Полет и посадка автоматической станции «Луна-17»

Полет автоматической станции «Луна-17» можно разбить на несколько этапов. На первом этапе автоматическая станция вместе с последней ступенью ракеты-носителя была выведена на околоземную орбиту с перигеем 187 км, апогеем 205 км и наклонением 51°,6.


По сигналу бортового программно-временного устройства через 65 мин с момента старта был включен двигатель последней ступени. После сообщения необходимой скорости двигатель выключился, автоматическая станция отделилась от последней ступени ракеты-носителя и перешла на траекторию полета к Луне. Наземные командно-измерительные пункты осуществляли телеметрический контроль бортовых систем и обеспечили измерения параметров движения станции. Математическая обработка результатов траекторных измерений, проводившаяся Координационно-вычислительным центром, позволила определить параметры фактической траектории движения. Их значения оказались достаточно близкими к расчетным, однако для обеспечения выхода автоматической станции точно в заданный момент времени в расчетный район окололунного пространства 12 ноября 1970 г. была намечена и осуществлена коррекция траектории движения станции.

Схема полета станции «Луна-17»

Схема полета станции «Луна-17»

Исходные данные для проведения коррекции траектории (величина и направление корректирующего импульса, а также время включения двигателя) были рассчитаны в Координационно-вычислительном центре по результатам обработки траекторных измерений. Эти данные в виде специальных групп радиокоманд — кодограмм были переданы на борт автоматической станции и заложены в блок памяти программно-временного устройства.
В начале сеанса коррекции станция с помощью системы управления и оптических приборов системы астроориентации была точно сориентирована в пространстве относительно Солнца и Земли в заданном для коррекции направлении. После завершения всех подготовительных операций по команде системы управления включился двигатель посадочной ступени, сообщивший станции необходимый корректирующий импульс. Проведенная коррекция предназначалась для ликвидации незначительных отклонений траектории движения станции от расчетной. В момент проведения коррекции автоматическая станция находилась на расстоянии 223 тыс. км от Земли.
На участке движения станции после коррекции проводились траекторные измерения и телеметрический контроль исполнения коррекции. Определенные по результатам траекторных измерений параметры новой траектории движения станции подтвердили высокую точность исполнения коррекции. Такая точность позволяла отказаться от одного из двух запланированных маневров на окололунной орбите и тем самым сократить время пребывания автоматической станции на орбите искусственного спутника Луны на одни сутки. В результате достигалось увеличение времени активной работы лунохода на поверхности Луны в течение первого лунного дня. Для осуществления соответствующей корректировки программы полета требовалось изменение прицельной точки в районе Луны и времени прилета в эту точку таким образом, чтобы к моменту посадки автоматической станции след орбиты спутника Луны проходил через выбранную точку посадки. Это было достигнуто в результате проведенной 14 ноября 1970 г. второй коррекции траектории полета, выполненной на расстоянии 356 тыс. км от Земли, энергетические затраты при этом были незначительны. Обработка результатов траекторных измерений, проведенных после выполнения второй коррекции, подтвердила высокую точность исполнения коррекции.
Перед подлетом к Луне началась подготовка систем автоматической станции к переходу на орбиту искусственного спутника Луны. Станция опять была сориентирована в пространстве по Солнцу и Земле и развернута в требуемое положение.
