более 90 % гамма-излучения с поверхности Луны обусловлено наведённой радиоактивностью, образующейся под действием космических лучей.

Идеологическая нагрузка

Специально установленный на борт спутника набор мультивибраторов по команде с Земли передавал мелодию « Интернационала » по радиоканалу. Записанная передача или, по другой информации, прямая трансляция, была озвучена на одном из заседаний XXIII съезда КПСС .

См. также

• Луна (программа)
• Список космических аппаратов с рентгеновскими и гамма-детекторами на борту

Примечания

Ссылки

• Искусственные спутники Луны / Рябов Ю. А. // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров . — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
• (рус.) . space-ru.com. Дата обращения: 15 августа 2010. 21 января 2012 года.