Лунные бурильщики

Сорок пять лет назад, 22 августа 1976 года, на Землю благополучно вернулась капсула автоматической станции «Луна-24». Советские учёные получили третий образец грунта с поверхности ближайшего небесного тела и приступили к его изучению. В то время они ещё не знали, что новых образцов не будет, а страна, которая годами лидировала в освоении космоса, скоро растеряет свой научно-технический потенциал и не сможет превзойти достижения прошлого.

Вместо человека

Победы советской космонавтики, потрясавшие мир с запуска первого искусственного спутника в октябре 1957 года, создавали впечатление, что и в дальнейшем СССР будет лидировать в деле освоения внеземного пространства. После полётов Юрия Гагарина и других космонавтов на кораблях-спутниках «Восток» трудно было усомниться в том, что один из этих прекрасных лётчиков очень скоро ступит на поверхность Луны. И действительно, в августе 1964 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР №655-268 «О работах по исследованию Луны и космического пространства», в котором было прямо приказано осуществить пилотируемую экспедицию на ближайшее небесное тело до конца 1968 года, то есть раньше, чем планировали американцы.

Однако осуществление полёта космонавта на Луну оказалось намного более сложной задачей, чем предполагали специалисты. Необходимое на её решение время было безнадёжно упущено, и постепенно среди руководителей ракетно-космической отрасли стало крепнуть мнение, что Соединённые Штаты в любом случае победят, поэтому надо представить ситуацию таким образом, будто бы Советский Союз никогда и не собирался участвовать в лунной «гонке», сосредоточившись на более фундаментальных проблемах. Об этом косвенно свидетельствует сохранившийся в архивах документ — «Указания советской делегации на 11 ежегодное собрание американского астронавтического общества», подготовленные в апреле 1965 года. В нём сказано, что на вопросы о перспективах экспедиций на Луну делегаты должны отвечать, что проблема изучается, что полёты кораблей «Восток» и «Восход» являются этапами её решения, и что «Советский Союз не рассматривает исследование и освоение Луны как спортивное состязание или борьбу за приоритет».

Хотя специалисты, работавшие в отрасли, предпринимали различные усилия с целью ускорить лунную программу, она продолжала пробуксовывать. К примеру, в постановлении №115-46 «О ходе работ по созданию ракетно-космических комплексов УР-500К-Л1 и Н1-Л3» от 4 февраля 1967 года отмечалось, что «работы по обеспечению облёта Луны пилотируемым кораблём и высадки экспедиции на поверхность Луны <…> находятся в неудовлетворительном состоянии». Хотя тем же документом на главных конструкторов возлагалась персональная ответственность за выполнение или срыв плана, административное давление не дало нужного результата, поскольку не решало ни организационных, ни финансовых, ни, главное, технологических проблем. Советский астроном Михаил Яковлевич Маров, занимавший в то время должность учёного секретаря и заместителя председателя Междуведомственного научно-технического совета по космическим исследованиям при Академии наук, свидетельствовал:

«В конце 1968 г. — начале 1969 г. руководителям СССР стало ясно, что американские астронавты могут достичь Луны гораздо раньше, чем наши космонавты. Озабоченность этим обстоятельством привела к форсированию работ по доставке образцов лунных пород автоматическим путём, так чтобы советская космическая станция привезла их на Землю первой».

К тому времени специалисты Машиностроительного завода имени С.А. Лавочкина под руководством главного конструктора Георгия Николаевича Бабакина завершили проект космической станции для осуществления мягкой посадки на Луну самодвижущейся телеуправляемой лаборатории Е-8 — будущего «Лунохода». При содействии Центрального научно-исследовательского института (ЦНИИмаш) они предложили создать на базе этого проекта серию беспилотных аппаратов — от тяжёлого спутника для картографирования Луны до стационарной обсерватории на лунной поверхности; причём для реализации программы можно было «использовать не только готовые носитель и разгонный блок Д, но и все разработанные в настоящее время системы и блоки аппарата Е-8».

В феврале 1968 года был выпущен эскизный проект системы Е8-5, предназначенной для доставки на Землю образцов лунного грунта. Основой послужила посадочная ступень Е-8, полезная нагрузка которой (то есть «Луноход») была заменена возвратной ракетой, оснащённой двигательной установкой, спасаемым аппаратом с капсулой, в которую предполагалось поместить грунт, и собственной системой управления.

