Космические аппараты "Зонд""Зонд" - наименование советских космических аппаратов для изучения космического
пространства и отработки техники дальних космических полетов. "3онд-1, -2, -3"
по конструкции имели много общего с космическим аппаратом "Венера-2", "Марс-1",
масса ~950 кг; состояли из 2 отсеков: орбитального и специального. Орбитальный
отсек оборудован радиоаппаратурой метрового и дециметрового диапазонов,
системами ориентации и коррекции, терморегулирования и научными приборами.
Специальный отсек имел радиопередатчик сантиметрового диапазона, научную
аппаратуру и фототелевизионные устройства. Система ориентации - активная,
обеспечивающая постоянную ориентацию на Солнце для питания солнечных батарей,
ориентацию на Землю для наведения остронаправленной антенны, астроориентацию (на
Солнце и звезду Канопус) в сеансах коррекции. Энергопитание бортовой аппаратуры
от солнечных батарей, расположенных на двух плоских панелях, раскрывающихся
после отделения космического аппарата от ракеты-носителя. Система
терморегулирования с жидкостным контуром теплопередачи и двумя полусферическими
радиаторами рассчитана на работу при различных удалениях космического аппарата
от Солнца. Радиокомплекс с остронаправленной (диаметр ~2,3 м) и малонаправленной
антенной.
"3онд-1" запущен 2.4.1964. В полете проведено 2 коррекции траектории (на
расстоянии 560 тыс, и 14 млн. км от Земли); получены научная информация и данные
о работе бортовых систем. Анализ результатов измерений показал, что бортовые
системы выполнили программу, включая точную астроориентацию и коррекцию
траектории.
"Зонд-2" запущен 30.11.1964 в направлении Марса для дальнейшей отработки
бортовых систем и проведения научных исследований. Впервые в условиях
космического полета проведено испытание плазменных электрических ракетных
двигателей в качестве исполнительных органов системы ориентации (на борту
имелось 6 двигателей).
"3онд-3" запущен
18.7.1965 в сторону Луны. Кроме научной аппаратуры, имелась фототелевизионная
система с автоматической обработкой пленки на борту (фокусное расстояние
объектива 106 мм, ширина пленки 25 мм, число строк при ТВ передаче - 1100, время
передачи одного кадра 34 мин, возможная дальность передачи изображений до сотен
млн. км). Во время полета "3онд-3" 20 июля проведено фотографирование обратной стороны Луны с расстояния
11570-9960 км; фаза Луны, видимой с космического аппарата, близка к полнолунию;
получено 25 снимков с 19 млн. км2 лунной поверхности, в т. ч. области свыше 10
млн. км2, оставшейся неохваченной при съемке с космического аппарата "Луна-3". Передача изображений
на Землю проведена с расстояния 2,2 млн. км, а повторная передача - с расстояния
до 31,5 млн. км. Изображения высокого качества дали возможность получить
детальные сведения о рельефе обратной стороны Луны. Наряду с фотосъемкой в
видимой части спектра проведены фотографирование спектров лунной поверхности в
интервале длин волн 250-350 нм и спектрофотометрирование в ультрафиолетовых
(190-270 нм) и инфракрасных (3-4 мкм) областях. После пролета вблизи Луны "3онд-3" продолжал
исследование космического пространства, двигаясь по гелиоцентрической
орбите.
"3онд-4" - "Зонд-8" существенно отличались по конструкции от предыдущих
космических аппаратов "Зонд", обладали значительно большей массой,
предназначались для отработки техники полетов к Луне с возвращением на Землю.
