Lądowanie na Księżycu

Ten artykuł dotyczy ogólnego tematu lądowania na Księżycu. Aby zapoznać się z pierwszym lądowaniem na Księżycu z załogą, zobacz Apollo 11 i Apollo . W przypadku innych zastosowań zobacz Lądowanie na Księżycu (ujednoznacznienie) .

„Wyścig na Księżyc” przekierowuje tutaj. Aby zapoznać się z tematem zimnej wojny, zobacz Space Race .

Klikalna mapa lokalizacji wszystkich dotychczasowych udanych miękkich lądowań na bliższej stronie Księżyca ( u góry).    Program Luna (ZSRR)    Program Chang'e (Chiny)    Program geodetów (USA)    Program Apollo (USA) Daty to daty wyładunku w uniwersalnym czasie koordynowanym . Z wyjątkiem programu Apollo wszystkie miękkie lądowania odbywały się bez załogi.

Kadr z transmisji wideo wykonanej na chwilę przed tym, jak Neil Armstrong jako pierwszy człowiek stanął na powierzchni Księżyca, o godzinie 02:56 UTC 21 lipca 1969 r. Szacuje się, że wydarzenie to oglądało 500 milionów ludzi na całym świecie, największa widownia telewizyjna w historii transmisja na żywo w tym czasie.

Lądowanie na Księżycu to przybycie statku kosmicznego na powierzchnię Księżyca . Obejmuje to zarówno misje z załogą, jak i roboty. Pierwszym stworzonym przez człowieka obiektem, który dotknął Księżyca, była radziecka Łuna 2 13 września 1959 r.

Amerykański Apollo 11 był pierwszą misją załogową, która wylądowała na Księżycu 20 lipca 1969 r. W latach 1969–1972 odbyło się sześć lądowań z załogą w USA oraz liczne lądowania bez załogi, bez miękkich lądowań między 22 sierpnia 1976 r. a 14 grudnia 2013.

Stany Zjednoczone są jedynym krajem, który z powodzeniem przeprowadził załogowe misje na Księżyc, a ostatni opuścił powierzchnię Księżyca w grudniu 1972 r. Wszystkie miękkie lądowania odbywały się po bliższej stronie Księżyca do 3 stycznia 2019 r., kiedy to chiński Chang ' Statek kosmiczny e4 wykonał pierwsze lądowanie po niewidocznej stronie Księżyca .

Lądowania bez załogi

Znaczek z rysunkiem pierwszej sondy miękko lądującej Luna 9 , obok pierwszego widoku powierzchni Księżyca sfotografowanego przez sondę.

Po nieudanej próbie wylądowania na Księżycu przez Lunę 1 w 1959 roku Związek Radziecki wykonał pierwsze twarde lądowanie na Księżycu – „twarde”, co oznacza, że ​​statek kosmiczny celowo rozbija się o Księżyc – później w tym samym roku ze statkiem kosmicznym Luna 2 , wyczynem USA duplikat w 1962 roku z Ranger 4 . Od tego czasu dwanaście sowieckich i amerykańskich statków kosmicznych używało rakiet hamujących ( retrorockets ) do miękkich lądowań i przeprowadzać operacje naukowe na powierzchni Księżyca w latach 1966-1976. W 1966 roku ZSRR dokonał pierwszych miękkich lądowań i wykonał pierwsze zdjęcia z powierzchni Księżyca podczas misji Luna 9 i Luna 13 . Stany Zjednoczone wykonały pięć miękkich lądowań Surveyora bez załogi.

Związek Radziecki dokonał pierwszego zwrotu próbki księżycowej gleby bez załogi za pomocą sondy Luna 16 24 września 1970 r. Następnie Luna 20 i Luna 24 odpowiednio w 1972 i 1976 r. Po niepowodzeniu podczas startu w 1969 roku pierwszego Lunochoda , Luna E-8 nr 201 , Luna 17 i Luna 21 były udanymi misjami łazików księżycowych bez załogi w 1970 i 1973 roku.

Wiele misji zakończyło się niepowodzeniem podczas startu. Ponadto kilka misji lądowania bez załogi dotarło na powierzchnię Księżyca, ale zakończyły się niepowodzeniem, w tym: Luna 15 , Luna 18 i Luna 23 wszystkie rozbiły się podczas lądowania; a US Surveyor 4 stracił kontakt radiowy na chwilę przed lądowaniem.

Niedawno inne narody rozbiły statek kosmiczny na powierzchni Księżyca z prędkością około 8000 kilometrów na godzinę (5000 mil na godzinę), często w dokładnie zaplanowanych miejscach. Były to generalnie wycofane z eksploatacji orbitery księżycowe, które z powodu degradacji systemu nie były już w stanie przezwyciężyć zakłóceń wynikających z koncentracji masy księżycowej („maskony”) w celu utrzymania swojej orbity. Japoński orbiter księżycowy Hiten uderzył w powierzchnię Księżyca 10 kwietnia 1993 r. Europejska Agencja Kosmiczna przeprowadziła kontrolowane zderzenie ze swoim orbiterem SMART-1 w dniu 3 września 2006 r.

Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych (ISRO) przeprowadziła kontrolowane zderzenie z sondą Moon Impact Probe (MIP) w dniu 14 listopada 2008 r. MIP była sondą wyrzuconą z indyjskiego orbitera księżycowego Chandrayaan-1 i przeprowadziła eksperymenty teledetekcji podczas zejścia na księżyc powierzchnia.

Chiński orbiter księżycowy Chang'e 1 dokonał kontrolowanego zderzenia z powierzchnią Księżyca w dniu 1 marca 2009 r. Misja łazika Chang'e 3 wylądowała miękko 14 grudnia 2013 r., podobnie jak jego następca, Chang'e 4 , w dniu 3 Styczeń 2019 r. Wszystkie miękkie lądowania z załogą i bez załogi miały miejsce po bliższej stronie Księżyca , aż do 3 stycznia 2019 r., kiedy to chiński statek kosmiczny Chang'e 4 wykonał pierwsze lądowanie po drugiej stronie Księżyca .

22 lutego 2019 r. izraelska prywatna agencja kosmiczna SpaceIL wystrzeliła statek kosmiczny Beresheet na pokładzie Falcona 9 z Cape Canaveral na Florydzie z zamiarem miękkiego lądowania. SpaceIL stracił kontakt ze statkiem kosmicznym i rozbił się o powierzchnię 11 kwietnia 2019 r.

Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych wystrzeliła Chandrayaan-2 22 lipca 2019 r. Z lądowaniem zaplanowanym na 6 września 2019 r. Jednak na wysokości 2,1 km od Księżyca, kilka minut przed miękkim lądowaniem, lądownik stracił kontakt z sterownią.

Lądowanie z załogą

Dalsze informacje: program Apollo

Zobacz też: Lista osób, które chodziły po Księżycu

Widok przez okno modułu księżycowego Orion krótko po wylądowaniu Apollo 16 .

Na Księżycu wylądowało w sumie dwunastu ludzi. Osiągnięto to dzięki dwóm amerykańskim pilotom-astronautom latającym modułem księżycowym na każdej z sześciu misji NASA w okresie 41 miesięcy, począwszy od 20 lipca 1969 r., z Neilem Armstrongiem i Buzzem Aldrinem na Apollo 11 , a kończąc 14 grudnia 1972 r . Jacka Schmitta na Apollo 17 . Cernan był ostatnim człowiekiem, który zszedł z powierzchni Księżyca.

Wszystkie misje księżycowe Apollo miały trzeciego członka załogi, który pozostał na pokładzie modułu dowodzenia . Ostatnie trzy misje obejmowały kierowany łazik księżycowy, Lunar Roving Vehicle , w celu zwiększenia mobilności.

Tło naukowe

Aby dostać się na Księżyc, statek kosmiczny musi najpierw opuścić studnię grawitacyjną Ziemi ; obecnie jedynym praktycznym środkiem jest rakieta . W przeciwieństwie do pojazdów latających, takich jak balony i odrzutowce , rakieta może nadal przyspieszać w próżni poza atmosferą .