Если с общей концепцией системы было всё более или менее ясно, то технические детали потребовали решения принципиально новых задач. Для старта и вывода спасаемого аппарата на баллистическую траекторию, обеспечивающую посадку в намеченный район Земли, необходимо было точно определить координаты места прилунения, время старта с Луны, составить на борту «вертикаль» перед посадкой и обеспечить достижение необходимой скорости в конце активного участка. Чтобы представить себе всю сложность решаемой проблемы, достаточно обратить внимание хотя бы только на требование к точности прилунения. Для этого требовалось провести измерения параметров низкой селеноцентрической орбиты и исключительно точно сманеврировать. При расчёте манёвров нужно было учесть влияние аномалий лунной гравитации, которые в то время оставались слабо изученными.

Прикидочный анализ показал, что система управления станции, которая способна обеспечить требуемую точность на всех этапах полёта, выходит за весовые лимиты Е8-5. Инженер-испытатель Юрий Михайлович Марков писал:

«Фёдор Ильич Николаев и его коллеги, выполняя задание Главного конструктора, скомпоновали станцию. В ней было всё: и система астроориентации, и система управления, и двигатель, и радиовысотомер, и допплеровская аппаратура, способные скорректировать траекторию, затормозить станцию у Луны — сделать её спутником Луны, плавно посадить в заданный район. В ней была и грунтозаборная установка, способная забрать лунный керн и загрузить его в возвращаемый аппарат. И вот обратный путь. Стартовать с неподготовленной площадки. Лететь к Земле. Опять нужны и система астроориентации, и управления, и двигатель, чтобы скорректировать траекторию возвращения и попасть на Землю. Ясно нужны! Как же можно иначе? Любой здравомыслящий специалист ответил бы так. В этом ни у кого не было сомнений, и Фёдор Ильич с товарищами просчитали массу, выжимая всё возможное и невозможное из систем. И, как говорится, подсчитали — прослезились. Оказалось, что на «одной ракете» — даже новой, мощной, которую выделили нам, — «далеко не уедешь». Задача зашла в тупик. Казалось, выхода не было.

И вдруг… Нашёлся человек, который доказал, что если выполнить три условия: посадку в заранее заданный район Луны, обратный старт в определённое время и отсечку (выключение) двигателя в расчётный момент, то можно попасть на Землю без коррекции траектории возврата. Сразу отпадала надобность и в системе ориентации, и в больших запасах топлива на борту возвращаемой ракеты. Станция вошла в заданную массу. Задача доставки лунного грунта стала реальной. Это предложил [математик] Юрий Владимирович Давыдов».

Оригинальные технические решения были найдены и для осуществления мягкого прилунения без подскока в условиях низкой гравитации. Взамен сложного автоматического управления посадочными лапами станции конструкторы создали механические «мышцы» с нужными свойствами. Не менее трудной оказалась и проблема забора грунта. Было проработано множество идей, после чего проектанты остановились на бурильной установке. Марков вспоминал:

«Никто ещё до нас никогда не бурил Луну. Поэтому с нетерпением ждали, когда грунтозаборная установка поступит к нам на испытания. Чтобы лучше подготовиться к приёму бура, а по правде говоря, меня разбирало любопытство, отправился в экспериментальную лабораторию к Вадиму Антоновичу Ионову, конструктору нашего КБ [конструкторского бюро], который курировал смежников, разрабатывающих лунный бур. <…>

— Понимаешь, какая сложность, — говорил, как всегда очень медленно и очень тихо, Вадим Антонович. — Уж больно широк диапазон прочности пород: от несвязанного сыпучего грунта до скальных горных пород. Разрабатывали несколько вариантов, в том числе многоковшовый экскаватор в миниатюре. Пришлось от него отказаться: сыпучку-то он возьмёт, а если базальты попадутся? Тогда только чиркать будут ковшики по Луне, так сказать, царапать поверхность. Пришлось остановиться на трубке с коронкой резцов на кончике. Она, конечно, любую породу возьмёт.

— А если всё же сыпучка? Тогда взять-то возьмёт, а как только приподымется — грунт обратно высыплется.

— Ты прав и не прав. Это, брат, предусмотрели. Загляни-ка в трубку.

Заглянул. Но ничего особенного не увидел. Ствол как ствол. Что ружейный. Блики играют. Захотелось пальцем пощупать.

