ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЛУНЫ Е. П. АИСЕНQВ., 1UИlдuдаl1t ФIl3 'u/;,о- .lНt1nе.ll, апНРtесхuх иссу'" 3 апреля истории была 1966 г. на выведена матическая Создание ников обходимый это этап в ного для Луны и освоении не­ кос­ большие непосредствен­ изучения свойств спутни­ новый открывающий возможности авто­ "Луна-10». искусственных - в орбиту советская станция Луны моса, впервые окололунную и физических окололунного пространства. В но вания, которые Луны. все те могут с помощью Еще труднее наиболее этих вый нам спутник новую можно , будет чего мы и ресным важным. и говорить будет уже не которые о но­ приносить и, воз­ сейчас самым не инте­ только о можно пробле­ несомненно будут решаться в ближайшее время, но исследо­ ио тех , НО,ВЫХ резулыата, х, которые вы- С помощью венного первого спутника Прежде искусст­ Луны. всего остановимся чи'сто динамических занных с ' выводом вопро,сах , СПУThl 1 и,ка на свя­ на ор­ биту и его дви,жени,е,м вокру,г Лу­ ны, а дачи, затем ка ,к рассмотрим изучение такие за-­ гра ' витационно­ го поля и фигуры Луны, исследова­ сейчас еще труд­ быть ны результатах Каждый информацию то, Однако спутников говорить важных исследований. ожидаем, мах, настоящее время перечислить полнены получены или могут быть получе- Схема попета ние ма, гiНИТНОГО ной и новки поля, раll\иацион - микрометеорной вблизи естественной кимического Луны, обста- изучение ' радиоактивности состава и лунных пород. автоматическом станции «Луна-10» 15 'ВЫВОД СТАНЦИИ на НА должна ОКОЛОЛУННУЮ ОРБИТУ Начало" ческой ципиально от движения была Земли рам и: от мощной на пове рхности экватора была торию личие спутника парамет­ расстояние Земли от (высота поверхности апогея) к - около 520. земного Затем переведена к на Луне. траектории .осуществившей Зем­ 250 км; на­ плоскости движения от она 200 км; наибольшее - (высота клонность С временн ую следующими расстояние ция Луне. ракеты наименьшее перигея) ли станций, к искусственного ·со прин­ отличалось ранее выведена ,орбиту не других направленных помощью автомати- «Луна-10" ничем траектория проходить ределенную движения станции Луну, мягкую стан­ траек­ В от­ «Лу ны- 9", посадку от точку две примерно на участок На первом притяжения силой пределы радиус равен При биты до сила Луны, на и если станция орбиты, а Луны временной не Земли Луны , с Луны очень и уменьшить из пре- спут­ вытянутой «Луна-10" Луны, то выйдет искусст.венныЙ Чтобы спутником гипер­ уменьшить, обязательно орбитой . было является стала необходимо скорость при­ мерно ,до 1,25 км /сек. 66 000 км. искусственного ее в Луны относительно действия сферы вблизи дост, игла 2,1 км /сек. скорость болической окоnо равна 1 км /сек, а затем Такая При Луны относительно станции эта скорость около суток. действия была Луны ник дей­ сферу скорость Сфера действия с в поле­ составл яло половиной врати тся лунной сферы с ~KOPOCTb соответствующее скорости, входе имела Луны, преобладает Выход 'L6 Лу­ распространяется примерно старте и участок преобладает притяжения Луны . в вне участке наоборот, Земли (но действия Земли притяжение за Земли сфере на движения действия Луны) в стан- разбить сферы движения км . 1000 движения можно действия ствия та трех сфере над по­ лунной этой Луне втором, 10,9 км /сек . Время удаленную части : ны. « Луна-10" около некоторую а Траекторию к Земли оп­ через Луны ции « Луны-10" через пространства , верхности, точку не ор- спутника Поэтому на заранее, расстоянии искусственного спутника 8000 Луны примерно км на ОТ по- орбиту верхности Луны, тировали в по станцию звездам момент было считанной в начала двигательная сле выключения рость снизил ась Это и ции с на спутника Луны. - не ного только при запу, ске спутников запуске спутник