При достижении станцией заданного района окололунного пространства была произведена подготовка и осуществлено включение двигателя с целью уменьшения скорости подлета к Луне и перевода станции на орбиту спутника Луны. В результате проведенного торможения автоматическая станция «Луна-17» перешла на селеноцентрическую орбиту искусственного спутника Луны со следующими параметрами: высота над поверхностью Луны — 85 км, наклонение орбиты к плоскости лунного экватора — 141°, период обращения вокруг Луны — 1 час 56 мин.
В дальнейшем была успешно решена сложная задача формирования предпосадочной орбиты с низким периселением. Такая орбита была необходима для создания оптимальных условий работы автономных систем управления на участках спуска и посадки станции на поверхность Луны.
Для обеспечения посадки станции в заданный район лунной поверхности 16 ноября было произведено маневрирование в окололунном пространстве. Для проведения коррекции автоматическая станция была сориентирована в пространстве по Солнцу и Земле. Поскольку операция поиска Земли производилась здесь в непосредственной близости от Луны, освещенной Солнцем, было весьма важно, чтобы приборы отличали Землю от Луны. Эта задача была решена с помощью специальных датчиков системы астроориентации, обеспечивающих «захват» Земли. Бортовые системы точно сориентировали станцию по Земле и Солнцу, и в расчетное время был включен двигатель посадочной ступени. В результате этого станция перешла на эллиптическую орбиту с минимальным удалением от поверхности Луны около 19 км. При этом одновременно была повернута плоскость орбиты на 1° для того, чтобы к моменту посадки проекция орбиты на поверхность Луны проходила через выбранную точку посадки.
Проведенные после выполнения орбитального маневра траекторные измерения подтвердили, что маневр был выполнен с высокой точностью.
Успешное выполнение оперативного изменения программы полета продемонстрировало большие возможности наземного измерительного комплекса и бортовых систем автоматической станции.
17 ноября 1970 г. был начат один из наиболее ответственных этапов полета автоматической станции — подготовка к осуществлению мягкой посадки на лунную поверхность.
После проведения сеансов измерения параметров орбиты, передачи на борт кодограмм и соответствующей угловой ориентации автоматической станции в пространстве в 6 час 41 мин 13,8 сек по московскому времени был включен основной двигатель. Высота над поверхностью Луны в этот момент составляла 22 км, продольная скорость — 1692 м/сек. После включения двигателя станция перешла на траекторию снижения и торможения.
Управление параметрами траектории снижения производилось на основе информации о скорости, высоте над поверхностью Луны и углах отклонения станции от заданного положения.
По завершении первого этапа торможения двигатель был выключен. В момент выключения двигателя высота над поверхностью составляла 2300 м. После выключения двигателя станция перешла на пассивный вертикальный участок траектории снижения. На высоте около 700 м по сигналу системы управления был второй раз включен основной двигатель.
Поддержание заданного соотношения параметров движения осуществлялось путем регулирования тяги тормозного двигателя на основе информации о высоте скорости полета и станции над поверхностью Луны и угловом положении станции относительно заданной вертикали.
На высоте около 20 м система управления выключила основной тормозной двигатель и включила двигатели малой тяги. С этого момента станция перешла на режим снижения с постоянной скоростью.