— Что ты делаешь! — Вадим Антонович вырвал из моих рук трубку. — Один уже попробовал. Пришлось бур на станке разрезать, чтоб палец освободить. — И пояснил: — Там же для удержания порошка насечка специальная сделана — механизм захвата».

В ноябре советское правительство поддержало проект, разрешив изготовление пяти станций Е8-5, а 8 января 1969 года, то есть уже после исторического полёта американского космического корабля «Аполлон-8» (Apollo 8) с астронавтами вокруг Луны, появилось постановление №19-10 «О плане работ по исследованию Луны, Венеры и Марса автоматическими станциями», в котором доставка на Землю образцов лунного грунта была признана «главной задачей» в текущем году.

На финишной прямой

Запуски станций Е-8 и Е8-5 предполагалось осуществлять с помощью ракеты-носителя «Протон-К» (8К82К), созданной в Опытно-конструкторском бюро №52 (ОКБ-52) под руководством Владимира Николаевича Челомея, и разгонного блока «Д», разработанного в Центральном конструкторском бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ) в рамках проекта Н1-Л3 для высадки человека на Луну.

Для получения телеметрической информации с борта станций и управления ими в секретном центре космической связи Министерства обороны — 10-м Научно-измерительном пункте (НИП-10), расположенном в посёлке Школьное под Симферополем, был модернизирован радиотехнический комплекс «Сатурн-МС», состоявший из приёмной антенны диаметром 32 м, передающей антенны эффективной площадью 200 кв. м, аппаратуры «Бархат», передатчиков «Горизонт» и «Бирюза». Военнослужащие, которые участвовали в управлении предыдущими межпланетными аппаратами, прошли дополнительное обучение.

Для работы на этапах выведения и полёта к Луне в акватории Тихого и Атлантического океанов были направлены корабли «Чажма», «Невель» и «Моржовец», оснащённые измерительными комплексами. На участках подлёта спасаемых аппаратов к Земле дистанционный контроль должны были осуществлять корабли «Чумикан», «Ристна» и «Долинск».

Станция Е8-5 №402 была готова к старту через полгода после принятия решения — в начале лета 1969 года, то есть сроки, определённые правительством, были выдержаны. Однако попытка её запуска 14 июня кончилась неудачей: из-за ошибки в электрических цепях системы управления не включился двигатель разгонного блока «Д» — вместе с лунной станцией он упал в океан.

Специалисты оперативно подготовили следующий экземпляр — Е8-5 №401. Его запустили 13 июля, и на этот раз носитель с разгонным блоком отработали штатно. 19 июля станция под официальным названием «Луна-15» вышла на селеноцентрическую орбиту.

Надо сказать, что в то же самое время на пути к Луне находился американский космический корабль «Аполлон-11» (Apollo 11) с астронавтами на борту, которые тоже собирались высадиться на поверхность. Согласно плану, «Луна-15» должна была сесть на полтора часа раньше — таким образом, советские политики намеревались поставить под сомнение историческое достижение США: дескать, зачем рисковать людьми, если исследования с тем же успехом можно проводить космическими роботами? Однако в расчётное время посадка не состоялась. В ходу легенда, будто бы американцы обратились к советскому правительству с просьбой не проводить активных работ с «Луной-15», чтобы не вносить радиопомехи при посадке «Аполлона-11», но нет никаких документальных подтверждений этому. Куда вероятнее, что специалисты сами отложили операцию, поскольку не имели точных данных об аномалиях лунного гравитационного поля. Виктор Николаевич Сморкалов, бывший сотрудник Георгия Бабакина, вспоминал:

«Гипсометрический разрез, то есть профиль местности под траекторией спуска, необходимо было учитывать при расчётах, так как в контур системы управления посадкой включался высотомер больших высот. Значительная изрезанность подстилающей поверхности приводила к дополнительному расходу топлива. Управление объектом на орбите ИСЛ [искусственного спутника Луны] было весьма напряжённым, за три-четыре дня необходимо было провести торможение для выхода на орбиту ИСЛ, две коррекции орбиты и торможение для схода с орбиты и посадки. В каждые рабочие сутки проводилось двадцать — двадцать два сеанса связи. Программа работы состояла из контроля орбиты, закладки уставок на проведение коррекции, построения опорной системы координат, ориентации вектора тяги, выполнения манёвра и проведения траекторных измерений на всех видимых частях трёх смежных витков. Траекторные измерения в реальном времени поступали в баллистические центры для расчёта уставок на следующий манёвр. То есть каждый манёвр проводился по прогнозу орбиты ИСЛ, полученному по траекторным измерениям предыдущих суток, а между интервалами видимости Луны было четыре-пять часов на расчёт прогноза движения объекта, согласование прогнозов двух баллистических центров и формирование уставок для следующего манёвра. Управленцы работали практически круглосуточно. Если и удавалось поспать два-три часа, то не всем и не каждый день.