Po zbliżeniu się do docelowego księżyca statek kosmiczny będzie przyciągany coraz bliżej jego powierzchni z rosnącą prędkością z powodu grawitacji. Aby wylądować w stanie nienaruszonym, musi zwolnić do mniej niż około 160 kilometrów na godzinę (99 mil na godzinę) i być wzmocniony, aby wytrzymać uderzenie „twardego lądowania” lub musi zwolnić do znikomej prędkości w kontakcie w celu „miękkiego lądowania” (jedyny opcja dla ludzi). Pierwsze trzy próby USA wykonania udanego twardego lądowania na Księżycu za pomocą wzmocnionego sejsmometru pakiet w 1962 wszystko zawiodło. Sowieci po raz pierwszy osiągnęli kamień milowy twardego lądowania na Księżycu za pomocą wzmocnionej kamery w 1966 roku, a zaledwie kilka miesięcy później nastąpiło pierwsze miękkie lądowanie na Księżycu bez załogi w USA

Prędkość lądowania awaryjnego na jego powierzchni wynosi zwykle od 70 do 100% prędkości ucieczki docelowego księżyca, a zatem jest to całkowita prędkość, która musi zostać zrzucona z przyciągania grawitacyjnego docelowego księżyca, aby nastąpiło miękkie lądowanie. W przypadku Księżyca Ziemi prędkość ucieczki wynosi 2,38 km na sekundę (1,48 mil/s). Zmiana prędkości (określana jako delta-v ) jest zwykle zapewniana przez rakietę do lądowania, która musi zostać przeniesiona w przestrzeń kosmiczną przez oryginalną rakietę nośną jako część całego statku kosmicznego. Wyjątkiem jest miękkie lądowanie księżyca na Tytanie przeprowadzone przez sondę Huygens w 2005 r. Jako księżyc z najgęstszą atmosferą, lądowania na Tytanie można przeprowadzić przy użyciu technik wejścia w atmosferę, które są generalnie lżejsze niż rakieta o równoważnych możliwościach.

Sowietom udało się dokonać pierwszego awaryjnego lądowania na Księżycu w 1959 roku. Lądowania awaryjne mogą wystąpić z powodu awarii statku kosmicznego lub mogą być celowo ustawione dla pojazdów, które nie mają na pokładzie rakiety do lądowania. Było wiele takich katastrof na Księżycu , często z kontrolowanym torem lotu, aby uderzyć w precyzyjne miejsca na powierzchni Księżyca. Na przykład podczas programu Apollo trzeci stopień S-IVB rakiety Saturn V oraz zużyty stopień wznoszenia Modułu Księżycowego zostały celowo kilkakrotnie rozbite na Księżycu, aby zapewnić uderzenia zarejestrowane jako trzęsienie księżyca na sejsmometrach pozostawionych na powierzchni Księżyca. Takie zderzenia odegrały kluczową rolę w mapowaniu wewnętrznej struktury Księżyca .

Aby powrócić na Ziemię, należy pokonać prędkość ucieczki Księżyca, aby statek kosmiczny mógł uciec ze studni grawitacyjnej Księżyca. Rakiety muszą być użyte do opuszczenia Księżyca i powrotu w kosmos. Po dotarciu na Ziemię stosuje się techniki wejścia w atmosferę, aby pochłonąć energię kinetyczną powracającego statku kosmicznego i zmniejszyć jego prędkość w celu bezpiecznego lądowania. Funkcje te znacznie komplikują misję lądowania na Księżycu i prowadzą do wielu dodatkowych kwestii operacyjnych. Każda rakieta odlatująca z Księżyca musi najpierw zostać przeniesiona na powierzchnię Księżyca przez rakietę lądującą na Księżycu, zwiększając jej wymagany rozmiar. Rakieta odlotu z Księżyca, większa rakieta do lądowania na Księżycu i wszelkie urządzenia do wejścia w atmosferę ziemską, takie jak osłony termiczne i spadochrony muszą z kolei być podnoszone przez oryginalną rakietę nośną, znacznie zwiększając jej rozmiar w znacznym i prawie zaporowym stopniu.

Tło polityczne

Główny artykuł: Wyścig kosmiczny

Intensywne wysiłki podjęte w latach 60. XX wieku, aby najpierw wylądować na Księżycu bez załogi, a następnie ostatecznie z człowiekiem, stają się łatwiejsze do zrozumienia w kontekście politycznym epoki historycznej. II wojna światowa przyniosła wiele nowych i śmiercionośnych innowacji, w tym ataki z zaskoczenia w stylu blitzkriegu , stosowane podczas inwazji na Polskę i Finlandię oraz w ataku na Pearl Harbor ; rakieta V-2 , pocisk balistyczny , który zabił tysiące ludzi w atakach na Londyn i Antwerpię ; i bomba atomowa , która zabiła setki tysięcy w bombardowaniach atomowych Hiroszimy i Nagasaki . W latach pięćdziesiątych narastały napięcia między dwoma ideologicznie przeciwstawnymi supermocarstwami, Stanami Zjednoczonymi i Związkiem Radzieckim , które zwyciężyły w konflikcie, zwłaszcza po opracowaniu przez oba kraje bomby wodorowej .

Pierwsze zdjęcie innego świata z kosmosu, przesłane przez Lunę 3, pokazało niewidoczną stronę Księżyca w październiku 1959 roku.

Willy Ley napisał w 1957 roku, że rakieta na Księżyc „może zostać zbudowana jeszcze w tym roku, jeśli znajdzie się ktoś, kto podpisze jakieś dokumenty”. 4 października 1957 r. Związek Radziecki wystrzelił Sputnika 1 jako pierwszego sztucznego satelitę na orbicie Ziemi, rozpoczynając w ten sposób wyścig kosmiczny . To nieoczekiwane wydarzenie było powodem do dumy dla Sowietów i szokiem dla Stanów Zjednoczonych, które teraz potencjalnie mogły zostać zaatakowane przez radzieckie rakiety z końcówkami nuklearnymi w mniej niż 30 minut. Również ciągłe pikanie radiolatarni na pokładzie Sputnika 1 , który przelatywał nad jego głowami co 96 minut, był powszechnie postrzegany przez obie strony jako skuteczna propaganda skierowana do krajów Trzeciego Świata , demonstrująca wyższość technologiczną sowieckiego systemu politycznego w porównaniu z amerykańskim. kolejne błyskawiczne radzieckie osiągnięcia kosmiczne. W 1959 roku rakieta R-7 została użyta do wystrzelenia pierwszej ucieczki spod ziemskiej grawitacji na orbitę słoneczną , pierwsze zderzenie z powierzchnią Księżyca i pierwsze zdjęcie nigdy wcześniej nie widzianej odległej strony Księżyca . Były to Luna 1 , Luna 2 i Luna 3 .

Model koncepcyjny modułu Apollo Lunar Excursion z 1963 roku

Odpowiedzią Stanów Zjednoczonych na te radzieckie osiągnięcia było znaczne przyspieszenie istniejących wcześniej wojskowych projektów kosmicznych i rakietowych oraz utworzenie cywilnej agencji kosmicznej NASA . Rozpoczęto wysiłki wojskowe w celu opracowania i wyprodukowania masowych ilości międzykontynentalnych pocisków balistycznych ( ICBM ), które miałyby wypełnić tak zwaną lukę rakietową i umożliwić politykę odstraszania od wojny nuklearnej z Sowietami, znaną jako wzajemne gwarantowane zniszczenie lub MAD. Te nowo opracowane pociski zostały udostępnione cywilom NASA do różnych projektów (które miałyby dodatkową korzyść w postaci zademonstrowania Sowietom ładunku, dokładności naprowadzania i niezawodności amerykańskich międzykontynentalnych międzykontynentalnych rakiet balistycznych).

Podczas gdy NASA kładła nacisk na pokojowe i naukowe zastosowania tych rakiet, ich użycie w różnych związanych z eksploracją Księżyca miało również drugorzędny cel, jakim było realistyczne, zorientowane na cel samych pocisków i rozwój powiązanej infrastruktury, tak jak robili to Sowieci ich R-7.

Wczesne radzieckie misje księżycowe bez załogi (1958–1965)

Po upadku Związku Radzieckiego w 1991 roku ujawniono zapisy historyczne, aby umożliwić prawdziwe rozliczenie sowieckich wysiłków księżycowych. W przeciwieństwie do amerykańskiej tradycji przypisywania określonej nazwy misji przed startem, Sowieci przypisywali publiczny numer misji „ Luna ” tylko wtedy, gdy start spowodował, że statek kosmiczny wyleciał poza orbitę Ziemi. Polityka ta skutkowała ukrywaniem przed opinią publiczną niepowodzeń radzieckich misji na Księżyc. Jeśli próba nie powiodła się na orbicie Ziemi przed wylotem na Księżyc, często (ale nie zawsze) otrzymywała „ Sputnika ” lub „ Kosmosu” . " Numer misji na orbicie okołoziemskiej, aby ukryć jej cel. Eksplozje startowe nie zostały w ogóle potwierdzone.