Проект космического аппарата разработан в 1965 году. Масса космического аппарата
5,2-5,5 т, максимальная длина по корпусу (на орбите искусственного спутника
Земли) 5 м, при полете к Луне - 4,5 м, максимальный диаметр 2,72 м. Космические
аппараты имели приборно-агрегатный отсек и спускаемый аппарат
сегментально-конической формы (масса 2,9-3,1 т, диаметр 2,17 м) с теплозащитным
покрытием, в котором размещались научные приборы (в т. ч. фотоэмульсионная
камера для исследования космических лучей), фотоаппаратура, приборы для
радиосвязи, терморегулирования и энергопитания, система управления спуском,
парашютная система, объекты биологических экспериментов. Спускаемый аппарат
обладал аэродинамическим качеством (~0,3) для управляемого спуска в атмосфере;
перегрузка на траектории спуска 4-7.
Особенности бортовых систем космического аппарата "Зонд-4" - "Зонд-8"
заключаются в следующем, Система ориентации и управления движением активная,
оснащена усовершенствованными командными приборами, включая гироплатформу и
новые датчики солнечно-звездной ориентации, а также специальным вычислителем;
обеспечивает ориентацию космического аппарата на Солнце (для освещения солнечных
батарей), ориентацию остронаправленной антенны на Землю, астроориентацию
космического аппарата в сеансах коррекции. Увеличено число ракетных двигателей,
управляющих движением спускаемого аппарата на участке спуска путем введения
дублирования по крену; в реактивной системе управления ориентацией введен
дублирующий компонент из: 8 двигателей с номинальной тягой по 9,8-14,7 Н.
Тепловая защита спускаемого аппарата модернизирована и рассчитана на высокие
температуры при входе в атмосферу со 2-й космической скоростью. Система
приземления включает основной парашют (площадь 1000 м2) и ракетный двигатель
мягкой посадки. На космическом аппарате устанавливался сбрасываемый перед
стартом к Луне опорный конус массой ~150 кг. Последняя ступень ракеты-носителя с
космическим аппаратом выводилась на промежуточную геоцентрическую орбиту (высота
в перигее 187 км, в апогее 219 км, наклонение 51,5°), с которой стартовала к
Луне. После облета Луны космический аппарат возвращался к Земле со 2-й
космической скоростью, тормозился, спускаемый аппарат отделялся от космического аппарата и совершал
посадку в заданном районе. Расчетная продолжительность автономного полета 7-8
суток Научные исследования: фотографирование Земли и Луны: исследование
радиационной обстановки на трассе полета и в окололунном пространстве; изучение
многозарядной составляющей первичных космических
лучей в области больших зарядов; биологические эксперименты с различными
объектами - черепахами (на "Зонде-5, -6, -7"), насекомыми, растениями,
бактериями; определение элементного и изотопного составов солнечной атмосферы,
фотометрирование некоторых звезд.
"Зонд-4" запущен 2.3.1968 с целью изучения дальних областей околоземного
космического пространства и отработки новых бортовых систем и агрегатов
космического аппарата.
"Зонд-5" запущен 15.9.1968 в 21 ч 42 мин 10,77 с по Гринвичу: первая
коррекция проведена на расстоянии 325 тыс. км от Земли; 18 сентября осуществлен
облет Луны при минимальном расстоянии от ее поверхности 1960 км. При подлете к
Земле проведена вторая коррекция траектории, обеспечившая попадание космического
аппарата в заданный коридор входа (35-45 км по высоте условного перигея); с
расстояния 90 тыс. км проведено фотографирование Земли. 21 сентября спускаемый
аппарат вошел в атмосферу Земли со 2-й космической скоростью и приводнился в
акватории Индийского океана; спуск проходил по баллистической траектории;
парашюты открылись на высоте ~7 км; 22 сентября аппарат (массой 2,046 т) был
поднят на борт советского корабля поисково-спасательной службы; за 7 суток
полета проведены 36 сеансов связи, отработка систем и агрегатов для
маневрирования на траектории и возвращения на Землю, подтверждена правильность
выбора формы и тепловой защиты спускаемого аппарата. В этом полете впервые в
мире осуществлено возвращение космического аппарата после облета Луны на Землю
со 2-й космической скоростью и выполнен облет Луны с возвращением на Землю
первых земных живых существ - черепах.
