Dzień 31 marca 1966 przeszedł do historii na zawsze jako kolejna pamiętna data dla narodowej kosmonautyki. Tego dnia, dokładnie 50 lat temu, odbył się pomyślny start pierwszego sztucznego księżycowego satelity. O 13:49:59 czasu moskiewskiego z kosmodromu Bajkonur wystartowała rakieta Molniya-M, która przeniosła na Księżyc automatyczną stację międzyplanetarną Luna-10. Satelita, wyposażony w różnorodny sprzęt badawczy, z powodzeniem wszedł na orbitę księżycową 3 kwietnia 1966 r.
Stacja „Luna-10”, której masa wynosiła 248,5 kg, pracowała na orbicie Księżyca przez 56 dni. W tym czasie satelita zdołał wykonać 460 obrotów wokół Księżyca i przeprowadził 219 łączności radiowej z Ziemią. Podczas tych sesji komunikacyjnych radzieccy naukowcy otrzymali informacje o polach magnetycznych i grawitacyjnych naturalnego satelity naszej planety, szelfie magnetycznym Ziemi, a także informacje o radioaktywności i składzie chemicznym skał na powierzchni Księżyca. 30 maja 1966 roku automatyczna stacja międzyplanetarna „Luna-10” przerwała pracę, spadając na powierzchnię Księżyca. Planowany program lotów stacji Luna-10 został zrealizowany w całości.
Warto zauważyć, że Księżyc, jako najbliższe Ziemi ciało niebieskie, zawsze przyciągał wzrok badaczy i naukowców. Odkrywszy drogę w kosmos, ludzkość przede wszystkim skupiła się na tym naturalnym satelicie naszej planety. Jednocześnie zainteresowanie księżycem nie zniknęło w XXI wieku. Zarówno Roskosmos, jak i CNSA (Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna) opracowują dziś wielkoskalowe programy księżycowe. Priorytet w eksploracji Księżyca pozostał na zawsze w ZSRR. W Związku Radzieckim realizacja ich programu księżycowego rozpoczęła się niemal natychmiast po udanym wystrzeleniu pierwszego sztucznego satelity Ziemi w październiku 1957 roku.
W ZSRR prowadzono na dużą skalę program eksploracji Księżyca w latach 1958–1976, w tych latach na Księżyc wystrzelono statki kosmiczne do różnych celów. Luna to ogólna nazwa serii sowieckich automatycznych stacji międzyplanetarnych zaprojektowanych do badania Księżyca i przestrzeni kosmicznej. Wszystkie starty (w sumie 16 udanych i 17 nieudanych startów) zostały wykonane z kosmodromu Bajkonur. Program został ostatecznie skrócony w 1977 r. - odwołano 34. start, w ramach którego Lunokhod-3 miał zostać dostarczony na powierzchnię Księżyca.
Sowiecki program Luna stał się swego rodzaju impulsem do dalszej eksploracji kosmosu. W ramach realizacji tego programu pobito szereg rekordów. Na przykład 2 stycznia 1959 r. Sowiecka automatyczna międzyplanetarna stacja Luna-1 stała się pierwszym statkiem kosmicznym, który leciał blisko Księżyca, a stacja Luna-2 stała się pierwszym statkiem kosmicznym, który osiągnął powierzchnię Księżyca, stało się to we wrześniu 14, 1959 (twarde lądowanie). Pierwsze miękkie lądowanie na powierzchni Księżyca przeprowadziła 3 lutego 1966 roku stacja Luna-9, która przez trzy dni przesyłała na Ziemię obrazy powierzchni Księżyca.
Przygotowanie i uruchomienie „Luny-10”
Warto zauważyć, że zarówno sowieckiemu, jak i amerykańskiemu programowi księżycowemu towarzyszyło wiele trudności i pośpiechu, co prowadziło do wypadków. W ten sposób lot automatycznej stacji „Luna-10” poprzedziło awaryjne uruchomienie podobnej stacji, którą radzieccy inżynierowie zaprojektowali i wyprodukowali w rekordowym czasie - zaledwie 25 dni. Wystrzelenie tej stacji przy pomocy rakiety nośnej Molniya-M odbyło się 1 marca 1966 roku o godzinie 14 godzin 03 minut 49 sekund czasu moskiewskiego. Trzy pierwsze stopnie rakiety zapewniły wystrzelenie jednostki głównej, która składała się ze statku kosmicznego i górnego stopnia „L”, na referencyjną orbitę sztucznego satelity Ziemi. Ale to urządzenie nie pojawiło się w sekcji Ziemia-Księżyc. Na odcinku górnego etapu operacji „L” nastąpiła utrata stabilizacji i automatyczna stacja pozostała na orbicie ziemskiej, otrzymała indeks „Kosmos-111”. W rezultacie Luna-10 miesiąc później stała się jego bliźniaczą stacją.