В непосредственной близости от поверхности Луны система управления отключила двигатели малой тяги, и автоматическая станция «Луна-17» мягко опустилась на поверхность Луны. Параметры движения станции в момент касания поверхности были следующими: вертикальная скорость снижения — около 3,5 м/сек, боковые составляющие скорости не превышали 0,5 м/сек.
Станция достигла поверхности Луны в районе Моря Дождей 17 ноября 1970 г. в 6 час 46 мин 50 сек по московскому времени. Координаты точки посадки автоматической станции «Луна-17» составляют: широта — 38°17′ с. ш., долгота — 35°00′ з. д. Отклонение от расчетной точки посадки незначительно.
Последовательность операций во время полета приведена в таблице:

Дата и время

Операция

10 ноября17 час 44 мин Старт станции «Луна-17» с пусковой установки космодрома Бай­конур. Выведение с помощью ракеты-носителя на промежуточную околоземную орбиту
18 час 56 мин Конец работы последней ступени ракеты-носителя при выводе станции на траекторию перелета Земля—Луна; отделение стан­ции от последней ступени
19     час 44 мин20      час 08 мин Первый, на участке полета к Луне, сеанс радиосвязи. Траекторные измерения (определение радиотехническими средствами даль­ности, скорости и топоцентрических координат: угла места и ази­мута) и передача телеметрических данных, содержащих сведения о состоянии и работе систем, температуре и давлении внутри раз­личных отсеков станции
20 час 14 мин Сеанс радиосвязи. Открытие панели солнечной батареи и ориен­тация ее на Солнце с помощью грубых солнечных датчиков; при­дание вращения станции для обеспечения нормального теплового режима; прием телеметрической информации о состоянии и работе основных систем; траекторные измерения
23 час 24 мин11 ноября18 час 49 мин Сеансы радиосвязи. Траекторные измерения и прием телеметри­ческой информации о состоянии основных систем
Дата и время Операция
23 час. 54 мин.12 ноября00 час 29 мин Сеанс радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения первой коррекции траектории перелета Земля—Луна. Контроль правильности ввода кодограмм в программно-временное устрой­ство и настройка автоматов управления двигательной уста­новки. Прием телеметрической информации о состоянии основных систем
00 час 51 мин — 02 час 15 мин Сеанс коррекции траектории. Измерение радиальной скорости. Закрытие панели солнечной батареи. Грубая и затем точная сол­нечная ориентация и ориентация на Землю. Подготовка системы управления; выставка продольной оси станции в заданном на­правлении. Работа двигательной установки в режиме коррекции. Автоматическое выключение двигателя. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппаратуры в течение всего сеанса по телеметрическим данным. Открытие солнечной батареи и ори­ентация на Солнце. Придание вращения относительно продольной оси для обеспечения нормального теплового режима
02 час 24 мин13 ноября19 час 23 мин Сеансы радиосвязи. Траекторные измерения и прием телеметри­ческой информации о состоянии основных систем
22   час 54 мин—23      час 23 мин Сеанс радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения второй коррекции траектории перелета. Контроль правильности ввода данных в программно-временное устройство и настройки автоматов управления двигательной установкой. Прием телемет­рической информации о состоянии основных систем
23 час 51 мин Сеанс второй коррекции траектории
14 ноября01 час 21 мин Измерение радиальной скорости. Закрытие солнечной батареи. Грубая и затем точная солнечная ориентация и ориентация на Землю. Подготовка системы управления, выставка продольной оси станции в заданном направлении. Работа двигательной установки в режиме коррекции. Автоматическое выключение двигателя. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппаратуры в течение всего сеанса по телеметрическим данным. Открытие солнечной батареи и ориентация на Солнце с помощью грубых солнечных датчиков; придание вращения станции относи­тельно продольной оси для обеспечения нормального теплового режима
01 час 24 мин15 ноября00 час 10 мин Сеансы радиосвязи. Траекторные измерения и прием телеметри­ческой информации о состоянии основных систем
Дата и время

Операция

1       час 50 мин—2          час 15 мин Сеанс радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения первого торможения с целью перевода станции на орбиту искус­ственного спутника Луны. Контроль правильности ввода данных в программно-временное устройство и настройка автоматов управ­ления двигательной установкой. Прием телеметрической инфор­мации о состоянии основных систем
02 час 52 мин Начало сеанса первого торможения. Измерение радиальной ско­рости. Закрытие солнечной батареи. Грубая и затем точная сол­нечная ориентация и ориентация на Землю. Подготовка системы управления: передача управления гироскопической системе. Кон­троль выполнения операций и состояния бортовой аппаратуры по телеметрическим данным
03 час 50 мин 17 сек Конец приема радиосигналов вследствие захода станции за Луну. Выставка продольной оси станции в заданном направлении. Вклю­чение двигательной установки в режиме торможения. Автомати­ческое выключение двигателя. Переход на орбиту искусственного спутника Луны.Открытие солнечной батареи и ориентация на Солнце
04 час 12 мин 20 сек —04 час 37 мин Начало приема радиосигналов при выходе станции из-за Луны. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппарату­ры по телеметрическим данным. Придание вращения станции от­носительно продольной оси для обеспечения нормального тепло­вого режима. Проведение траекторных измерений
04 час 38 мин— 23 час 56 мин Сеансы радиосвязи. Траекторные измерения и прием телеметри­ческой информации о состоянии основных систем
23 час 58 мин16 ноября00 час 11 мин03 час 25 мин— 03 час 40 мин Сеансы радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения коррекции с целью понижения высоты перицентра и изменения положения плоскости орбиты. Контроль правильности ввода дан­ных в программно-временное устройство и настройка автоматов управления двигательной установкой. Прием телеметрической информации о состоянии основных систем.
03 час 42 мин Начало сеанса коррекции. Измерение радиальной скорости. За­крытие солнечной батареи. Грубая и затем точная солнечная ори­ентация земных датчиков по сигналу автономного прибора раз­решения ориентации по Земле и ориентация на Землю. Подготовка системы управления: передача управления гироскопической си­стеме. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппа­ратуры по телеметрическим данным. Выключение передающей и телеметрической аппаратуры.
Дата и время