Misja	Masa (kg)	Uruchom pojazd	Data uruchomienia	Bramka	Wynik
		Semyorka – 8K72	23 września 1958	Uderzenie	Awaria – awaria wzmacniacza w T+ 93 s
		Semyorka – 8K72	12 października 1958	Uderzenie	Awaria – awaria wzmacniacza przy T+ 104 s
		Semyorka – 8K72	4 grudnia 1958	Uderzenie	Awaria – awaria wzmacniacza przy T+ 254 s
Luna-1	361	Semyorka – 8K72	2 stycznia 1959	Uderzenie	Częściowy sukces - pierwszy statek kosmiczny, który osiągnął prędkość ucieczki, przelot obok Księżyca, orbita słoneczna; przegapił Księżyc
		Semyorka – 8K72	18 czerwca 1959	Uderzenie	Awaria – awaria wzmacniacza przy T+ 153 s
Luna-2	390	Semyorka – 8K72	12 września 1959	Uderzenie	Sukces – pierwsze uderzenie w Księżyc
Luna-3	270	Semyorka – 8K72	4 października 1959	Przelecieć	Sukces – pierwsze zdjęcia niewidocznej strony Księżyca
		Semyorka – 8K72	15 kwietnia 1960	Przelecieć	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
		Semyorka – 8K72	16 kwietnia 1960	Przelecieć	Awaria – awaria wzmacniacza przy T+ 1 s
Sputnik-25		Semyorka – 8K78	4 stycznia 1963	Lądowanie	Awaria – utknięcie na niskiej orbicie okołoziemskiej
		Semyorka – 8K78	3 lutego 1963	Lądowanie	Awaria – awaria wzmacniacza przy T+ 105 s
Luna-4	1422	Semyorka – 8K78	2 kwietnia 1963	Lądowanie	Awaria - przelot nad Księżycem na 8000 kilometrów (5000 mil)
		Semyorka – 8K78	21 marca 1964	Lądowanie	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
		Semyorka – 8K78	20 kwietnia 1964	Lądowanie	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
Kosmos -60		Semyorka – 8K78	12 marca 1965	Lądowanie	Awaria – utknięcie na niskiej orbicie okołoziemskiej
		Semyorka – 8K78	10 kwietnia 1965	Lądowanie	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
Luna-5	1475	Semyorka – 8K78	9 maja 1965	Lądowanie	Awaria – uderzenie w Księżyc
Luna-6	1440	Semyorka – 8K78	8 czerwca 1965	Lądowanie	Awaria - przelot nad Księżycem na 160 000 kilometrów (99 000 mil)
Luna-7	1504	Semyorka – 8K78	4 października 1965	Lądowanie	Awaria – uderzenie w Księżyc
Luna-8	1550	Semyorka – 8K78	3 grudnia 1965	Lądowanie	Awaria – uderzenie w Księżyc podczas próby lądowania

Wczesne amerykańskie misje księżycowe bez załogi (1958–1965)

Portret artysty przedstawiający statek kosmiczny Ranger tuż przed uderzeniem

Jedno z ostatnich zdjęć Księżyca przesłanych przez Rangera 8 tuż przed uderzeniem

W przeciwieństwie do triumfów sowieckiej eksploracji Księżyca w 1959 roku, sukces wymknął się początkowym amerykańskim wysiłkom na rzecz dotarcia na Księżyc w ramach programów Pioneer i Ranger . Piętnaście kolejnych amerykańskich misji księżycowych bez załogi w okresie sześciu lat od 1958 do 1964 zakończyło się niepowodzeniem. jednak Rangers 4 i 6 z powodzeniem powtórzyły radzieckie uderzenia Księżyca w ramach ich drugorzędnych misji.

Niepowodzenia obejmowały trzy amerykańskie próby twardego lądowania małych pakietów sejsmometrów w 1962 r. Wypuszczonych przez główny statek kosmiczny Ranger. Te pakiety powierzchniowe miały wykorzystywać rakiety retro , aby przetrwać lądowanie, w przeciwieństwie do pojazdu macierzystego, który został zaprojektowany tak, aby celowo rozbijać się o powierzchnię. Ostatnie trzy sondy Ranger wykonały udane rozpoznania Księżyca na dużych wysokościach podczas celowych zderzeń z prędkością od 2,62 do 2,68 km na sekundę (9400 do 9600 km/h).

Misja	Masa (kg)	Uruchom pojazd	Data uruchomienia	Bramka	Wynik
Pionier 0	38	Thor-Able	17 sierpnia 1958	Orbita księżycowa	Awaria – wybuch pierwszego stopnia; zniszczony
Pionier 1	34	Thor-Able	11 października 1958	Orbita księżycowa	Awaria – błąd oprogramowania; ponowne wejście
Pionier 2	39	Thor-Able	8 listopada 1958	Orbita księżycowa	Awaria – niewypał trzeciego stopnia; ponowne wejście
pionier 3	6	Juno	6 grudnia 1958	Przelecieć	Awaria - niewypał pierwszego stopnia, ponowne wejście
Pionier 4	6	Juno	3 marca 1959	Przelecieć	Częściowy sukces - pierwszy amerykański statek, który osiągnął prędkość ucieczki, przelot nad Księżycem zbyt daleko, aby zrobić zdjęcia z powodu błędu celowania; orbita słoneczna
Pionier P-1	168	Atlas zdolny	24 września 1959	Orbita księżycowa	Awaria – eksplozja padu; zniszczony
Pionier P-3	168	Atlas zdolny	29 listopada 1959	Orbita księżycowa	Awaria – osłona ładunku; zniszczony
Pionier P-30	175	Atlas zdolny	25 września 1960	Orbita księżycowa	Awaria – anomalia drugiego stopnia; ponowne wejście
Pionier P-31	175	Atlas zdolny	15 grudnia 1960	Orbita księżycowa	Awaria – wybuch pierwszego stopnia; zniszczony
Strażnik 1	306	Atlas – Agena	23 sierpnia 1961	Próba prototypu	Awaria – anomalia górnego stopnia; ponowne wejście
Strażnik 2	304	Atlas – Agena	18 listopada 1961	Próba prototypu	Awaria – anomalia górnego stopnia; ponowne wejście
Strażnik 3	330	Atlas – Agena	26 stycznia 1962	Lądowanie	Awaria – wskazówki przypominające; orbita słoneczna
Strażnik 4	331	Atlas – Agena	23 kwietnia 1962	Lądowanie	Częściowy sukces – pierwszy amerykański statek kosmiczny dotarł do innego ciała niebieskiego; zderzenie – nie zwrócono żadnych zdjęć
Strażnik 5	342	Atlas – Agena	18 października 1962	Lądowanie	Awaria – moc statku kosmicznego; orbita słoneczna
Strażnik 6	367	Atlas – Agena	30 stycznia 1964	Uderzenie	Awaria – kamera statku kosmicznego; zderzenie
Strażnik 7	367	Atlas – Agena	28 lipca 1964	Uderzenie	Sukces – zwrócono 4308 zdjęć, wpływ awarii
Strażnik 8	367	Atlas – Agena	17 lutego 1965	Uderzenie	Sukces – zwrócono 7137 zdjęć, wpływ wypadku
Strażnik 9	367	Atlas – Agena	21 marca 1965	Uderzenie	Sukces – zwrócono 5814 zdjęć, wpływ awarii

Misje pionierskie

Trzy różne konstrukcje sond księżycowych Pioneera były latane na trzech różnych zmodyfikowanych międzykontynentalnych międzykontynentalnych rakietach balistycznych. Te, które leciały na Thor zmodyfikowanym górnym stopniem Able, były wyposażone w system telewizji skanującej obraz w podczerwieni o rozdzielczości 1 miliradiana do badania powierzchni Księżyca, komorę jonizacyjną do pomiaru promieniowania w kosmosie, zespół membrany/mikrofonu do wykrywania mikrometeorytów , magnetometr oraz rezystory o zmiennej temperaturze do monitorowania wewnętrznych warunków termicznych statku kosmicznego. Pierwsza, misja zarządzana przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych , eksplodowała podczas startu; wszystkie kolejne loty księżycowe Pioneera miały NASA jako wiodącą organizację zarządzającą. Kolejne dwa wróciły na Ziemię i spłonęły po ponownym wejściu do atmosfery po osiągnięciu maksymalnych wysokości około 110 000 kilometrów (68 000 mil) i 1450 kilometrów (900 mil), znacznie mniej niż około 400 000 kilometrów (250 000 mil) wymaganych do dotarcia w okolice Księżyca.

Następnie NASA współpracowała z Agencją Rakiet Balistycznych Armii Stanów Zjednoczonych, aby wystrzelić dwie niezwykle małe sondy w kształcie stożka na międzykontynentalnej międzykontynentalnej rakiety balistycznej Juno , przenosząc tylko fotokomórki , które byłyby wyzwalane światłem Księżyca i eksperymentem środowiska promieniowania księżycowego przy użyciu Geigera- Detektor rurowy Müllera . Pierwszy z nich osiągnął wysokość zaledwie około 100 000 kilometrów (62 000 mil), nieoczekiwanie zbierając dane, które potwierdziły obecność pasów promieniowania Van Allena przed ponownym wejściem w ziemską atmosferę. Drugi minął Księżyc w odległości ponad 60 000 kilometrów (37 000 mil), dwa razy dalej niż planowano i zbyt daleko, aby uruchomić którykolwiek z pokładowych instrumentów naukowych, ale wciąż stał się pierwszym amerykańskim statkiem kosmicznym, który dotarł do Słońca orbita .