времени человека станции прекратилось, перешла главным п,ритяжения жения в и тельно менее данной области управ­ вмеша­ движение и она под конт­ образом силы Луны. Земли от­ уста­ системы тельство роль двига­ двигательной полностью се­ 20 выключения этого и последующих Через отсеков дан­ практически всех от что Силы Солнца притя­ относи­ значительны в пространства . были период ческой отделения станции установки ным от телом, движение определяется ной искусственного стояние (высота от (высота - биты к спутника наименьшее от км, или НО в ее фигура рической . апоцентра апоселе­ 1017 км, наклонность ор­ плоскости Луна была пространстве 2 Луны лунного Земля и эква­ если изолированным шаром Вселенная, Ns» 5 в (однород- и соот­ а 0,138, ры в - (элементы) будут При гие спутника некоторые изменения - в или, как принято небесной элементов вековой риодических характер, составляет пе­ имеют­ период несколько тысяч оборотов спутника, а их ам­ плитуды, как правило, превосходят значительно амплитуды копериодических При изучении больших торы эволюции орбиты време- первостепенное имеют вековые же и Кроме того, и ное влияние сила Луны? Луны, на на не­ Солнца. движение легких дви­ Это - спутников боль­ замет­ будет оказывать солнечного ()ветового и дав ­ тор вызывает сти орбиты сначала Луны. влияние Этот прецес,сию спутника вращения Луны направлению самого обусловливает оси орбиты (в в плоско­ вает долгопериодические щения также до и чего поверхности в Луны пределах. К сожалению, весьма о Луны. известно, помимо полярное очень во,змущениЙ. для 0,00036' три ЧТО есл,и Луны что на этой имеет то Пр'1- величину меньше это скорость здесь характеристики допустить, Земли), нам Луны, Поэтому постоянные (как случае массы OДli~KO, и поле степени привести сжатия порядка чины характери­ сжатие. трудно количественные нять сейчас представ­ гравитационное какой-то ко­ ограни­ мы грубое В ее будет постоянных, зующих (а расстояние некоторых ченных имеем орбиты, наименьшее наибольшее) лебаться вызы­ возму­ эк,сцентриситета вследствие Нако­ Луны все два­ вели­ место мы в получим, прецессии плоско- движе­ Он вращение данном оси направлении). несферичность направлении, спутника. эллипса фак­ вокруг обратном шой обратном остальные ления . ния в нец, ление фак­ притяжение притяжение ших дол­ возмущения . влияние спутника сферичность Земли и возмущающие оказывают жение корот­ возмущений. промежутках очевидно, Луны дру­ Среди возмущений neJtBoro искусственноrо спутника будут - долгопериодически~ которых Орбита механике, периодический. - ся орбиты временем. возмущения носить сфе­ парамет­ со параметров называть от все изменяться этом Луна пространстве отличается несферичности наибольшее этого спутника Поэтому перисе­ поверхности с Большая действительности изолирована Рассмотрим тора 71 054/. Таким образом, бы рас­ ИЗ Ьы равны км 2422 Луны поверхности 350 расстояние небес­ следующими перицентра, ления) - ния) которого Первоначальная характеризовал ась параметрами: небес­ законами механики. орбита автомати- стала бы гопериодические двигательной станция Луны. обращения Какие После совпадал 2 Ч 58"15 С • на ЛУНЫ не­ один эксцентриситет ветст,венно значение СПУТНИКА бы масс и ни, ДВИЖЕНИЕ ор­ оказалась которого полуось и при но Луны. С км !