Операция

1       час 50 мин—2          час 15 мин Сеанс радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения первого торможения с целью перевода станции на орбиту искус­ственного спутника Луны. Контроль правильности ввода данных в программно-временное устройство и настройка автоматов управ­ления двигательной установкой. Прием телеметрической инфор­мации о состоянии основных систем
02 час 52 мин Начало сеанса первого торможения. Измерение радиальной ско­рости. Закрытие солнечной батареи. Грубая и затем точная сол­нечная ориентация и ориентация на Землю. Подготовка системы управления: передача управления гироскопической системе. Кон­троль выполнения операций и состояния бортовой аппаратуры по телеметрическим данным
03 час 50 мин 17 сек Конец приема радиосигналов вследствие захода станции за Луну. Выставка продольной оси станции в заданном направлении. Вклю­чение двигательной установки в режиме торможения. Автомати­ческое выключение двигателя. Переход на орбиту искусственного спутника Луны.Открытие солнечной батареи и ориентация на Солнце
04 час 12 мин 20 сек —04 час 37 мин Начало приема радиосигналов при выходе станции из-за Луны. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппарату­ры по телеметрическим данным. Придание вращения станции от­носительно продольной оси для обеспечения нормального тепло­вого режима. Проведение траекторных измерений
04 час 38 мин— 23 час 56 мин Сеансы радиосвязи. Траекторные измерения и прием телеметри­ческой информации о состоянии основных систем
23 час 58 мин16 ноября00 час 11 мин03 час 25 мин— 03 час 40 мин Сеансы радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения коррекции с целью понижения высоты перицентра и изменения положения плоскости орбиты. Контроль правильности ввода дан­ных в программно-временное устройство и настройка автоматов управления двигательной установкой. Прием телеметрической информации о состоянии основных систем.
03 час 42 мин Начало сеанса коррекции. Измерение радиальной скорости. За­крытие солнечной батареи. Грубая и затем точная солнечная ори­ентация земных датчиков по сигналу автономного прибора раз­решения ориентации по Земле и ориентация на Землю. Подготовка системы управления: передача управления гироскопической си­стеме. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппа­ратуры по телеметрическим данным. Выключение передающей и телеметрической аппаратуры.
Дата и время