Ostateczny projekt sondy księżycowej Pioneera składał się z czterech paneli słonecznych „ koła łopatkowego ” wystających z kulistego korpusu statku kosmicznego o średnicy jednego metra , stabilizowanego obrotowo , wyposażonego w celu robienia zdjęć powierzchni Księżyca za pomocą systemu podobnego do telewizyjnego, szacowania masy Księżyca i topografii Księżyca. biegunów , rejestrować rozmieszczenie i prędkość mikrometeorytów, badać promieniowanie, mierzyć pola magnetyczne , wykrywać fale elektromagnetyczne o niskiej częstotliwości w kosmosie i wykorzystywać zaawansowany zintegrowany napęd system manewrowania i wprowadzania na orbitę. Żaden z czterech statków kosmicznych zbudowanych w tej serii sond nie przetrwał wystrzelenia na Atlas wyposażonej w górny stopień Able.

Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA rozpoczęło program rozwoju statku kosmicznego bez załogi, którego modułowa konstrukcja mogłaby być wykorzystana do wspierania zarówno księżycowych, jak i międzyplanetarnych misji eksploracyjnych. Wersje międzyplanetarne były znane jako Mariners ; wersje księżycowe były Rangersami . JPL przewidział trzy wersje sond księżycowych Ranger: prototypy Bloku I, które miały przenosić różne detektory promieniowania podczas lotów testowych na bardzo wysoką orbitę Ziemi, która nie zbliżała się do Księżyca; Blok II, który próbowałby wykonać pierwsze lądowanie na Księżycu poprzez twarde lądowanie pakietu sejsmometru; oraz Blok III, który rozbiłby się o powierzchnię Księżyca bez żadnych rakiet hamujących, robiąc zdjęcia Księżyca w bardzo wysokiej rozdzielczości podczas ich opadania.

Misje Rangersów

Zobacz też: program Ranger

Misje Ranger 1 i 2 Block I były praktycznie identyczne. Eksperymenty statku kosmicznego obejmowały teleskop Lyman-alfa , magnetometr z oparami rubidu , analizatory elektrostatyczne, detektory cząstek średniego zakresu energii , dwa potrójne teleskopy koincydencji, komorę jonizacyjną integrującą promieniowanie kosmiczne , detektory pyłu kosmicznego i liczniki scyntylacyjne . Celem było umieszczenie tych statków kosmicznych Bloku I na bardzo wysokiej orbicie okołoziemskiej z apogeum 110 000 kilometrów (68 000 mil) i perygeum 60 000 kilometrów (37 000 mil).

Z tego punktu obserwacyjnego naukowcy mogli dokonywać bezpośrednich pomiarów magnetosfery przez okres wielu miesięcy, podczas gdy inżynierowie doskonalili nowe metody rutynowego śledzenia i komunikowania się ze statkami kosmicznymi na tak duże odległości. Uznano, że taka praktyka ma kluczowe znaczenie dla przechwytywania transmisji telewizyjnych o dużej przepustowości z Księżyca w jednorazowym piętnastominutowym oknie czasowym w kolejnych zejściach na Księżyc Bloku II i Bloku III. Obie misje Bloku I doznały awarii nowego górnego stopnia Ageny i nigdy nie opuściły niskiej orbity parkingowej Ziemi po starcie; oba spłonęły po ponownym wejściu po zaledwie kilku dniach.

Pierwsze próby lądowania na Księżycu miały miejsce w 1962 roku podczas misji Rangers 3, 4 i 5 pilotowanych przez Stany Zjednoczone. Wszystkie trzy podstawowe pojazdy misji Bloku II miały wysokość 3,1 m i składały się z kapsuły księżycowej pokrytej ogranicznikiem uderzenia z drewna balsy o średnicy 650 mm, silnika środkowego na jedno paliwo, rakiety retro o ciągu 5050 funtów. (22,5 kN) oraz pozłacaną i chromowaną sześciokątną podstawę o średnicy 1,5 m. Lądownik ten (o kryptonimie Tonto ) został zaprojektowany tak, aby zapewniał amortyzację przy użyciu zewnętrznego koca z łamliwego drewna balsa i wnętrza wypełnionego nieściśliwym płynnym freonem . Metalowa kula ładunkowa o masie 42 kg (56 funtów) i średnicy 30 centymetrów (0,98 stopy) unosiła się i mogła swobodnie obracać się w zbiorniku ciekłego freonu zawartym w kuli do lądowania.

„Wszystko, co robimy, powinno być naprawdę związane z dostaniem się na Księżyc przed Rosjanami. ... Jesteśmy gotowi wydać rozsądne kwoty, ale mówimy o fantastycznych wydatkach, które rujnują nasz budżet i wszystko te inne krajowe programy i moim zdaniem jedynym uzasadnieniem dla tego jest to, że mamy nadzieję pokonać ich i pokazać, że zaczynając z tyłu, tak jak my przez kilka lat, na Boga, minęliśmy ich ”.

— John F. Kennedy o planowanym lądowaniu na Księżycu, 21 listopada 1962 r

Ta kula z ładunkiem zawierała sześć baterii srebrno- kadmowych do zasilania nadajnika radiowego o mocy pięćdziesięciu miliwatów, czuły na temperaturę oscylator sterowany napięciem do pomiaru temperatury powierzchni Księżyca oraz sejsmometr zaprojektowany z czułością wystarczającą do wykrycia uderzenia 5 funtów (2,3 kg) meteoryt po przeciwnej stronie Księżyca. Ciężar został rozłożony w kuli ładunku, więc obracał się w swoim płynnym płaszczu, ustawiając sejsmometr w pozycji pionowej i operacyjnej, bez względu na ostateczną orientację spoczynkową zewnętrznej kuli do lądowania. Po wylądowaniu korki miały zostać otwarte, aby freon odparował, a kula z ładunkiem osiadła w pionowym kontakcie z kulą do lądowania. Baterie zostały dobrane tak, aby umożliwić do trzech miesięcy działania kuli ładunku. Różne ograniczenia misji ograniczyły miejsce lądowania do Oceanus Procellarum na równiku księżycowym, do którego lądownik w idealnym przypadku dotarłby 66 godzin po starcie.

Lądowniki Ranger nie miały żadnych aparatów fotograficznych, a podczas misji nie wolno było robić żadnych zdjęć z powierzchni Księżyca. Zamiast tego 3,1-metrowy (10 stóp) statek-matka Ranger Block II był wyposażony w kamerę telewizyjną o 200 liniach skanowania, aby uchwycić obrazy podczas swobodnego opadania na powierzchnię Księżyca. Kamera została zaprojektowana do przesyłania obrazu co 10 sekund. Na kilka sekund przed uderzeniem, na wysokości 5 i 0,6 km (3,11 i 0,37 mil) nad powierzchnią Księżyca, statki-matki Ranger wykonały zdjęcia (które można zobaczyć tutaj ).

Inne instrumenty gromadzące dane przed rozbiciem się statku macierzystego na Księżycu to spektrometr promieniowania gamma do pomiaru ogólnego składu chemicznego Księżyca oraz wysokościomierz radarowy. Wysokościomierz radarowy miał dać sygnał wyrzucający kapsułę do lądowania i jej rakietę hamującą na paliwo stałe za burtę ze statku macierzystego Bloku II. Rakieta hamująca miała zwolnić, a kula lądowania zatrzymać się na wysokości 330 metrów (1080 stóp) nad powierzchnią i rozdzielić się, pozwalając kuli lądowania ponownie swobodnie spaść i uderzyć w powierzchnię.

Na Ranger 3 awaria systemu naprowadzania Atlas i błąd oprogramowania na pokładzie górnego stopnia Ageny połączyły się, aby umieścić statek kosmiczny na kursie, który ominąłby Księżyc. Próby uratowania fotografii księżycowej podczas przelotu obok Księżyca zostały udaremnione przez awarię pokładowego komputera pokładowego podczas lotu. Było to prawdopodobnie spowodowane wcześniejszą sterylizacją termiczną statku kosmicznego poprzez utrzymywanie go powyżej temperatury wrzenia punkt wody przez 24 godziny na ziemi, aby chronić Księżyc przed skażeniem organizmami ziemskimi. Sterylizacja cieplna była również obwiniana za późniejsze awarie komputera statku kosmicznego w Ranger 4 i podsystemu zasilania w Ranger 5 podczas lotu. Tylko Ranger 4 dotarł na Księżyc w niekontrolowanym zderzeniu po drugiej stronie Księżyca.