Tym razem pośpiech z uruchomieniem był nieco mniejszy, zamiast 25 dni wydano wszystkie 30. W tym czasie można było przeanalizować przyczyny niepowodzenia pierwszego uruchomienia. Udało się ustalić i szybko wyeliminować słabe punkty w konstrukcji górnego stopnia „L”. W rezultacie 31 marca 1966 r. o godzinie 13:46 i 59 sekund z kosmodromu Bajkonur wystrzelono kolejną rakietę Molniya-M, na szczycie której znajdują się trzy stopnie górny stopień „L” i stacja kosmiczna „Luna-10”.” zostały zlokalizowane. Strukturalnie stacja ta była podobna do stacji „Luna-9”, ale zamiast automatycznej stacji księżycowej na „dziesiątce”, która była również sztucznym satelitą Księżyca (ISL), umieszczono odłączany, szczelny pojemnik. Ponieważ „Luna-10” nie potrzebowała sprzętu i silnika do miękkiego lądowania na Księżycu, obciążenie stacji zostało zwiększone prawie 3 razy w porównaniu z „dziewiątką”. Całkowita masa tych statków kosmicznych była taka sama - około 1584 kilogramów, ale masa stacji była inna - 248,5 kilograma dla Luny-10 w porównaniu do zaledwie 100 kilogramów dla Luny-9.
Dzień po starcie, 1 kwietnia, po otrzymaniu polecenia z Ziemi, międzyplanetarna stacja Luna-10 skorygowała swoją orbitę i ruszyła w kierunku zamierzonego celu. Dwa dni później, 3 kwietnia, przy podejściu do naturalnego satelity naszej planety, na 57 sekund uruchomiono hamujący układ napędowy, po czym stacja z powodzeniem weszła na orbitę okołoksiężycową o minimalnej wysokości 350 kilometrów i maksymalnej wysokości 1016 kilometrów. Na tej orbicie Luna-10 wykonała pełny obrót wokół Księżyca w ciągu 2 godzin 58 minut 11 sekund. 3 kwietnia o godzinie 21 godzin 45 minut 39 sekund zaplombowany kontener wieńczący go oddzielił się od głównego bloku stacji, który stał się ISL. Ten pierwszy sztuczny satelita Księżyca wykonał wokół siebie 450 orbit po spędzeniu 56 dni na orbicie księżycowej.
Projekt i skład sprzętu „Luna-10”
Do uruchomienia stacji międzyplanetarnej Luna-10 wykorzystano czterostopniowy pojazd nośny średniej klasy Molniya-M, należący do rodziny rakiet nośnych R-7. Jako czwarty etap wykorzystano blok „L”, który był pierwszym blokiem rakietowym w Związku Radzieckim, który miał zdolność do startu w stanie zerowej grawitacji. Masa startowa rakiety wynosiła 305 ton, długość ponad 43 metry, a średnica ponad 10 metrów. Później rakieta Molniya-M stała się głównym pojazdem do tworzenia trzystopniowych wersji pocisków rakietowych Voskhod i Sojuz. Była z powodzeniem eksploatowana przez prawie pół wieku (ostatni start odbył się 30 września 2010 r. z kosmodromu Plesieck), po czym została zastąpiona przez nowocześniejszą rakietę Sojuz-2 z górnym stopniem Fregat.
Przygotowanie do startu rakiety nośnej Molniya
Sonda Luna-10 została pierwotnie zaprojektowana do wejścia na orbitę sztucznego satelity Księżyca i prowadzenia badań zarówno na samym Księżycu, jak i w przestrzeni okołoksiężycowej. Jednocześnie ISL został dość prosty w konstrukcji i składzie sprzętu zainstalowanego na pokładzie. Na sztucznym satelicie nie było systemu orientacji, więc ta jednostka wykonała lot bez orientacji. Jednocześnie w wewnętrznym, szczelnym pojemniku ILS znajdowały się: sprzęt telemetryczny przeznaczony do zbierania i przesyłania na Ziemię informacji naukowych i usługowych; System radiowy VHF i transponder UHF RKT1; urządzenie sterowane programowo; elementy elektroniczne instrumentów naukowych, a także chemiczne źródła prądu. W system termoregulacji szczelnego kontenera sztucznego satelity został włączony wentylator, nadmiar ciepła odprowadzany był bezpośrednio przez ściany kontenera. Po zewnętrznej stronie satelity zainstalowano pręt magnetometru (długość 1,5 metra), anteny kompleksów radiowych oraz czujniki instrumentów naukowych na pokładzie. Na zewnątrz pierwszy sztuczny satelita Księżyca wyglądał jak mały walec, który zwieńczony był nierówno osadzonym stożkiem z zaokrąglonym wierzchołkiem.