И вот наступили сутки, в которых предстояло выполнить манёвр торможения для схода с орбиты.

Все подготовительные операции завершены, и космический аппарат полностью готов к манёвру. В расчётное время запущен двигатель, и объект чётко следует по параболической траектории к Луне. Исключительно напряжённый момент! Сконцентрированы в нём все наши проектные бдения, наши длительные ожидания удачной работы носителя и разгонного блока. Телеметрическая информация приносит положительные вести — всё идет по программе. Каждый момент приближает к поверхности. Луна уже так близко — высота всего лишь четыре километра. И вдруг… На высоте около трёх километров сигнал внезапно пропал! Пропал, чтобы не появиться! Трагедия!»

Итак, 21 июля «Луна-15» погибла, так и не послужив аргументом в споре о космических приоритетах. Скорее всего, она врезалась в склон высокой горы в Море Кризисов, наличие которой не учли баллистики.

Лунные сюрпризы

Аварии заставили руководство программы принять организационные меры, но они не дали быстрого результата. 23 сентября станция Е8-5 №403 стартовала и осталась на переходной орбите из-за утечки окислителя из бака разгонного блока «Д». Неудачу скрыли, присвоив станции безликое название «Космос-300». Через четыре дня она сгорела в атмосфере.

22 октября специалисты запустили Е8-5 №404. Ситуация повторилась: отказ одного из блоков радиокомплекса привёл к тому, что разворот блока «Д» был проведён с большой ошибкой, и связка вошла в атмосферу после первого же витка. Пришлось объявить миру о том, что на орбите находился научный спутник «Космос-305».

Очередную попытку предприняли 6 февраля 1970 года, однако станция Е8-5 №405 погибла в результате отказа ракеты-носителя: ошибочная команда от датчика давления выключила вторую ступень на 128-й секунде полёта.

Для подготовки следующей потребовалось больше полугода: специалисты должны были учесть свои провалы и повысить контроль над качеством работ. Наконец-то их ждал успех: 12 сентября станция Е8-5 №406, получившая официальное имя «Луна-16», была успешно отправлена на отлётную траекторию.

17 сентября она вышла на селеноцентрическую орбиту, а 20 сентября по команде с Земли начала снижаться и совершила мягкую посадку на лунную поверхность в Море Изобилия (0°41' ю.ш. и 56°18' в.д.) с отклонением от расчётной точки всего на 1,5 км. Заслуженный испытатель космической техники Вячеслав Георгиевич Довгань вспоминал:

«Не забыть последних минут перелёта. В пункте управления наступила тишина, и только из динамика слышался напряжённый голос руководителя группы оперативного анализа, систематически докладывавшего о выполнении элементов программы мягкой посадки. И вот долгожданное сообщение: «Есть касание! Сигнал устойчивый, качество телеметрии хорошее!»

Невозможно описать радость присутствующих. Все поздравляли друг друга с успехом. Расчёты верны, унифицированная посадочная платформа программу выполняет безукоризненно. <…>

После посадки дежурный расчёт по распоряжению группы управления выдал радиокоманду на включение бортового радиокомплекса. Анализ полученной информации показал, что все системы функционируют нормально. Определено было также и положение посадочной ступени на лунной поверхности.

Затем с Земли поступила радиокоманда на ввод в действие грунтозаборного устройства (ГЗУ) для бурения. Оно состояло из бурового станка с системой электрических приводов и буровым снарядом, механизма выноса ГЗУ — штанги с вышеупомянутым буровым станком, и приводов, которые перемещали штангу в вертикальной и горизонтальной плоскостях (по азимуту и углу места). <…> Для выбора места бурения на ПС [посадочную ступень] были установлены два телефотометра. Параллельно им, чтобы освещать зону работы в условиях лунной ночи (а посадка так и осуществлялась), были установлены светильники (фары). Они также включались по командам с Земли, от оператора. Всего было три включения. Но изображение места бурения не было получено из-за недостаточной освещённости, на двух изображениях была видна Земля в виде светлого пятна. Тем не менее, следует выделить тот факт, что впервые в истории космонавтики исследования проводились лунной ночью, впервые активно КА [космический аппарат] функционировал на внеземном объекте при таких низких температурах (от −150° и ниже) и глубоком вакууме.