Операция

1       час 50 мин—2          час 15 мин Сеанс радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения первого торможения с целью перевода станции на орбиту искус­ственного спутника Луны. Контроль правильности ввода данных в программно-временное устройство и настройка автоматов управ­ления двигательной установкой. Прием телеметрической инфор­мации о состоянии основных систем
02 час 52 мин Начало сеанса первого торможения. Измерение радиальной ско­рости. Закрытие солнечной батареи. Грубая и затем точная сол­нечная ориентация и ориентация на Землю. Подготовка системы управления: передача управления гироскопической системе. Кон­троль выполнения операций и состояния бортовой аппаратуры по телеметрическим данным
03 час 50 мин 17 сек Конец приема радиосигналов вследствие захода станции за Луну. Выставка продольной оси станции в заданном направлении. Вклю­чение двигательной установки в режиме торможения. Автомати­ческое выключение двигателя. Переход на орбиту искусственного спутника Луны.Открытие солнечной батареи и ориентация на Солнце
04 час 12 мин 20 сек —04 час 37 мин Начало приема радиосигналов при выходе станции из-за Луны. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппарату­ры по телеметрическим данным. Придание вращения станции от­носительно продольной оси для обеспечения нормального тепло­вого режима. Проведение траекторных измерений
04 час 38 мин— 23 час 56 мин Сеансы радиосвязи. Траекторные измерения и прием телеметри­ческой информации о состоянии основных систем
23 час 58 мин16 ноября00 час 11 мин03 час 25 мин— 03 час 40 мин Сеансы радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения коррекции с целью понижения высоты перицентра и изменения положения плоскости орбиты. Контроль правильности ввода дан­ных в программно-временное устройство и настройка автоматов управления двигательной установкой. Прием телеметрической информации о состоянии основных систем.
03 час 42 мин Начало сеанса коррекции. Измерение радиальной скорости. За­крытие солнечной батареи. Грубая и затем точная солнечная ори­ентация земных датчиков по сигналу автономного прибора раз­решения ориентации по Земле и ориентация на Землю. Подготовка системы управления: передача управления гироскопической си­стеме. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппа­ратуры по телеметрическим данным. Выключение передающей и телеметрической аппаратуры.
Дата и время

Операция

04 час 37 мин 09 сек Заход станции за Луну. Выставка продольной оси станции в за­данном направлении. Включение двигательной установки в ре­жиме коррекции. Автоматическое выключение двигателя
05 час 20 мин— 05 час 40 мин Выход станции из-за Луны по новой орбите; продолжение сеанса коррекции. Включение передающей и телеметрической аппаратуры. Контроль выполнения операций и состояния бортовой аппарату­ры по телеметрическим данным. Открытие солнечной батареи и ориентация на Солнце с помощью грубых солнечных датчиков; придание вращения станции относительно продольной оси для обеспечения нормального теплового режима. Проведение траекторных измерений
05 час 53 мин Сеансы радиосвязи. Траекторные измерения и прием телеметри­ческой информации о состоянии основных систем
17 ноября02 час 33 мин02 час 35 мин — 02 час 50 мин 04 час 02 мин — 04 час 13 мин Сеанс радиосвязи. Настройка бортовых систем для проведения второго торможения с целью посадки станции в заданную точку поверхности Луны. Контроль правильности ввода данных в про­граммно-временное устройство и настройка автомата управления двигательной установкой. Прием телеметрической информации о состоянии основных систем
04 час 15 мин Начало сеанса второго торможения. Измерение радиальной ско­рости. Закрытие солнечной батареи. Грубая и затем точная сол­нечная ориентация; включение земных датчиков по сигналу авто­номного прибора разрешения ориентации по Земле и ориентация на Землю. Подготовка системы управления; передача управления гироскопической системе. Контроль выполнения операций и со­стояния бортовой аппаратуры по телеметрическим данным
05 час 07 мин 54 сек Конец приема радиосигналов вследствие захода станции за Луну
05 час 53 мин 42 сек Начало приема радиосигналов; выход станции из-за Луны. Ста­билизация с помощью гироскопической системы. Проверка ори­ентации станции по солнечным и земным датчикам. Выставка про­дольной оси в заданном направлении. Включение радиовысото­мера и доплеровского измерителя скорости. Непрерывный кон­троль работы всех систем по телеметрическим данным
06 час 41 мин 05 сек Отделение сбрасываемых отсеков. Включение тормозной двига­тельной установки. Регулирование параметров движения по тра­ектории посадки по сигналам радиовысотомера и доплеровского измерителя скорости
06 час 46 мин 50 сек Автоматическая лунная станция «Луна-17» совершила мягкую посадку в заданный район лунной поверхности
Реклама
Запись опубликована в рубрике История космонавтики с метками , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s