Sprzęt naukowy Luna-10 obejmował: spektrometr gamma przeznaczony do badania natężenia i składu spektralnego promieniowania gamma z powierzchni Księżyca, który charakteryzuje rodzaj skał księżycowych; urządzenie do badania plazmy słonecznej - D-153; radiometr SL-1 przeznaczony do badania sytuacji radiacyjnej w pobliżu satelity Ziemi; trzyskładnikowy magnetometr SG-59M na pręcie o długości 1,5 metra, przeznaczony do badania międzyplanetarnego pola magnetycznego i udoskonalenia dolnej granicy możliwego pola magnetycznego satelity Ziemi; rejestrator cząstek meteorytów - RMCH-1; urządzenie do wykrywania rentgenowskiego promieniowania fluorescencyjnego Księżyca - RFL-1; ID-1 to urządzenie przeznaczone do rejestracji promieniowania podczerwonego powierzchni Księżyca, a także wyjaśnienia danych o jego reżimie termicznym.
Osiągnięcia „Luny-10”
Jak wspomniano powyżej, pierwszy sztuczny księżycowy satelita spędził 56 dni na orbicie, wykonując 219 łączności radiowej z Ziemią. W tym czasie, zdaniem ekspertów, udało się w pełni zrealizować zaplanowany program lotów, otrzymując ogromną ilość ważnych i bardzo interesujących informacji o naturalnym satelicie naszej planety. W szczególności udało się ustalić: że pole magnetyczne Księżyca ma najprawdopodobniej pochodzenie słoneczne; że na orbicie Księżyca gęstość meteorów jest większa niż w przestrzeni międzyplanetarnej; że zaburzenie jego ruchu spowodowane niecentralnością pola grawitacyjnego jest 5-6 razy większe niż zaburzenie spowodowane grawitacyjnymi wpływami Słońca i Ziemi.
Metodą spektrometrii gamma po raz pierwszy udało się zmierzyć zawartość naturalnych pierwiastków promieniotwórczych (U, Th, K) oraz określić rodzaj skał zalegających na powierzchni Księżyca. Stwierdzono również obecność nieutlenionych form żelaza, krzemu i tytanu na powierzchni cząstek regolitu (powierzchniowej warstwy luźnej gleby księżycowej). Ponadto za pomocą „Luny-10” po raz pierwszy udało się uzyskać dane dotyczące ogólnego składu chemicznego Księżyca ze względu na naturę promieniowania gamma powierzchni Księżyca. Okazało się, że ogólny poziom tego promieniowania jest nieco wyższy niż poziom promieniowania gamma nad skałami skorupy ziemskiej. Ponadto prace ISL pozwoliły sowieckim naukowcom dojść do wniosku, że na Księżycu nie ma pasów radiacyjnych.
Lot stacji Luna-10 był kolejnym osiągnięciem Związku Radzieckiego w kosmicznym wyścigu, stając się kolejnym potwierdzeniem, że kraj jest zdolny do wyjątkowych kosmicznych osiągnięć. Na podstawie wyników lotu Luna-10 FAI (Międzynarodowa Federacja Lotnicza) oficjalnie zarejestrowała priorytetowe osiągnięcia naukowe i techniczne radzieckiej stacji:
- wystrzelenie na orbitę sztucznego satelity księżycowego;
- po raz pierwszy na świecie przeprowadził badania i pomiary naukowo-techniczne z wykorzystaniem automatycznej stacji, która została wystrzelona na orbitę Księżyca.
Ciekawostka: podczas 23. Zjazdu KPZR melodia „Międzynarodówki” była transmitowana ze sztucznego satelity „Luna-10” (od 1922 do 1944 r.oficjalnym hymnem ZSRR, później oficjalnym hymnem KPZR), którego wysłuchali delegaci na zjazd partyjny na stojąco, powitano brawami.