По команде с Земли открылся замок, удерживающий ГЗУ в полёте, штанга с буровым станком приняла вертикальное положение, повернулась на 180 градусов, обеспечивая положение корпуса бурового станка обращённым рабочей частью к лунной поверхности, открылась крышка бурового станка. Когда штанга была опущена, по команде оператора были включены приводы бурового механизма, представляющего собой пустотелую трубу с резцами на торце. Бурение (прямой ход) продолжалось 6 мин 14 с, контролировалось с Земли, измерялись плотности исследуемой породы, и было произведено на полную величину рабочего хода бурового снаряда — 350 миллиметров. После окончания операции бур с лунной породой был введён в корпус бурового станка. Затем по очередной команде штанга ГЗУ была поднята в вертикальное положение и повернута на 180 градусов вокруг своей оси, бур подведён к приёмному отверстию герметичного контейнера возвращаемого аппарата. Очередная команда переместила лунную породу внутрь контейнера, а бур был отведён от буровой установки. После этого приёмное отверстие в контейнере автоматически герметично закрылось, а штанга с буровым станком была отведена от возвратной ракеты».

Посадочная ступень находилась на поверхности 26 часов 25 минут. Помимо взятия грунта, станция проводила измерения температуры и радиации. В последующих сеансах связи на борт была передана программа старта возвратной ракеты, и 21 сентября та устремилась к Земле. Её полет длился около 84 часов и проходил без коррекции траектории.

24 сентября спасаемый аппарат «Луны-16» вошёл в атмосферу и под парашютом совершил посадку в 80 км юго-восточнее города Джезказган в Казахстане. Рядом сразу приземлился вертолёт, команда которого эвакуировала контейнер с ценным грузом. Вячеслав Довгань рассказывал:

«Возвращаемый аппарат был доставлен на М3 [Машиностроительный завод] имени С.А. Лавочкина в цех №104 (ныне цех №81), в котором подготовили специальное помещение для выемки лунного грунта. Так как на Луне был вакуум, то именно в таких условиях и следовало сохранить образцы до начала исследований. «Шарик» установили на фрезерный станок и капсулу вырезали. Всем было интересно, что в ней находится. Каждый, кто в этот момент находился рядом, постарался подержать капсулу в руках, пытаясь определить — не пустая ли. И вот министр С. А. [Сергей Александрович] Афанасьев, качая её возле уха, громовым голосом возвещает: «Есть грунт!», и в ответ — дружное «Ура!». Затем капсулу упаковали и доставили в ГЕОХИ [Институт геохимии и аналитической химии] имени В. И. Вернадского АН СССР. После вскрытия выяснилось, что бур заполнен сыпучим лунным грунтом — реголитом массой 105 граммов. Он представлял собой разнозернистый тёмно-серый (черноватый) порошок, который легко формуется и слипается в отдельные рыхлые комки. Эта особенность существенно отличает грунт (реголит) от земной бесструктурной пыли; по этому свойству он напоминает влажный песок или комковатую структуру земных почв…»

Во имя науки

Следовало закрепить успех, однако лунные трассы вновь показали, сколь несовершенна космическая техника, создаваемая людьми.

Станция Е8-5 №407, получившая название «Луна-18», была запущена 2 сентября 1971 года. На траектории перелёта всё шло хорошо, однако 7 сентября тормозная двигательная установка включилась на 15 секунд раньше запланированного времени, в результате чего параметры сформированной селеноцентрической орбиты заметно отличались от расчётных. Чтобы обеспечить мягкую посадку в нужном районе, потребовались две коррекции. 11 сентября начался сход с орбиты, но из-за ненормальной работы двигателя стабилизации случился перерасход горючего, и станция упала на Луну.