Sterylizację cieplną przerwano dla ostatnich czterech sond Ranger z Bloku III. Zastąpiły one kapsułę do lądowania Block II i jej retrorocket cięższym, bardziej wydajnym systemem telewizyjnym, który wspiera wybór miejsca lądowania dla nadchodzących misji lądowania na Księżycu z załogą Apollo. Sześć aparatów zostało zaprojektowanych do robienia tysięcy zdjęć na dużych wysokościach w ciągu ostatnich dwudziestu minut przed rozbiciem się na powierzchni Księżyca. Rozdzielczość kamery wynosiła 1132 linii skanowania, znacznie więcej niż 525 linii w typowym amerykańskim telewizorze domowym z 1964 roku. Podczas gdy Ranger 6 doznał awarii tego systemu kamer i nie zwrócił żadnych zdjęć pomimo udanego lotu, kolejna misja Rangera 7 na Mare Cognitum zakończyła się pełnym sukcesem.

Przerywając sześcioletni ciąg niepowodzeń w amerykańskich próbach sfotografowania Księżyca z bliskiej odległości, misja Ranger 7 była postrzegana jako krajowy punkt zwrotny i odegrała kluczową rolę w umożliwieniu, aby kluczowe środki z budżetu NASA na 1965 r. przeszły przez Kongres Stanów Zjednoczonych w stanie nienaruszonym bez zmniejszenie funduszy na program lądowania na Księżycu z załogą Apollo. Kolejne sukcesy z Ranger 8 i Ranger 9 dodatkowo wzmocniły nadzieje USA.

Radzieckie miękkie lądowanie bez załogi (1966–1976)

Model lądownika powrotnego próbek gleby Luna 16 Moon

Model radzieckiego automatycznego łazika księżycowego Lunochod

Statek kosmiczny Luna 9 , wystrzelony przez Związek Radziecki , wykonał pierwsze udane miękkie lądowanie na Księżycu 3 lutego 1966 r. Poduszki powietrzne chroniły jego 99-kilogramową wyrzucaną kapsułę, która przetrwała uderzenie z prędkością ponad 15 metrów na sekundę (54 km/h). ; 34 mile na godzinę). Luna 13 powtórzyła ten wyczyn, wykonując podobne lądowanie na Księżycu 24 grudnia 1966 r. Obie przesłały zdjęcia panoramiczne, które były pierwszymi widokami z powierzchni Księżyca.

Luna 16 była pierwszą automatyczną sondą , która wylądowała na Księżycu i bezpiecznie zwróciła próbkę księżycowej gleby z powrotem na Ziemię. Reprezentowała pierwszą misję zwrotu próbek księżycowych przeprowadzoną przez Związek Radziecki i była ogólnie trzecią misją zwrotu próbek księżycowych, po misjach Apollo 11 i Apollo 12 . Misja ta została później pomyślnie powtórzona przez Luna 20 (1972) i Luna 24 (1976).

W 1970 i 1973 roku dwa zrobotyzowane łaziki księżycowe Lunokhod („Moonwalker”) zostały dostarczone na Księżyc, gdzie z powodzeniem działały odpowiednio przez 10 i 4 miesiące, pokonując 10,5 km ( Lunokhod 1 ) i 37 km ( Lunokhod 2 ). Te misje łazików działały równolegle z seriami przelotów, orbitowania i lądowania na Księżycu serii Zond i Luna.

Misja	Masa (kg)	Wzmacniacz	Data uruchomienia	Bramka	Wynik	Strefa lądowania	sz. / dł
Luna-9	1580	Semyorka – 8K78	31 stycznia 1966	Lądowanie	Sukces – pierwsze miękkie lądowanie na Księżycu, liczne zdjęcia	Oceanus Procellarum	7,13°N 64,37°W
Luna-13	1580	Semyorka – 8K78	21 grudnia 1966	Lądowanie	Sukces – drugie miękkie lądowanie na Księżycu, liczne zdjęcia	Oceanus Procellarum	18°52'N 62°3'W
		Proton	19 lutego 1969	Łazik księżycowy	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
		Proton	14 czerwca 1969	Zwrot próbki	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
Luna-15	5700	Proton	13 lipca 1969	Zwrot próbki	Awaria – wpływ katastrofy księżycowej	Mare Crisium	nieznany
Kosmos-300		Proton	23 września 1969	Zwrot próbki	Awaria – utknięcie na niskiej orbicie okołoziemskiej
Kosmos-305		Proton	22 października 1969	Zwrot próbki	Awaria – utknięcie na niskiej orbicie okołoziemskiej
		Proton	6 lutego 1970	Zwrot próbki	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
Luna-16	5600	Proton	12 września 1970	Zwrot próbki	Sukces – przywrócenie na Ziemię 0,10 kg księżycowej gleby	Klacz Płodna	000.68S 056.30E
Luna-17	5700	Proton	10 listopada 1970	Łazik księżycowy	Sukces – łazik Łunochod-1 przejechał 10,5 km po powierzchni Księżyca	Mare Imbrium	038.28N 325.00E
Luna-18	5750	Proton	2 września 1971	Zwrot próbki	Awaria – wpływ katastrofy księżycowej	Klacz Płodna	003.57N 056.50E
Luna-20	5727	Proton	14 lutego 1972	Zwrot próbki	Sukces – zwrócił 0,05 kg księżycowej gleby z powrotem na Ziemię	Klacz Płodna	003.57N 056.50E
Luna-21	5950	Proton	8 stycznia 1973	Łazik księżycowy	Sukces – łazik Łunochod-2 przejechał 37,0 km po powierzchni Księżyca	Krater LeMonniera	025.85N 030.45E
Luna-23	5800	Proton	28 października 1974	Zwrot próbki	Awaria - lądowanie na Księżycu zakończone, ale awaria uniemożliwiła powrót próbki	Mare Crisium	012.00N 062.00E
		Proton	16 października 1975	Zwrot próbki	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
Luna-24	5800	Proton	9 sierpnia 1976	Zwrot próbki	Sukces – zwrócił 0,17 kg księżycowej gleby z powrotem na Ziemię	Mare Crisium	012.25N 062.20E

Amerykańskie miękkie lądowania bez załogi (1966–1968)

Uruchomienie Surveyora 1.

Pete Conrad , dowódca Apollo 12 , stoi obok lądownika Surveyor 3. W tle lądownik Apollo 12, Intrepid .

US Robotic Surveyor był częścią wysiłków zmierzających do zlokalizowania bezpiecznego miejsca na Księżycu do lądowania ludzi i przetestowania w warunkach księżycowych radaru i systemów lądowania wymaganych do wykonania prawdziwie kontrolowanego lądowania. Pięć z siedmiu misji Surveyora zakończyło się pomyślnie lądowaniem na Księżycu bez załogi. Surveyor 3 został odwiedzony dwa lata po wylądowaniu na Księżycu przez załogę Apollo 12. Usunęli jego części w celu zbadania z powrotem na Ziemi w celu określenia skutków długotrwałej ekspozycji na środowisko księżycowe.

Misja	Masa (kg)	Wzmacniacz	Data uruchomienia	Bramka	Wynik	Strefa lądowania	sz. / dł
Geodeta 1	292	Atlas – Centaur	30 maja 1966	Lądowanie	Sukces – zwrócono 11 000 zdjęć, pierwsze lądowanie na Księżycu w USA	Oceanus Procellarum	002.45S 043.22W
Geodeta 2	292	Atlas – Centaur	20 września 1966	Lądowanie	Awaria - awaria silnika w połowie kursu, powodująca nieodwracalny upadek pojazdu; rozbił się na południowy wschód od krateru Kopernika	Sinus Medii	004.00S 011.00W
Geodeta 3	302	Atlas – Centaur	20 kwietnia 1967	Lądowanie	Sukces – zwrócono 6000 zdjęć; wykop wykopany na głębokość 17,5 cm po 18 godzinach pracy ramienia robota	Oceanus Procellarum	002.94S 336.66E
Geodeta 4	282	Atlas – Centaur	14 lipca 1967	Lądowanie	Awaria – kontakt radiowy utracony 2,5 minuty przed przyziemieniem; możliwe idealne zautomatyzowane lądowanie na Księżycu, ale wynik nieznany	Sinus Medii	nieznany
Geodeta 5	303	Atlas – Centaur	8 września 1967	Lądowanie	Sukces – zwrócono 19 000 zdjęć, pierwsze użycie monitora składu gleby typu alpha scatter	Mare Tranquillitatis	001.41N 023.18E
Geodeta 6	300	Atlas – Centaur	7 listopada 1967	Lądowanie	Sukces – zwrócono 30 000 zdjęć, nauka ramienia robota i rozproszenia alfa, ponowne uruchomienie silnika, drugie lądowanie 2,5 m od pierwszego	Sinus Medii	000.46N 358.63E
Geodeta 7	306	Atlas – Centaur	7 stycznia 1968	Lądowanie	Sukces – zwrócono 21 000 zdjęć; ramię robota i nauka o rozpraszaniu alfa; wykryto promienie laserowe z Ziemi	Krater Tycho	041.01S 348.59E

Przejście od lądowania z bezpośrednim wznoszeniem do operacji na orbicie księżycowej

W odstępie czterech miesięcy na początku 1966 roku Związek Radziecki i Stany Zjednoczone pomyślnie wylądowały na Księżycu bezzałogowym statkiem kosmicznym. Dla ogółu społeczeństwa oba kraje wykazały mniej więcej równe możliwości techniczne, przesyłając zdjęcia fotograficzne z powierzchni Księżyca. Zdjęcia te dostarczyły kluczowej twierdzącej odpowiedzi na kluczowe pytanie, czy księżycowa gleba będzie wspierać nadchodzące lądowniki z załogą o znacznie większej masie.