"Зонд-6" запущен 10.11.1968. Программа полета предусматривала облет Луны, научно-технические
исследования и возвращение на Землю с осуществлением управляемого спуска и
посадкой на территории СССР. Первая коррекция траектории проведена 12 ноября на
расстоянии 246 тыс. км от Земли; астроориентация осуществлялась по Солнцу и
Сириусу, после коррекции "3онд-6" 14 ноября облетел Луну на расстоянии от ее
поверхности 2420 км. В районе Луны проводились научные исследования, включая ее
фотографирование: первый сеанс фотографирования с расстояния ~11 тыс. км
предусматривал съемку всей освещенной поверхности Луны для измерения
фотометрических характеристик и определения ее размеров и формы; второй сеанс с
расстояния ~3,3 тыс. км позволил получить снимки в крупном масштабе с целью
фотограмметрических измерений и картографирования невидимой части Луны (фокусное
расстояние объектива фотоаппарата 400 мм, размер кадра 13 Х 18 см; величина
диафрагмы при съемке устанавливалась автоматическим устройством). При полете к
Земле 16 ноября проведена вторая коррекция траектории (на расстоянии 236 тыс. км
от Земли); 17 ноября за 8,5 ч до спуска проведена третья коррекция, обеспечившая
попадание спускаемого аппарата в заданный коридор входа (±10 км при номинальном
значении высоты условного перигея 45 км). Спускаемый аппарат приземлился на
территории СССР 17 ноября. При полете "Зонда" получены снимки лунной
поверхности, данные о многозарядной составляющей космических лучей и метеорных частицах, проведено
опробование бортовых систем (в т. ч. систем, обеспечивающих управляемый
спуск).
"Зонд-7" запущен 8.8.1969 с целью дальнейшего изучения Луны и окололунного
пространства, фотографирования поверхности Луны и Земли, а также отработки
усовершенствованных бортовых систем. После первой коррекции (на расстоянии ~250
тыс. км от Земли) 11 августа совершен облет Луны па минимальном расстоянии ~1,2
тыс. км, во время которого осуществлялись измерения физических характеристик
окололунного пространства и фотографирование Луны (с расстояний ~10 тыс. и 2
тыс. км) и Земли. В полете проводились технические эксперименты по отработке
системы управления движением с бортовой ЭВМ, систем астроориентации, аппаратуры
дальней радиосвязи и других бортовых систем. Управляемый спуск на Землю
произведен с использованием аэродинамической подъемной силы с двойным
погружением в атмосферу (аналогично "3онду-6"). Спускаемый аппарат приземлился
на территории СССР, южнее города Кустаная, 14 августа.
"3онд-8" запущен 20.10.1970; основные задачи полета аналогичны предыдущему
пуску. В целях отработки одного из возможных вариантов возвращения на Землю
предусматривался вход космического аппарата в земную атмосферу со стороны
северного полушария; при этом измерительные пункты, расположенные на территории
СССР, контролировали приближение космического аппарата к Земле и большую часть
траектории его полета. 22 октября на расстоянии 250 тыс. км от Земли проведена
коррекция траектории; 24 октября совершен облет Луны (минимальное расстояние
~1,2 тыс. км); осуществлено фотографирование Луны с расстояния ~9,5 тыс. и 1,5
тыс. км. На траектории возвращения проведены 2 коррекции (последняя на
расстоянии 70 тыс. км от Земли). Спускаемый аппарат приводнился 27 октября в
Индийском океане, в 730 км юго-восточнее острова Чагос, и был взят на борт
советского корабля поисково-спасательной службы. При нахождении космического
аппарата "Зонд-8" на расстоянии 328 тыс. км от Земли проведено ее
фотографирование на фоне звездного неба с использованием телескопа высокогорной
обсерватории в горах Заилийского Алатау.
Запуски космических аппаратов "Зонд-1" - "Зонд-3" проводились
ракетой-носителем "Молния"; космические аппараты
"Зонд-4" - "Зонд-8" - ракетой-носителем "Протон" с
дополнительной 4-й ступенью.
|