Тем временем учёные в лабораторных условиях исследовали реголит, доставленный «Луной-16» из Моря Изобилия. Надо вспомнить, что к тому моменту на лунной поверхности побывали астронавты американских кораблей: «Аполлона-11» (в июле 1969 года) и «Аполлона-12» (в ноябре 1969 года). Первая экспедиция привезла с собой 21,4 кг образцов из Моря Спокойствия, вторая — 35 кг из Океана Бурь. В январе 1970 года в Хьюстоне (штат Техас) состоялась международная научная конференция по результатам предварительного изучения лунного грунта и камней (Apollo 11 Lunar Science Conference), материалы которой открыто публиковались, поэтому у советских учёных была возможность сравнить иностранные данные со своими и сделать выводы. Например, академик Александр Павлович Виноградов писал среди прочего в журнале «Природа» (1970, №12):

«Несмотря на то что место забора проб «Луны-16» находится в 900 км от места забора проб «Аполлона-11» — в Море Спокойствия, они значительно отличаются от последних по более низкому в них содержанию ТiO2, ZrО2, элементов редких земель и некоторых других и по более высокому содержанию FeО. Интересно, что образцы «Луны-16» и «Аполлона-11» имеют одинаково высокое содержание в тонких фракциях космогенных инертных газов Не, Nе, Ar, Xe, Kr, не в пример образцам «Аполлона-12». И вместе с тем <…> по общему составу образцы «Луны-16» ближе к образцам пород «Аполлона-12», взятым на расстоянии около 2500 км в Океане Бурь от места посадки «Луны-16». Но мощность реголита в районе Океана Бурь, по-видимому, незначительная. <…>

Таким образом, кристаллические породы поверхности лунных морей — одного базальтового типа, но несколько отличающиеся по содержанию некоторых химических элементов. Их состав приближается к составу примитивных базальтов Земли.

Лунные моря являются равнинами, затопленными когда-то вулканической лавой. Горные породы типа базальтов образуются как наиболее легкоплавкая часть при зонном плавлении внутреннего вещества планеты. Можно полагать, что общий ход дифференциации вещества Земли и Луны и, вероятно, других планет земного типа, шёл сходными путями, хотя и достиг разных этапов развития».

Чтобы улучшить качество сравнительного анализа и ещё раз продемонстрировать готовность СССР и США вести совместную деятельность в освоении внеземного пространства, 10 июня 1971 года состоялся первый (но не последний) обмен образцами: за 3 г реголита «Луны-16» советские учёные получили по 3 г из коллекций «Аполлона-11» и «Аполлона-12».

Впрочем, поддержание престижа страны требовало новых яркий достижений, поэтому 14 февраля 1972 года была запущена станция Е8-5 №408, которой после выхода на отлётную траекторию присвоили название «Луна-20». 21 февраля она совершила мягкую посадку на участке лунного материка, примыкающего к северо-восточной оконечности Моря Изобилия (3° 32' с.ш. и 56° 33' в.д.).

Солнце возвышалось на 60° над горизонтом, поэтому изображения поверхности были переданы с помощью телефотометров до начала взятия образцов. Бур испытал сопротивление при внедрении в породу, и трижды его приходилось останавливать во избежание перегрева. В конце процесса он достиг глубины 25 см. Образцы были помещены в контейнер возвратной ракеты, которая стартовала 23 февраля, а ещё через два дня спасаемый аппарат приземлился в 40 км северо-западнее Джезказгана. Лёд, ветер и снегопад мешали поисковой группе работать, поэтому капсулу она нашла только на следующий день. В ней обнаружили 55 г реголита. Новый образец представлял собой рыхлый разнозернистый материал серого цвета — значительно более светлого, чем реголит из Моря Изобилия.

Станция Е8-5М №410 под названием «Луна-23» была запущена 28 октября 1974 года, а 2 ноября вышла на селеноцентрическую орбиту, близкую к расчётной. Она несколько отличалась от предшественниц: была втрое уменьшена заправка водой системы обеспечения теплового режима приборного отсека, и снят измеритель малых высот «Квант». Но, главное, её снабдили новым грунтозаборным устройством, которое состояло из буровой головки, буровой штанги с колонкой и механизмом забора, механизма подачи буровой головки, механизма перегрузки керна и контейнера для укладки керна. В процессе бурения грунт поступал во внутреннюю полость штанги, где была расположена гибкая трубка — грунтонос и механизм, который подхватывает грунт и удерживает его в виде столбика на протяжении всего процесса бурения. По окончании бурения грунтонос извлекался из внутренней полости штанги и наматывался на барабан, размещённый в специальном контейнере. Затем этот контейнер помещался в капсулу спасаемого аппарата возвратной ракеты. Максимальная глубина бурения составляла 2,3 м. Из-за внесения существенных изменений в конструкцию грунтозаборного устройства пришлось убрать телефотометры и светильники.