Jednak twarde lądowanie Luny 9 wzmocnionej kuli przy użyciu poduszek powietrznych przy prędkości uderzenia balistycznego 50 kilometrów na godzinę (31 mil na godzinę) miało znacznie więcej wspólnego z nieudanymi próbami lądowania Rangera z 1962 roku i ich planowaną prędkością 160 kilometrów na godzinę. godziny (99 mil na godzinę) niż w przypadku miękkiego lądowania Surveyora 1 na trzech podkładkach za pomocą sterowanej radarem rakiety retro z regulowanym ciągiem. Podczas gdy Luna 9 i Surveyor 1 były głównymi osiągnięciami krajowymi, tylko Surveyor 1 dotarł do miejsca lądowania, wykorzystując kluczowe technologie, które byłyby potrzebne do lotu z załogą. Tak więc od połowy 1966 roku Stany Zjednoczone zaczęły wyprzedzać Związek Radziecki w tak zwanym wyścigu kosmicznym mającym na celu wylądowanie człowieka na Księżycu.

Kalendarium wyścigu kosmicznego w latach 1957-1975, z misjami z USA i ZSRR.

Postępy w innych obszarach były konieczne, zanim statki kosmiczne z załogą mogły podążać za bezzałogowymi na powierzchnię Księżyca. Szczególne znaczenie miało rozwijanie wiedzy do wykonywania operacji lotniczych na orbicie księżycowej. Ranger, Surveyor i początkowe próby lądowania Luna Moon poleciały bezpośrednio na powierzchnię bez orbity księżycowej. Takie bezpośrednie wzniesienia zużywają minimalną ilość paliwa dla statku kosmicznego bez załogi podczas podróży w jedną stronę.

Natomiast pojazdy z załogą potrzebują dodatkowego paliwa po lądowaniu na Księżycu, aby umożliwić załodze powrót na Ziemię. Pozostawienie tej ogromnej ilości wymaganego paliwa powrotnego z Ziemi na orbicie księżycowej do czasu jego wykorzystania w dalszej części misji jest znacznie bardziej wydajne niż zabranie takiego paliwa na powierzchnię Księżyca podczas lądowania na Księżycu, a następnie ponowne wywiezienie go z powrotem w przestrzeń kosmiczną. przeciwko księżycowej grawitacji w obie strony. Takie rozważania prowadzą logicznie do spotkania na orbicie księżycowej dla lądowania na Księżycu z załogą.

W związku z tym, począwszy od połowy 1966 roku, zarówno Stany Zjednoczone, jak i ZSRR w naturalny sposób przeszły do ​​​​misji obejmujących orbitę księżycową jako warunek wstępny lądowania na Księżycu z załogą. Głównymi celami tych początkowych orbiterów bez załogi było obszerne mapowanie fotograficzne całej powierzchni Księżyca w celu wyboru miejsc lądowania z załogą, a dla Sowietów sprawdzenie sprzętu łączności radiowej, który miał być używany w przyszłych miękkich lądowaniach.

Nieoczekiwanym dużym odkryciem dokonanym na pierwszych orbiterach Księżyca były ogromne ilości gęstej materii pod powierzchnią mórz Księżyca . Takie skupiska mas („ maskony ”) mogą niebezpiecznie zboczyć z kursu misji z załogą w ostatnich minutach lądowania na Księżycu, gdy celują w stosunkowo małą strefę lądowania, która jest płynna i bezpieczna. Stwierdzono również, że maskony przez dłuższy czas znacznie zakłócały orbity satelitów znajdujących się na niskich wysokościach wokół Księżyca, powodując niestabilność ich orbit i wymuszając nieuniknioną katastrofę na powierzchni Księżyca w stosunkowo krótkim okresie od miesięcy do kilku lat.

Kontrolowanie miejsca uderzenia zużytych orbiterów księżycowych może mieć wartość naukową. Na przykład w 1999 roku orbiter NASA Lunar Prospector został celowo skierowany na uderzenie w stale zacieniony obszar krateru Shoemaker w pobliżu księżycowego bieguna południowego. Spodziewano się, że energia z uderzenia odparuje podejrzane zacienione osady lodu w kraterze i uwolni chmurę pary wodnej wykrywalną z Ziemi. Nie zaobserwowano takiego pióropuszu. Jednak mała fiolka z prochami z ciała pioniera księżycowego naukowca Eugene'a Shoemakera została dostarczona przez Lunar Prospector do krateru nazwanego na jego cześć - obecnie jedyne ludzkie szczątki na Księżycu.

Radzieckie satelity na orbicie księżycowej (1966–1974)

Misja ZSRR	Masa (kg)	Wzmacniacz	Wystrzelony	Cel misji	Wynik misji
Kosmos – 111		Molnia-M	1 marca 1966	Orbiter księżycowy	Awaria – utknięcie na niskiej orbicie okołoziemskiej
Luna-10	1582	Molnia-M	31 marca 1966	Orbiter księżycowy	Sukces – 2738 km x 2088 km x 72 stopnie orbity, okres 178 m, 60-dniowa misja naukowa
Luna-11	1640	Molnia-M	24 sierpnia 1966	Orbiter księżycowy	Sukces – 2931 km x 1898 km x orbita 27 stopni, okres 178 m, 38-dniowa misja naukowa
Luna-12	1620	Molnia-M	22 października 1966	Orbiter księżycowy	Sukces – 2938 km x 1871 km x 10 stopni orbity, okres 205 m, 89-dniowa misja naukowa
Kosmos-159	1700	Molnia-M	17 maja 1967	Próba prototypu	Sukces – test kalibracji radiowej sprzętu do lądowania z załogą na wysokiej orbicie okołoziemskiej
		Molnia-M	7 lutego 1968	Orbiter księżycowy	Awaria – awaria wzmacniacza, nieudane osiągnięcie orbity okołoziemskiej – próba kalibracji radia?
Luna-14	1700	Molnia-M	7 kwietnia 1968	Orbiter księżycowy	Sukces – orbita 870 km x 160 km x 42 stopnie, okres 160 m, orbita niestabilna, test kalibracji radia?
Luna-19	5700	Proton	28 września 1971	Orbiter księżycowy	Sukces – orbita 140 km x 140 km x 41 stopni, okres 121 m, 388-dniowa misja naukowa
Luna-22	5700	Proton	29 maja 1974	Orbiter księżycowy	Sukces – orbita 222 km x 219 km x 19 stopni, okres 130 m, 521-dniowa misja naukowa

Luna 10 stała się pierwszym statkiem kosmicznym, który okrążył Księżyc 3 kwietnia 1966 roku.