сек. необходимый искусственный ления. ско­ то эллипсом, эллипса Заметим, теля и по­ не после новки центром искусственного кунд делился рас­ станции 1,25 это спутника, фокусов переход стан­ орбиту торможение этап до обеспечило изменным рас­ плотности), спутника дви­ рабо­ которой 2,1 в установка, автоматической концентрическим бита заранее точке тать С сопло направлено Затем или пределением противоположную жению . ным чтобы торможения двигателя сторону, ориен­ так, в же боль­ плоскости случае также * при Этот результат исследовании мущений перигея получается вековых и орбиты, вызываемых .. остью самой Луны . узла воз­ лунной несферич­ 17 сти орбиты но равна ось будет В 10/ орбиты за шее на Земли средние и км и масс 1: 81,3, рение, и чем а отноше­ Земли на йдем, в притяжением Поскольку спутника величина ме ньше спутнику тяжение движение относительно будет Землей и в ускорения, Луной . Земли Луны, разность вызываемы х же нии меньше, вызывае мое Луны . интересует уско­ спутнику рассматриваем спутника состав­ что раза 0,0032 ускорение, мы равны И то до колебать­ 100 порядка такого колебания около км, будет оборо ·· 10000 Конечно, притяжение Земли скажется и на прецессии орбиты, и на вращении плоскости нее самой Луны . ваемые для ний, оси чем неСфер.и,ч­ притяжением будут меньше обусл овленных вызы­ Солнца, спутника раз в орбиты, но ме­ Возмущения, данного 100-1000 ем большой знач,иrте, льно, ность в возмуще­ притяжени­ Земли. Луны . 0,00002 дви­ Д эта раза сообщаемого все-таки при- может существен- не шает Остановимся росе о теперь времени искусс твенного Как известно, кус ственных движется на воп­ сущес тво вания спутника Луны , большинство спутников вокруг нашей попета ис- большую неизбежно сгореть) орбиты, (если выше от име ющих от сопротив ления . вековых Он и вызыва­ изменени й большой эксцентриситета, как говорилось , периодическим прежде плане- ны. всего нам Если лунной автоматической вы соты значения колебаний от гравит ационного торые и Численные тех поверхности «Луна-10" апо­ гра­ постоянных поля окажется, к вы­ зависят Л уны, совершенно станции но, приво дят изменениям пери центра этих силы не и ниц сил. гра­ ка чес т вен­ де йствия полуоси центра, ос­ рассмотрен­ природу, отличается у же время а возмущаю щих витационную ют Лун а замет­ Поэтому Действие этих сил, но у спевает Землю, спутни ка зависит э к­ спутник сколько-ниб удь атмосферы . ных и и не на существования новном умень­ полуо сь падает имеет Земли карта непрерывно сцентриситет не Сопротивление вечно . атмосферы соты ускоре­ в ты ной Развернутая 18 по­ спутника. центра сообщаемое Земл ей , ний, составлять то в будет амплитудой Солнца . до км, 384 400 Луны с орбиты наимень­ орбиты Луны Период расстояния Земли расстояние влияние соответственно ляет нас и параметры Например, верхности ся что Луны ние равный теперь притяжения 2420 угол, будет 8/,5. Считая, изменять одни ,сутки Рассмотри м спут ни ка но спутника. поворачиваться около приблизитель­ сутки, а большая чт о со ко­ неизвест­ ампли- схемой Две поспедоватепьные фотографии (эта и вверху на обратноii стороне вкпеiiкиl кратера Апьфонс и его центрапьного пика , попученные космиче­ ским аппаратом (к статье В. Г. «Реiiнджер - 9», соответственно с высоты 41 S и 93 км Фесенкова «Природа Луны»l . Внизу на обратноii стороне вкпеiiки фотография обпасти неба в соз­ вездии Скорпиона , где бып впервые обнаружен Икар. (Увепиченныii Heraтивныii отпечаток небопьшого участка фотограФии.1 К статье В. А . Бронш­ тэна « Свидание С Икаром», рис . 1 , ,7 I ~:' 1 f' '" , , t.J.· 1 " •, .1 п туда колебания центра его высоты будет величины, наступит пери­ бо,nьше то такой средней обязательно момент, когда бора ских период долгопериодиче­ возмущений оборотов порядка спутника, то 10000 спутник движения Какие определить движения ты элементы нако время нельзя сущест­ утверждать, что в сравнения теории с результа­ татами наблюденийl Прежде нить всего, определив Луны орбиты, численное и другие можно значение ния массы Земли из обращения уточ­ отноше­ к массе Луны. этом случае спутник будет суще­ Прежние ствовать этой важной постоянной, основан­ том, вечно. что тина нарисованная движения менении щений, Почему? Дело в здесь основана методов