6 ноября была включена двигательная установка, обеспечившая сход «Луны-23» с селеноцентрической орбиты. Из-за сбоя в работе бортового оборудования на высоте 130 м прекратилось измерение расстояния до лунной поверхности. Станция совершила посадку в южной части Моря Кризисов (12° 41' с.ш. и 62° 17' в.д.), но при этом вертикальная скорость перед касанием более чем вдвое превысила допустимую: 11 м/с вместо 5 м/с. При ударе получила повреждения аппаратная часть, в том числе грунтозаборное устройство. В результате образцы взять не удалось, а взлётная ракета не запустилась. Связь с «Луной-23» удавалось поддерживать до 9 ноября.

Десятая станция Е8-5М №412, запущенная 16 октября 1975 года, из-за очередного отказа разгонного блока «Д», даже не смогла выйти на отлётную траекторию. К тому времени завершилась американская программа «Аполлон», поэтому интерес политиков и общественности к лунным исследованиям быстро угасал. Казалось, после такого количества аварий нет большого смысла пытаться доставить грунт.

Тем не менее, 9 августа 1976 года стартовала ещё одна станция — Е8-5М №413, которой присвоили имя «Луна-24». 14 августа она перешла на селеноцентрическую орбиту, а 18 августа совершила мягкую посадку в юго-восточном районе Моря Кризисов (12° 45' с.ш. и 62° 12' в.д.), всего в 2400 м от «Луны-23», потерпевшей аварию. Через 15 минут после проверки состояния бортовых систем и определения положения на поверхности было включено грунтозаборное устройство. Общая глубина бурения составила 225 см.

Возвратная ракета с образцами лунного грунта стартовала 19 августа, а через три дня спасаемый аппарат совершил приземление в 200 км юго-восточнее города Сургут. В нём находились образцы реголита общей массой 170,1 г; при этом фактическая длина полученной колонки составила 160 см. При первом же осмотре специалисты выделили по цвету шесть основных слоёв. Все они происходят из районов распространения тёмных базальтов, заполняющих чашу бассейна Моря Кризисов, но в ряде участков были обнаружены крупные фрагменты интрузивных (застывших на глубине) пород и примесь древнего материкового материала.

Результаты полёта «Луны-24» освещались в открытой печати гораздо скромнее, чем в случае с её предшественницами. Приоритеты в космонавтике изменились, а доставка новой порции грунта не выглядела чем-то исторически значимым на фоне других успехов. И всё же учёные продолжали изучать образцы и сравнивали их с другими, переданными в том числе американскими коллегами, вплоть до начала XXI века. Благодаря исследованиям на новом поколении электронных микроскопов в реголите удалось открыть свыше ста минеральных фаз, из которых сорок ранее не встречались на Земле.

«Луна-24» остаётся в истории последней советской автоматической станцией, совершившей мягкую посадку на ближайшем небесном теле. Российские специалисты и по сей день не сумели воспроизвести опыт полувековой давности.

---

Источники и литература:

