Перед первой высадкой людей Луна оставалась незнакомой опорой. Телескопы показывали кратеры и сравнительно гладкие равнины, однако по этим снимкам нельзя было надежно рассчитать посадочные опоры, оценить сцепление с поверхностью и понять, какие породы скрывает слой пыли. Советская станция «Луна-9» совершила первую мягкую посадку и показала, что поверхность выдерживает небольшой аппарат. Американская серия Surveyor продолжила проверку: инженерам программы Apollo нужны были крупные планы камней и склонов, данные о реакции грунта на посадку и его химическом составе.
Задачи миссии Surveyor 5 перед высадкой человека на Луну
8 сентября 1967 года Surveyor 5 стартовал с мыса Канаверал на ракете Atlas-Centaur. До него мягко сели Surveyor 1 и Surveyor 3; Surveyor 2 разбился, а связь с Surveyor 4 пропала перед достижением поверхности.
На трехногой платформе находились телевизионная камера, магнит на одной из опор и новый альфа-рассеивающий анализатор. Камера должна была осмотреть площадку, посадочная телеметрия — показать поведение аппарата при касании, а анализатор — впервые определить состав лунного вещества на месте. Целью выбрали юго-восточную часть Моря Спокойствия, одного из районов, изучавшихся в интересах будущих пилотируемых экспедиций.
Утечка гелия и новая схема торможения Surveyor 5
После коррекции траектории в регуляторе давления возникла утечка. Гелий на Surveyor 5 не был топливом: он создавал давление в баках и подавал компоненты топлива к трем малым двигателям, которые управляли аппаратом и завершали торможение. Потеря газа могла оставить станцию без тяги в последние минуты спуска. Инженеры Лаборатории реактивного движения NASA и компании Hughes изменили последовательность торможения: заранее включили малые двигатели, а основную тормозную ракету запустили позже обычного. Благодаря сокращенному финальному участку оставшегося давления хватило до посадки.
Посадка Surveyor 5 в Море Спокойствия
11 сентября в 03:46:42 по московскому времени Surveyor 5 мягко сел в Море Спокойствия. Ошибка относительно расчетной точки составила около 29 км. Аппарат попал на внутренний склон небольшого безвалового кратера с уклоном примерно 20 градусов, проскользил по грунту и остановился, сохранив устойчивость и связь с Землей. На снимках осталась борозда от проскользившей опоры. Этот след и данные о касании помогли оценить механические свойства грунта на склоне.
Первый химический анализ лунного грунта
Опущенный на поверхность анализатор облучал грунт альфа-частицами и регистрировал энергию рассеянных частиц и возникавших протонов. По полученным спектрам исследователи оценивали относительное содержание основных элементов — без доставки образца на Землю.
Surveyor 5 провел первый анализ грунта непосредственно на Луне и вообще на другом небесном теле. Самыми распространенными элементами на площадке оказались кислород, кремний и алюминий; больше половины атомов приходилось на кислород, связанный в минералах, а общий состав соответствовал силикатной породе базальтового типа.
Такой результат поддержал представление о вулканическом происхождении лунных морей и прошлом плавлении вещества Луны. Их историю вулканизма продолжают уточнять по доставленным образцам и данным новых станций.
Снимки Surveyor 5 и значение миссии для программы Apollo
За время работы Surveyor 5 передал 20 018 изображений, причем 18 006 из них пришли до первой лунной ночи. Станция снова вышла на связь следующим лунным днем и отправила последние кадры в декабре.
Еще один опыт состоялся 13 сентября: три посадочных двигателя включили на 0,55 секунды, однако заметного кратера или большого облака пыли под аппаратом не возникло. Эти результаты вошли в общую картину, собранную пятью успешно севшими аппаратами серии. Их снимки, посадочная телеметрия и измерения несущей способности грунта помогли выбрать площадки и подтвердили, что поверхность выдержит лунный модуль.
Менее чем через два года Нил Армстронг и Базз Олдрин высадились в том же Море Спокойствия, где уже работала спасенная автоматическая лаборатория. Связь с Surveyor 5 прервалась в декабре 1967 года. К этому времени станция добавила к данным предшественников измерения свойств грунта и первый химический анализ на месте.
Ранее Наука Mail рассказала, как станция «Луна-24» пробурила лунный грунт и доставила его на Землю.