на теории которые, хотя 'способы определения кар­ ные на наблюдениях при­ неты возму­ и дают первого, Эрос только и очень малой Солнца, пла­ были трудоемкими, недостаточно основном постоянных, значение для движения всех не но и ме того, эти две эллиптичность лярное являются цессии приближенными методами, позво­ ла ляющими делать заключения лишь принята на ограниченном промежутке вре­ движения мени. лит Поэтому в действительно­ уточнена и в настоящее равной не проходивших спутников только время Изучение 81,30. Луны позво­ проверить этот к характеризую­ ее Луны экватора. Луны плоскости ника и По­ можно на­ вокруг орбиты оси спут- вращения Луны. Так точными. В послед­ ракет, имеют отношение сжатие сжатие как Луна относительно же ис­ дежно найти, зная скорость пре­ вблизи Луны, эта постоянная бы­ все постоянные полярное космических времени, прогнозирования постоянные, щие вать движение на больших интер­ описы­ характеризу­ фигуре Луны. Наиболее интересны валах точно эво­ последующих непосредственное лом, очень именно ющих эти члены, имеет большое ние годы с помощью наблюдений возможность однако определяют кусственных спутников Луны. Кро­ период вокруг в знание можно из спутника возрастет. Од­ теории постоянные спутников туда будет меньше средней высо­ то точные спутников. же наблюдений спутника меньше люцию орбиты спутника. Поэтому достаточно Если. же окажется, что эта ампли­ перицентра, Луны. тать будет существовать несколько лет. вования вокруг они спутник врежется в Луну. Но по­ скольку спутников Кроме того, необходимо разрабо­ в не динамически оси движении с то возникнут периодом, вращения своей оси (или те-· вращения, спутника возмущения периоду является симметричным равным. Луны вдвое околС> меньшим). Амплитуды таких возмущений бу­ сти движение спутника будет бо­ результат, но и получить еще бо­ дут лее сложным, и мы до сих пор не лее точное значение. Следует за­ которые и отличают Луну от осе-· имеем зави,сеть от строго,го метить, что все прежние способы симметричного ,до,казатenьства его орбитan'ьной фактически были основаны на ис­ анализ устойчивости или ,неустойчи­ математически вости. ПОСТОЯННЫЕ Рассмотрим воз­ можности, которые открывают на­ уке искусственные спутники Луны решения ских этих постороннего важной определения постоянных. постоянных Новый пробле­ астрономиче­ Точное имеет не ка. Луна небесного способ главным Поэтому для основан образом движения он является периодом Н, 8 часТНОС1'И., 'по­ характеризующую липтичность на не­ Поэтому с 27,3 суток по:зволит определить стоянную, движении изучении те в в возмущенного теперь (обычно эти п,остоянные тела. И ФИГУРА ЛУНЫ мы,- возмущений постоянных~ тела. возмущений очень малых), ,вызываемых Луной системы Земля - ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ для следовании тех Знание лунного полярного эллиптичности эл­ экватора-. сжатия лунного и экватор& спутни­ дает полное представление о Лу­ безу­ не как трехосном эллипсоиде. Оп­ словно более надежным. ределение Другая (не менее важная) по­ же других гравитационного постоянных поля позволит в стоянная, которая может быть оп­ дальнейшем установить более точ­ ределена но из знание спутника только постоянной анализа движения Луны,- произведение тяготения массу Некоторые из постоянных мо­ гут быть найдены, вероятно, уже по наблюдениям· "Луны-10 ••. Луны. тическое значение, ибо они име­ зует ют жения Луны. Дело в том, что по­ говорится об определении массы ко многим вопросам (происхожде­ тенциал Луны, то речь идет об уточнении ние математически представляется ря­ численной дом, первый член скольку два мерно 11 раз превосходит ,все Луны, отношение осуществление даль­ нейших полетов к Луне и т. д.). Решение проблемы потребует основную поля 