1. Аким Э. Забор и доставка на Землю образцов лунного грунта автоматическим космическим аппаратом «Луна-16» // Вестник ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина». 2010. №4
2. Алексеев В., Лебедев Л. За лунным камнем. — М.: Машиностроение, 1972
3. Анфимов Н., Губайдуллин В., Евич А. К 40-летию доставки с Луны на Землю образцов и начала работы мобильной лунной исследовательской лаборатории «Луноход-1» // Вестник ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина». 2010. №4
4. Афанасьев И. Автомат вместо человека. Уникальные документы эпохи «лунной гонки» // Русский космос. 2020. №7
5. Бабакин Н., Банкетов А., Сморкалов В. Г.Н. Бабакин. Жизнь и деятельность. — М.: Издательское товарищество «Адамантъ», 1996
6. Барсуков В., Богатиков О., Нефедов В. Необычное свойство лунного реголита // Земля и Вселенная. 1980. №4
7. Борисов М. Кратеры Бабакина. — М.: Знание, 1982
8. Булеков В., Сурков Ю., Шварев В. Как взяла грунт автоматическая станция «Луна-16» // Земля и Вселенная. 1971. №2
9. Викторов С., Чесноков В. Химия лунного грунта. — М.: Знание, 1978
10. Виноградов А. Предварительные данные о лунном грунте, доставленном автоматической станцией «Луна-16» // Природа. 1971. №3
11. Виноградов А. Предварительные данные о лунном грунте, доставленном автоматической станцией «Луна-20» // Природа. 1972. №8
12. Виноградов А. Предварительные результаты изучения лунного грунта // Природа. 1970. №12
13. Выдающийся космический эксперимент. К итогам полёта автоматической станции «Луна-16» // Наука и жизнь. 1970. №11
14. Геолог Андрей Мохов: что мы увидели в лунном грунте: https://newizv.ru/interview/29-06-2019/geolog-andrey-mohov-ya-derzhal-lunu-v-rukah
15. Грунт из материкового района Луны / Под ред. В. Барсукова, Ю. Суркова. — М.: Наука, 1979
16. Гурштейн А., Шингарева К. Советские космические автоматы исследуют Луну // Природа. 1971. №1
17. Довгань В. Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам. — Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального университета, 2015
18. Духовский Е., Силин А., Шварев В. «ТОР-I» исследует лунный грунт // Природа. 1972. №1
19. Ермолин А. Драгоценный груз // // Огонёк. 1970. №40
20. Иванов А. Лунный реголит // Земля и Вселенная. 1973. №4
21. Иванов А., Стахеев Ю., Тарасов Л. Реголит из Моря Изобилия // Наука и жизнь. 1971. №1
22. Келдыш М. Важнейший этап исследования Луны и планет // Природа. 1970. №12
23. Кемурджиан А., Громов В., Черкасов И., Шварев В. Автоматические станции для изучения поверхностного покроя Луны. — М.: Машиностроение, 1976
24. Кузнецов Л., Емельянов Ю., Андреев А. Луна под микроскопом // Огонёк. 1970. № 47
25. Левитан Е. За лунным камнем // Химия и жизнь. 1971. №1
26. Луна на ладони: https://www.roscosmos.ru/29219/
27. «Луна-16»: космический геолог. — М.: Известия, 1970
28. Лунный грунт из Моря Изобилия / Под ред. А. Виноградова. — М.: Наука, 1974
29. Лунный грунт из Моря Кризисов / Под ред. В. Барсукова. — М.: Наука, 1980
30. Маринин А. Операция «Лунный грунт». К 50-летию доставки на Землю образцов лунной породы советской автоматической станцией // Русский космос. 2020. №6
31. Марков Ю. Корабли уходят к планетам — М.: Машиностроение, 1986
32. Маров М. Славные страницы истории // Вестник ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина». 2010. №4
33. Маров М., Хантресс У. Советские роботы в Солнечной системе. Технологии и открытия. — М.: Физматлит, 2013
34. Мороз В., Хантресс У., Шевалёв И. Планетные экспедиции ХХ века // Космические исследования. 2002. Том 10, номер 5
35. Никитин С. «Луна-24» // Природа. 1977. №1
36. Обмен лунным грунтом // Правда. 1972. 14 апр.
37. Обменялись образцами // Правда. 1971. 11 июня
38. Первушин А. Битва за Луну. Правда и ложь о «лунной гонке». — СПб.: Амфора, 2007
39. Полёт «Луны-24» // Земля и Вселенная. 1976. №6
40. Полянский В. Лунный грунт в лаборатории // Огонёк. 1972. №15
41. Программа «Луны-16» выполнена полностью // Природа. 1970. №11
42. Рускол Е. Советско-американская конференция по космохимии Луны и планет // Земля и Вселенная. 1975. №1
43. С победой! Лунный рейс завершён // Огонёк. 1970. №40
44. Славная победа в космосе. «Луна-20» успешно выполнила программу полёта // Наука и жизнь. 1972. №4
45. Тарасов Л., Базилевский А. Реголит из Моря Кризисов // Земля и Вселенная. 1977. №1
46. Тарасов Л., Иванов А., Стахеев Ю. «Луна-16» о лунном грунте // Земля и Вселенная. 1970. №6
47. Урусов В. Железо на Луне // Химия и жизнь. 1972. №8
48. Черкасов И., Шварев В. Грунт Луны. — М.: Наука, 1975
49. Шевченко В. Луна: 15 лет космических исследований // Земля и Вселенная. 1975. №3
50. Шубин П. Программа «Аполлон» в секретных советских документах. Сборник материалов. — Кемерово: Издатель Шубин П.C., 2019