Amerykańskie satelity na orbicie księżycowej (1966–1967)

Misja USA	Masa (kg)	Wzmacniacz	Wystrzelony	Cel misji	Wynik misji
Księżycowy orbiter 1	386	Atlas – Agena	10 sierpnia 1966	Orbiter księżycowy	Sukces – 1160 km X 189 km x 12 stopni orbity, okres 208 m, 80-dniowa misja fotograficzna
Księżycowy orbiter 2	386	Atlas – Agena	6 listopada 1966	Orbiter księżycowy	Sukces – 1860 km X 52 km x 12 stopni orbity, okres 208 m, 339-dniowa misja fotograficzna
Księżycowy Orbiter 3	386	Atlas – Agena	5 lutego 1967	Orbiter księżycowy	Sukces – 1860 km X 52 km x 21 stopni orbity, okres 208 m, 246-dniowa misja fotograficzna
Księżycowy orbiter 4	386	Atlas – Agena	4 maja 1967	Orbiter księżycowy	Sukces – 6111 km X 2706 km x 86 stopni orbity, okres 721 m, 180-dniowa misja fotograficzna
Księżycowy orbiter 5	386	Atlas – Agena	1 sierpnia 1967	Orbiter księżycowy	Sukces – 6023 km X 195 km x 85 stopni orbity, okres 510 m, 183-dniowa misja fotograficzna

Radzieckie loty po pętli okołoksiężycowej (1967–1970)

Główny artykuł: radzieckie programy księżycowe z załogą

Możliwe jest wycelowanie statku kosmicznego z Ziemi tak, aby okrążył Księżyc i powrócił na Ziemię bez wchodzenia na orbitę księżycową, po tzw. swobodnej trajektorii powrotnej . Takie misje z pętlą okołoksiężycową są prostsze niż misje na orbicie księżycowej, ponieważ rakiety do hamowania orbity księżycowej i powrotu na Ziemię nie są wymagane. Jednak załogowa podróż w pętli okołoksiężycowej stwarza poważne wyzwania wykraczające poza te, które można znaleźć w misji załogowej na niskiej orbicie okołoziemskiej, oferując cenne lekcje w ramach przygotowań do lądowania na Księżycu z załogą. Najważniejsze z nich to opanowanie wymagań związanych z ponownym wejściem w atmosferę ziemską po powrocie z Księżyca.

Zamieszkane pojazdy krążące wokół Ziemi, takie jak prom kosmiczny, wracają na Ziemię z prędkością około 7500 m / s (27 000 km / h). Ze względu na działanie grawitacji pojazd powracający z Księżyca uderza w ziemską atmosferę ze znacznie większą prędkością około 11 000 m/s (40 000 km/h). Obciążenie przeciążeniowe astronautów podczas wynikającego z tego spowolnienia może być na granicy ludzkiej wytrzymałości, nawet podczas nominalnego ponownego wejścia w atmosferę. Niewielkie zmiany toru lotu pojazdu i kąta ponownego wejścia w atmosferę podczas powrotu z Księżyca mogą z łatwością spowodować śmiertelne poziomy siły hamowania.

Osiągnięcie lotu w pętli wokół Księżyca z załogą przed lądowaniem na Księżycu z załogą stało się głównym celem Sowietów w ramach ich programu statku kosmicznego Zond . Pierwsze trzy Zondy były zrobotyzowanymi sondami planetarnymi; potem nazwa Zond została przeniesiona do całkowicie oddzielnego programu lotów kosmicznych z udziałem ludzi. Początkowym celem tych późniejszych Zondów było szeroko zakrojone testowanie wymaganych technik szybkiego powrotu. Ten cel nie był podzielany przez Stany Zjednoczone, które zamiast tego zdecydowały się ominąć etap misji z załogą w pętli okołoksiężycowej i nigdy nie opracowały oddzielnego statku kosmicznego do tego celu.

Pierwsze loty kosmiczne z załogą we wczesnych latach sześćdziesiątych XX wieku umieściły jedną osobę na niskiej orbicie okołoziemskiej podczas sowieckiego programu Wostok i amerykańskiego Merkurego . Rozszerzenie programu Vostok o dwa loty, znane jako Voskhod , skutecznie wykorzystywało kapsuły Vostok z usuniętymi fotelami wyrzucanymi, aby osiągnąć sowieckie pierwsze kosmiczne załogi wieloosobowe w 1964 r. I spacery kosmiczne na początku 1965 r. Zdolności te zostały później zademonstrowane przez Stany Zjednoczone w dziesięciu Gemini misje na niskiej orbicie okołoziemskiej w latach 1965 i 1966, wykorzystując całkowicie nowy projekt statku kosmicznego drugiej generacji, który miał niewiele wspólnego z wcześniejszym Merkurym. Te misje Gemini poszły dalej, aby udowodnić techniki spotykania się na orbicie i dokowania , które są kluczowe dla profilu misji lądowania na Księżycu z załogą.

Po zakończeniu programu Gemini Związek Radziecki zaczął latać swoim statkiem kosmicznym Zond drugiej generacji z załogą w 1967 roku, którego ostatecznym celem było okrążenie kosmonauty wokół Księżyca i natychmiastowy powrót go na Ziemię. Statek Zond został wystrzelony za pomocą prostszej i już działającej rakiety nośnej Proton , w przeciwieństwie do równoległego sowieckiego lądowania ludzi na Księżycu, które również odbywało się w tym czasie, w oparciu o statek kosmiczny Sojuz trzeciej generacji , wymagający opracowania zaawansowanego N-1 Wzmacniacz. W ten sposób Sowieci wierzyli, że mogą wykonać lot dookoła Księżyca z załogą Zond na wiele lat przed lądowaniem ludzi na Księżycu w USA i tym samym odnieść propagandowe zwycięstwo. Jednak znaczące problemy rozwojowe opóźniły program Zond, a sukces amerykańskiego programu lądowania na Księżycu Apollo doprowadził do ostatecznego zakończenia wysiłków Zond.

Podobnie jak Zond, loty Apollo były generalnie uruchamiane na swobodnej trajektorii powrotnej, która zwracałaby je na Ziemię przez pętlę okołoksiężycową, gdyby awaria modułu serwisowego nie spowodowała umieszczenia ich na orbicie księżycowej. Ta opcja została wdrożona po eksplozji na pokładzie Apollo 13 w 1970 roku, która jest jedyną załogową misją z pętlą okołoksiężycową wykonaną do tej pory.

Misja ZSRR	Masa (kg)	Wzmacniacz	Wystrzelony	Cel misji	Ładunek	Wynik misji
Kosmos-146	5400	Proton	10 marca 1967	Wysoka orbita ziemska	niezakręcony	Częściowy sukces - pomyślnie osiągnął wysoką orbitę okołoziemską, ale utknął i nie był w stanie zainicjować kontrolowanego testu ponownego wejścia w atmosferę z dużą prędkością
Kosmos-154	5400	Proton	8 kwietnia 1967	Wysoka orbita ziemska	niezakręcony	Częściowy sukces - pomyślnie osiągnął wysoką orbitę okołoziemską, ale utknął i nie był w stanie zainicjować kontrolowanego testu ponownego wejścia w atmosferę z dużą prędkością
		Proton	28 września 1967	Wysoka orbita ziemska	niezakręcony	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
		Proton	22 listopada 1967	Wysoka orbita ziemska	niezakręcony	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
Strefa-4	5140	Proton	2 marca 1968	Wysoka orbita ziemska	niezakręcony	Częściowy sukces - pomyślnie wystrzelony na orbitę okołoziemską o wysokości 300 000 km, awaria prowadzenia testu ponownego wejścia z dużą prędkością, celowe samozniszczenie, aby zapobiec wyjściu na ląd poza Związkiem Radzieckim
		Proton	23 kwietnia 1968	Pętla okołoksiężycowa	ładunek biologiczny inny niż człowiek	Awaria – awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej; Wybuch czołgu przygotowującego do startu zabija trzech członków załogi
Strefa-5	5375	Proton	15 września 1968	Pętla okołoksiężycowa	ładunek biologiczny inny niż człowiek	Sukces - pętla wokół Księżyca z pierwszymi ziemskimi, prawie księżycowymi formami życia, dwoma żółwiami i innymi żywymi okazami biologicznymi oraz kapsułą i ładunkiem bezpiecznie na Ziemię, pomimo lądowania poza granicami Związku Radzieckiego na Oceanie Indyjskim
Zond-6	5375	Proton	10 listopada 1968	Pętla okołoksiężycowa	ładunek biologiczny inny niż człowiek	Częściowy sukces - okrążenie Księżyca, udane ponowne wejście, ale utrata ciśnienia powietrza w kabinie spowodowała biologiczną śmierć ładunku, awarię systemu spadochronowego i poważne uszkodzenie pojazdu podczas lądowania
		Proton	20 stycznia 1969	Pętla okołoksiężycowa	ładunek biologiczny inny niż człowiek	Awaria - awaria wzmacniacza, nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej
Zond-7	5979	Proton	8 sierpnia 1969	Pętla okołoksiężycowa	ładunek biologiczny inny niż człowiek	Sukces – okrążył Księżyc, bezpiecznie zwrócił ładunek biologiczny na Ziemię i wylądował na celu w Związku Radzieckim. Jedyna misja Zond, której ponowne wejście sił G byłoby możliwe do przeżycia przez ludzką załogę, gdyby była na pokładzie.
Zond-8	5375	Proton	20 października 1970	Pętla okołoksiężycowa	ładunek biologiczny inny niż człowiek	Sukces – okrążył Księżyc, bezpiecznie zwrócił ładunek biologiczny na Ziemię, pomimo lądowania poza granicami Związku Radzieckiego na Oceanie Indyjskim

Zond 5 był pierwszym statkiem kosmicznym, który przeniósł życie z Ziemi w pobliże Księżyca i powrócił, inicjując ostatnie okrążenie wyścigu kosmicznego z ładunkiem żółwi, owadów, roślin i bakterii. Pomimo niepowodzenia w ostatnich chwilach misja Zond 6 również została uznana przez sowieckie media za sukces. Chociaż na całym świecie okrzyknięto je niezwykłymi osiągnięciami, obie te misje Zond odleciały poza nominalne trajektorie powrotu, powodując siły opóźnienia, które byłyby śmiertelne dla ludzi.