1000 часть характери­ Луны. выше большое теоретическое, но и прак­ непосредственное Эта постоянная на фигуру указанных силы притяжения притя­ Луны которого при­ Следует точно заметить, величины высокоточных наблюдений радио­ остаnы'l,еe и полностью определя­ дело техническими ется этой постоянной. Хотя осталь­ личины ные но не известны. тодами за и оптическими движением ме­ целого на- члены ряда значительно другими которых когда массы, знака этой известны. с что Иначе обстоит постоянными, почти по­ величинь. ве­ совершен­ Поэтому 2* задач& :19 заключается не определении Здесь как очень раз важные а в постоянных . можно ожидать сведения достаточное механическое имею­ о должна ФИЗИЧЕСКИЕ СВОйСТВА ОКОЛОЛУННОГО Несогласованность пролить свет способами, на внутрен­ Еще в 1959 смической установлено, счете приблизить нас к решению Луны, крайней враща­ жидкой массы, находя­ вопроса о щейся в поле притяжения Земли, венного спутника происхождении естест­ г. с ракеты нее строение Луны и в конечном теории ПРОСТРАНСТВА данных, по­ фигуре Согласно ющейся обо­ снование . лученных различными результаты . сопоставить сейчас Луны. уточнении, и Интересно щиеся в этих если что магнитное оно мере в помощью ко­ " Луна-2>, было поле существует, тысячу по раз ,сла­ бее магнитного поля Земли. Земли. все частицы которой ,взаимно при­ тягиваются по Луна должна закону иметь Ньютона, форму трех­ Автоматическая осного эллипсоида. Его малая по­ луось, направленная по оси вра­ щения Луны, и большая полуось, направленная отличаться к от Земле, должl;tЫ средней экватори­ альной полуоси соответственно на 16 и м. Из теории 65 либрации Луны лая полуось лунного при,мерf+О на ней м ,короче сред­ 500 полуос~ направленная длиннее что ма­ эллипсоида экваториальной полуось, на фиаи,чеСII<ОЙ следует, меньшей к полуоси 700 м. Наконец, ,иlз а Земле, почти О'бработки фотографических наблюдений Лу­ ны, выполненных ных телескопах , ность между полуосями ность вить э ти вых равна - 5,8 км. случаях Как т. е. раз­ малой а и раз­ малой со,поста­ Если под понимается фигура , и км, 13,5 мощ­ что средней результаты? двух Луны самых большой между п,олу, осям'и на следует, в пер­ фигурой динамическая такая поверхность, на которой потенциал силы тяже­ сти принимает чение то в одно (уровенная последнем и то же зна­ поверхность), случае имеется в виду чисто геометр и ческ ая фор­ ма Луны, т. е. такая поверхность, которая получил ась бы тате сглаживания неровностей. Поэтому всех данные, найдены из наб­ которые будут спутников с резуль­ от те людений сравн и вать в Луны Луны, можно результатами, полу ­ ченными первыми двумя 'способа­ ми. По-видимому, ОНИ должны быть ближе к тем, кото рые дает нам теория физической либрации Луны , раются 20 ибо на эти результаты наблюдения и опи­ имеют 1- искусственный межпланетная спутник нусственного спутника ориентации; Луны; 2- станция система "Луна-10,,: отделения ис­ Луны; 3 - аппаратура системы астро­ 4 - двигательная установка Более чувствительные тометры, никах, установленные позволят не магни­ на только спут­ точнее бл,юда,ться наlи60льшее напряженности ставлении поля. значение При результатов по,верхности, наблюде­ ной по 9 ап­ ния, кар­ зо,м ний, реля, '110 ,п,о'ля ,с,о ,в,рем,е'не'м. ,и,Н'I'ерес,н'аIЯ информаЦPl1Я 0,6 ,эт,ом IпеС'I'Yп,ает со тину. торые будут выполнены вне маг­ ем с!пуmНИlка «Лун&-1 О». нитного имеющимся зу же cpa~ а,прел,я 1966 г.) измере­ (3 тел,ь,ствуют о нал,и,ч,и'ис,ла60ГО е,ц­ ности HepoAHolro полем пряженностью, шей ,в не'СIКОЛЬКО напряженности поля меж!п,л,анеТНОIГО ма,ГНlИТОС,ПО'КОЙlное Сейчас что 'с еще бо,ль­ пает ,время. ция утверждать, по­ ли Луны 6 также о 9 Солнца (солнечный имодействуя с ветер), магнитным вза­ полем Земли, деформирует его так, что силовые ля линии геомагнитного вытягиваются тивоположную «магнитный межутке в Солнцу, хвост» между угол Солнце - ,сторону, образуя Земли. 