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苏联月球轨道器

2020-10-01 11:51 作者:HMS_Titanic-073  | 我要投稿

OKB-1在开发Ye-6月球着陆器的同时,还展开了Ye-7绕月轨道器的研制工作,但这项工作进展得十分缓慢,于是所有设计并制造无人深空探测器的任务从OKB-1转移到了拉沃契金设计局。苏联急切地想拥有超过美国的轨道器,并定于1966年中发射。同时,还必须针对载人登月计划获取可能着陆位置的图像和月球环境数据。另一件事也起到了推进作用,那就是漫长的轨道器研制工作恰逢苏g第23届d代会,因而苏联急需展示其它航天壮举。但是Ye-7还未准备完成,拉沃契总金设计师巴巴金提出用搭载了科学载荷的加压舱取代Ye-6的着陆器,以此完成月球轨道器——Ye-6S,它在不到一个月内就被赶制出来。

Ye-6S月球轨道器

Ye-6S没有用来给电池充电用的太阳能帆板,导致它们的工作时间完全取决于电池的电量。对于Ye-6S,它会以一种自旋稳定的方式分离加压舱来确保加压舱的稳定。加压舱长1.5m,直径0.75m,重248.5kg。它携带了7个为Ye-7研制的仪器,但并不包括摄像机。①磁力仪被安装在一条1.5m长的臂架上②低能X射线和③伽马射线光谱仪的作用是测定月球表面的成分④压电传感器被用来测量微流星体通量⑤红外线辐射仪的作用是测量月球表面发出的热辐射和它的温度⑥气体放电计数器被用来测量月球环境下的太阳和宇宙射线,以及月球电离层内的软性电子⑦离子阱的作用是测量太阳风里的电子和离子.并搜寻月球电离层⑧而SL-1辐射仪被用来测定月球的辐射环境。还有一项关键的研究任务是通过航天器的无线电跟踪来测量月球的重力场(⑨重力场测绘实验仪器)。

搭载科学载荷的加压轨道舱

第一次环绕月球的尝试开始了!1966年3月1日闪电-M运载火箭托举着Ye-6S从拜科努尔发射场奔向了月球。不幸的是,组合体在三级二次点火前的惯性滑行段姿态失控,造成发动机未能点火,并在两天后再入大气层。苏联将它命名为宇宙111号,而非编入月球系列以掩盖其失败。


然而巴巴金又是幸运的,同年3月31日,一个备用轨道器成功被送往月球,命名为月球10号。第二天该航天器执行了一次轨道修正,随后在4月3日,进入350kmx1017km 倾角72°的月球轨道,成为第一个环绕月球同时也是第一个环绕其它天体的航天器。在此之后,加压轨道舱便与巡航级推进舱分离。这一任务及时满足了政治上的目标,成为苏联太空计划史上的又一个里程碑,当代表大会进行到某一时刻时,会场上想起了《国际歌》。月球10号运行了59天,绕轨道运行460圈,在同年5月30日失去联系

成功在美国之前进入绕月轨道并完成了莫斯科想要看到的航天壮举后,巴巴金又恢复了Ye-7轨道飞行器的研制工作,该飞行器的任务是拍摄月球图像。在苏联决定继续采用Ye-6巡航级来执行中段轨道修正和入轨机动后,该轨道飞行器被命名为Ye-6LF(而非Ye-7)

该轨道飞行器取消了会分离的加压轨道舱并换成一个大的圆锥形设备舱,因为这样需要自旋来保持稳定,而该飞行器需要在稳定条件下拍摄,但依然没加装太阳能板,导致寿命较短。Ye-6LF整体总长2.7m,直径1.5m,科学载荷如下

1)传真成像系统

2)低能X射线光谱仪

3)伽马射线光谱仪

1)SL-1辐射仪

5)微流星体探测器

6)紫外线光谱仪

7)长波射电天文学实验仪器

8)重力场测绘实验仪器(利用航天器跟踪技术)

