§ 6. Научное значение спутников Луны
Можно указать три главных цели запусков автоматических станций на окололунные орбиты: 1) изучение детальной структуры поля тяготения Луны и, в частности, уточнение отношения массы Луны к массе Земли; 2) исследование вещества, излучений и магнитного поля в окололунном пространстве; 3) фотографирование лунной поверхности.
Первой цели служит любой искусственный спутник Луны, связанный со станциями наблюдений по радио и способный посылать собственные сигналы на Землю и возвращать на Землю полученные сигналы. Таким путем определяется положение спутника в пространстве, т. е. направление на спутник и расстояние до него (по времени прохождения радиосигнала туда и обратно), а также его лучевая («доплеровская») скорость — проекция скорости спутника относительно пункта наблюдения на луч зрения, т. е. скорость удаления или приближения спутника. Измерительным прибором при этом служит сам спутник, а показаниями прибора — перемещение спутника в пространстве. Искусственные спутники
Луны — главное средство сбора сведений о гравитационном поле Луны, так как возможно наблюдать длительную эволюцию их орбит, в то время как пролетная траектория испытывает лишь кратковременное воздействие притяжения Луны. Специально на систематические длительные наблюдения эволюции орбиты были рассчитаны советские спутники «Луна-14» (запущен 7 апреля 1968 г.) и «Луна-19» (запущен 18 сентября 1971 г.).
Исследования астро- и селенофизического характера с помощью окололунных станций весьма разнообразны. Их объектами могут являться [3.17]
— магнитные поля Луны, Земли и межпланетного пространства и их взаимодействие,
— излучение поверхностных лунных пород (инфракрасное, рентгеновское, флюоресцентное, гамма-излучение), позволяющее косвенно судить о составе лунных пород;
— отражательные свойства лунной поверхности;
— ионосфера Луны (ее поиски);
— метеорные частицы;
— заряженные частицы в магнитном шлейфе Земли;
— частицы «солнечного ветра»;
— космическое радиоизлучение.
Спутниками, специально предназначенными для такого рода исследований, были советские «Луна-10, -11, -14, -19, -22» и американский «Лунар Эксплорер-35». Станция «Луна-10» была выведена на окололунную орбиту специально в тот период, когда Луна проходила магнитный шлейф Земли — область магнитных силовых линий, отбрасываемых на ночную сторону Земли «солнечным ветром». Научные задачи потребовали вывода станции «Луна-10» на околополярную орбиту, а станции «Луна-11», оснащенной примерно той же аппаратурой, — на орбиту, близкую к экваториальной [3.17].
Лунная ионосфера может изучаться как непосредственно, так и путем наблюдений прохождения радиосигналов при заходе спутника за Луну Такие наблюдения проводились на советском спутнике «Луна-14» и американском «Лунар Эксплорер-35».
С помощью спутника «Лунар Эксплорер-35» проводилось исследование электромагнитных отражающих свойств различных участков лунной поверхности. С этой целью осуществлялся прием на Земле радиосигналов спутника, отраженных от поверхности Луны. Это позволяло делать косвенные заключения о составе и структуре поверхностных пород.
Американский спутник «Эксплорер-49», запущенный в июне 1973 г. на почти круговую окололунную орбиту высотой 1000 км, подобен по своей конструкции спутнику Земли «Эксплорер-38» (§ 2 гл. 6) и предназначен для проведения радиоастрономических наблюдений неба в те моменты, когда Луна защищает его от радиошумов Земли.
Фотографирование Луны является специфической задачей окололунных станций. Фототелевизионной аппаратурой были оснащены станции «Луна-12» (рис 98), «Луна-19, -22» и спутники серии «Лунар Орбитер».
С помощью спутников Луны были получены детальные фотографии всей лунной поверхности (в том числе невидимого полушария). Американские фотографии преследовали также цель выбора мест, удобных для посадки на Луну корабля с людьми Со спутников «Лунар Орбитер» производилось фотографирование места падения космического аппарата «Рейнд-жер-8» и совершившего посадку аппарата «Сервейер-1»
Рис. 98 Общий вид автоматической станции «Луна 12»
Большой интерес представляет панорамное фотографирование (под небольшим углом к горизонту), позволяющее получить четкие (благодаря отсутствию атмосферы) изображения лунных пейзажей, удаленных на несколько сотен километров, с высоты в несколько десятков километров.
На середину 80-х гг. в США намечается одновременный запуск одной ракетой «Торад-Дельта» двух спутников Луны — LPO и «Реле», разделяющихся на пути к Луне через 15 ч после старта. LPO должен выйти на околокруговую орбиту высотой примерно 100 км с наклонением 85° и периодом обращения около 2 ч Орбита будет неизбежно подвержена сильным возмущениям, поэтому спутник снабжен двигателем «Реле» выходит на круговую орбиту высотой 5000 км, наклонением 10°, периодом обращения 14 ч. Ожидается, что она в течение года будет слабо изменяться. Через «Реле» будет осуществляться слежение за орбитой «LPO», в частности за 60% ее невидимой части. Главная задача запуска — исследование аномалий гравитационного поля Луны; кроме того, будет производиться съемка Луны, магнитные и другие измерения.