5 и 6 Земля - по­ про­ В про­ апреля Луна был близок к нулю. Поэтому, если дочто .1УСТИТЬ, Земли магнитный простирается до хвост орбиты Луны, то в ,Э1'О вре,мя должно на- позво­ том, вы­ вызванного, главным о,бра­ космиче­ ских лучей с поверхностным сло­ лунного вещества. данным, естественных менто,в магнитным лунных хво­ повышен­ взаимодействием напряжен­ магнитным о, гамма-излуче­ Судя радиоактивных (уран, торий, породах, со,ответствует по, содержание эле­ калий-40) в по-видимому, содержанию этих элементо,в в базальтовых породах «Луна-1 О» интересная апреля сивность от поля или ко­ посту­ два частиц обстановке отметили в заря­ интен­ 10-20 раз уровень преВЫШdЮЩУЮ В заключение фона, остановимся исследо,ваниях обстановки счетчика радиации, Земли. информа­ окрестностях Луны. женных идущих вопрос о радиационной рывный частиц, на изменения магнитного ле Луны. Дело ,в том, что непре­ поток ,вероятно, Со спутника магнитного собственное такую стом Земли. п,рос'Гранст'ва рано обнаружено на­ хвоста, лят ответить званы поля 3 получаем Дальнейшие измерения, ния ,ма,гнитного ,пол,я Луны св иде­ ма,гн'ИтнО'ГО и говорят интенсивности оценить величину магнитного поля мы с над различными районами лунной Луны, не и ИЭУЧИ'l'ь lизменеНIИ~ э'l'о­ На,ч,атые проведенных сопо­ апреля 12 ция вблизи Луны. С прово,дилась метеорных торых на микрометеорной частиц, превышает по, 3 регистра­ масса одну ко­ стомил­ лионную долю грамма. Примерно ко,сми­ за 5 ческих лучей. Из наблюдений, про,­ но, 53 удара. Таким образом, сред­ веденных нее число ударо,в на 1 м 2 В 1 се­ о,Ьусло,вленно,го, следует, нитно,го, мость в частицами перио,д по,лнолуния, как случае что" поля, и в существует инт~нси,вности маг­ зависи­ радиации о,т часо,в было, зарегистрирова­ кунду по,чти в дит среднее планетном раз превосхо­ 100 число ударов положения Луны отно,сительно ли­ о том, нии Солнце - ние частиц Луне или Бо,льшо,й Земля. интерес исследо,вание спеКJ1рал!ьне,го, излучения. представляет интенсивности с,остава Данные, и ,гамма­ полученные в КОСМОСЕ «ПРОТОН-3) гично сгущениям, решен чения сгуще­ оно, анало­ имеющимся пространстве, по,зднее, после дополнительных проце,ссы меж­ Вопрос принадлежит ли это межпланетном дет в пространстве. в бу­ полу­ данных. стщrкновения частиц сверхвысоких э,нергиЙ. Новая советская космическая станция «ПРОl1ан-3}), успешный запуск КО110рОЙ был осуществлен Од;но ИЗ 'Основных назначений космических станций се,рии «Про­ тою) - исследование частиц вы­ соких и сверхвысоких энергий в космических лучах. Представ.'Iе­ ние о порядке 'величин этих энер­ гий легко получить, если BC!lIoMнить, что на 1«п,ротоне-1» впервые не!lIосредственным измерить путем энергетический удалось спе!ктр меется, исследования в области подобных энергий пока совершен­ 6 но недостуины крупнейшим временным действующим «Протоне-1}) и «Цротоне-2}). ~pOMe проекти!руе'мым со­ и УСКОРИiтелям. г., призвана ИРОДО.1- «Протон-3}) 3!lИIаратурой сверхтяжелых тарных ских частиц и, в вопрос о ВО3'МЮЖНОСТ'ИI вания гипотетиче'СI{ИХ частности, существо­ частиц с дробным нлеК1iри:ческим за,рядом лучей до энергий в 100000 мил­ лиардов элеlкт;ран-вольт! Разу- можно разрешить, лишь исследуя частиц того, ной 196:6 'ис,следования, МеждУ теМ,многие фундамен­ талЬ'ные вопросы физики элем,ен­ R\осмических первичных июля жить (<<кваркоВ») экспериментально «кварков}) в начатые на снабжен слож­ для ядер и,зучения и первичных поисков Iюсмиче­ лучах. '«Протон-3}), имеющий вес свыше 12 тонн, ,выведен на орбиту с щюгеем 630 коМ и перигеем 190 коМ. Наклонение орбиты 630,5. Период обращения 92,'5 минуты. 21.