9)月球车车轮驱动技术实验仪器

成像系统与几年前探测3号所采用的传真胶片摄像机相似。当到达某一高度时可拍摄照片,在此高度上获取的图像可以覆盖一片大小为25km²的区域,而1100条扫描线可实现的最大分辨率为15-20m,每次任务配备了两台摄像机。紫外线反射光谱仪的作用是测量表面的结构。其它仪器可以测量关于月球表面或磁场的构成及月球环境下的辐射及微流星体和不规则重力场。 除了搭载科学仪器外,航天器还要完成对用于真空环境下工作的齿轮和轴承的润滑剂的技术测试任务, 它将在今后的月球车任务上运用。


Ye-6LF结构图

1966年8月24日,该系列第一个航天器成功发射,它在8月28日进入了一条160km×1193km 倾角为27°的绕月轨道,后被命名为月球11号。西方预计苏联有可能发回图像,但苏联对传输的信号进行了重新编码,以防被焦德雷尔班克天文台这样的机构截获。然而姿态控制推进器发生了故障,造成摄像机或紫外线仪器无法瞄准月球表面,研究人员怀疑有东西卡在了推进器的喷管里。 更糟糕的是,X射线和伽马射线光谱仪也出现了故障,航天器进入了自旋稳定模式,不过其他的实验设备看起来工作状况令人满意。38天后(也就是1966年10月1日,可以算是历史上的今天)航天器沿绕月轨道运行了277周,电池耗尽。苏联在报道中声称这次任务取得了成功,但并未提及拍摄图像之事。

任务徽章

1966年10月22日,被称为月球12号的Ye-6LF系列第二个航天器发射,于25日进入了一条103km×1742km,倾角为36.6°的绕月轨道,它并没有遇到之前几个航天器上发生的问题,只是紫外线光谱仪再一次出现了故障,它的主要目标是拍摄月球的照片(月球11号没能做到这一点),以及继续测绘重力场。 10月29日,航天器发送了它的首批照片,在这一点上,苏联比美国晚了两个月。两台摄像机发回了总共40幅图像。航天器完成成像后,便进入了自旋稳定模式,其他任务开展得也较为顺利,包括对月球车的电动马达进行测试。 然而姿态控制推进器又发生了故障使得它无法升高近月点来作出补偿。最后,在1967年1月19日航天器在运行85天,沿轨道运行602周后,终止了通信。

月球12所拍摄的月球照片

在这次飞行后,拉沃契金设计局对Ye-6S进行改造,不仅能获取更精确的月球重力场数据,还能测试载人登月的深空通信能力。该轨道器被命名为Ye-6LS。

Ye-6LS科学载荷如下

1)月球通信系统测试

2)宇宙射线探测器

3)太阳风等离子传感器

4)辐射剂量计

5)重力场测绘实验仪器(利用航天器跟踪技术)

6)月球车车轮驱动技术实验仪器

1967年5月16日,Ye-6LS进行了一次试验性飞行,计划进入远地点250000km的高椭圆轨道,但三级的过早关闭导致只进入260km×60170km的轨道,但航天器依旧完成了原定任务,被命名为宇宙159号,并于1967年11月11日再入。

然而月球轨道器改型在1968年2月7日的第二次发射尝试遭遇了失败。由于推进剂管理系统故障,火箭二级在T+524s过早耗尽燃料,导致未进入停泊轨道。

该型号最后一个航天器于1968年4月5日发射,成功进入了一条160km×870km 倾角42°的月球轨道,并被命名为月球14号。月球14号的主要目标是要对用于载人登月计划的新型通信系统进行测试,其他目标包括继续研究月球辐射和等离子体环境,以及利用新的导航系统对月球重力场及天平动进行更精确的测绘,航天器还要开展其他一些针对月球车发动机的工程测试,包括在真空环境下工作的齿轮、滚珠轴承和润滑剂。

至此,苏联探月计划暂时结束

任务徽章




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