W rezultacie Sowieci potajemnie planowali kontynuować testy Zond bez załogi, dopóki nie zostanie wykazana ich niezawodność do obsługi lotów ludzi. Jednak z powodu ciągłych problemów NASA z modułem księżycowym oraz z powodu doniesień CIA o potencjalnym sowieckim locie wokół Księżyca z załogą pod koniec 1968 r., NASA fatalnie zmieniła plan lotu Apollo 8 z testu modułu księżycowego na orbicie okołoziemskiej na misję na orbicie księżycowej zaplanowano na koniec grudnia 1968 r.

Na początku grudnia 1968 roku okno startowe na Księżyc otworzyło się dla sowieckiego miejsca startowego na Bajkonurze , dając ZSRR ostatnią szansę na pokonanie USA w drodze na Księżyc. Kosmonauci poszli w pogotowie i poprosili o lot statkiem kosmicznym Zond, a następnie w ostatnim odliczaniu na Bajkonurze podczas pierwszej ludzkiej podróży na Księżyc. Ostatecznie jednak sowieckie Biuro Polityczne zdecydował, że ryzyko śmierci załogi jest nie do zaakceptowania, biorąc pod uwagę łączne słabe wyniki Zond / Proton do tego punktu, i odrzucił rozpoczęcie sowieckiej misji księżycowej z załogą. Ich decyzja okazała się słuszna, ponieważ ta nienumerowana misja Zond została zniszczona w kolejnym teście bez załogi, kiedy została ostatecznie wystrzelona kilka tygodni później.

rozpoczęły się loty amerykańskiego statku kosmicznego Apollo trzeciej generacji . O wiele bardziej zdolny niż Zond, statek kosmiczny Apollo miał niezbędną moc rakietową, aby wślizgiwać się i opuszczać orbitę księżycową oraz dokonywać korekt kursu wymaganych do bezpiecznego powrotu podczas powrotu na Ziemię. Misja Apollo 8 przeprowadziła pierwszą ludzką podróż na Księżyc 24 grudnia 1968 r., Certyfikując wzmacniacz Saturn V do użytku z załogą i latając nie po pętli okołoksiężycowej, ale zamiast tego pełne dziesięć orbit wokół Księżyca przed bezpiecznym powrotem na Ziemię. Apollo 10 następnie przeprowadził pełną próbę generalną lądowania na Księżycu z załogą w maju 1969 r. Ta misja krążyła w odległości 47 400 stóp (14,4 km) od powierzchni Księżyca, wykonując niezbędne mapowanie na małej wysokości maskon zmieniających trajektorię przy użyciu fabrycznego prototypu moduł księżycowy zbyt ciężki, aby grunt. Wraz z niepowodzeniem próby lądowania na Księżycu sowieckiego robota Luna 15 w lipcu 1969 roku, przygotowano scenę dla Apollo 11 .

Lądowanie ludzi na Księżycu (1969–1972)

strategia USA

Główny artykuł: program Apollo § Narasta presja polityczna

Amerykański Saturn V i radziecki N1 .

Plany eksploracji Księżyca przez ludzi rozpoczęły się za administracji Eisenhowera . W serii artykułów z połowy lat pięćdziesiątych w magazynie Collier's Wernher von Braun spopularyzował ideę wyprawy z załogą w celu założenia bazy księżycowej. Lądowanie człowieka na Księżycu stanowiło dla Stanów Zjednoczonych i ZSRR kilka zniechęcających wyzwań technicznych. Oprócz wskazówek i zarządzania wagą główną przeszkodą było ponowne wejście do atmosfery bez przegrzania ablacyjnego . Po tym, jak Sowieci wystrzelili Sputnika , von Braun promował plan utworzenia przez armię amerykańską wojskowej placówki księżycowej do 1965 roku.

Po wczesnych sowieckich sukcesach , zwłaszcza po locie Jurija Gagarina , prezydent USA John F. Kennedy szukał projektu, który poruszyłby wyobraźnię opinii publicznej. Poprosił wiceprezydenta Lyndona Johnsona o przedstawienie zaleceń dotyczących przedsięwzięcia naukowego, które udowodniłoby światowe przywództwo Stanów Zjednoczonych. Propozycje obejmowały opcje niezwiązane z przestrzenią kosmiczną, takie jak masowe projekty irygacyjne z korzyścią dla Trzeciego Świata . W tamtym czasie Sowieci dysponowali potężniejszymi rakietami niż USA, co dawało im przewagę w niektórych rodzajach misji kosmicznych.

Postępy w amerykańskiej technologii broni jądrowej doprowadziły do ​​powstania mniejszych, lżejszych głowic; Sowieci byli znacznie ciężsi i do ich przenoszenia opracowano potężną rakietę R-7 . Skromniejsze misje, takie jak latanie wokół Księżyca lub laboratorium kosmiczne na orbicie księżycowej (oba zostały zaproponowane przez Kennedy'ego von Braunowi), dawały Sowietom zbyt dużą przewagę; lądowanie jednak poruszyłoby światową wyobraźnię.

Lądowiska Apollo

Johnson był orędownikiem amerykańskiego programu lotów kosmicznych z udziałem ludzi od czasu Sputnika, sponsorując ustawodawstwo mające na celu utworzenie NASA, gdy był jeszcze senatorem. Kiedy Kennedy poprosił go w 1961 r., aby zbadał najlepsze osiągnięcie, które pozwoliłoby przeciwstawić się prowadzeniu Sowietów, Johnson odpowiedział, że Stany Zjednoczone mają równe szanse na pokonanie ich w lądowaniu na Księżycu z załogą, ale nie za nic mniejszego. Kennedy wykorzystał Apollo jako idealne miejsce dla wysiłków w kosmosie. Zapewnił dalsze finansowanie, chroniąc wydatki na przestrzeń kosmiczną przed obniżką podatków z 1963 r., Ale przekierowując pieniądze z innych projektów naukowych NASA. Te dywersje przeraziły lidera NASA, Jamesa E. Webba , który dostrzegł potrzebę wsparcia NASA ze strony środowiska naukowego.

Lądowanie na Księżycu wymagało opracowania dużej rakiety nośnej Saturn V , która osiągnęła doskonały rekord: zero katastrofalnych awarii lub niepowodzeń misji spowodowanych przez rakietę nośną w trzynastu startach.

Aby program odniósł sukces, jego zwolennicy musieliby pokonać krytykę ze strony polityków zarówno z lewicy (więcej pieniędzy na programy społeczne), jak i prawicy (więcej pieniędzy na wojsko). Podkreślając naukowe korzyści i grając na obawach związanych z sowiecką dominacją w kosmosie, Kennedy i Johnson zdołali zmienić opinię publiczną: do 1965 roku 58 procent Amerykanów faworyzowało Apollo, w porównaniu z 33 procentami dwa lata wcześniej. Po tym, jak Johnson został prezydentem w 1963 r ., jego ciągła obrona programu pozwoliła mu odnieść sukces w 1969 r., Zgodnie z planem Kennedy'ego.

Sowiecka strategia

Główny artykuł: radziecki Moonshot

Radziecki przywódca Nikita Chruszczow powiedział w październiku 1963 r., że ZSRR „nie planuje obecnie lotu kosmonautów na Księżyc”, jednocześnie podkreślając, że Sowieci nie wycofali się z wyścigu. Dopiero po kolejnym roku ZSRR w pełni zobowiązał się do próby lądowania na Księżycu, która ostatecznie zakończyła się niepowodzeniem.

W tym samym czasie Kennedy zasugerował różne wspólne programy, w tym możliwe lądowanie na Księżycu astronautów radzieckich i amerykańskich oraz opracowanie lepszych satelitów monitorujących pogodę, co ostatecznie doprowadziło do misji Apollo- Sojuz . Chruszczow, wyczuwając próbę kradzieży rosyjskiej technologii kosmicznej przez Kennedy'ego, początkowo odrzucił ten pomysł: jeśli ZSRR poleci na Księżyc, pójdzie sam. Chociaż Chruszczow w końcu przekonał się do tego pomysłu, realizacja wspólnego lądowania na Księżycu została zduszona przez zabójstwo Kennedy'ego.

Siergiej Korolow , główny projektant radzieckiego programu kosmicznego , zaczął promować swój statek Sojuz i N1 rakiety nośnej, która byłaby w stanie przeprowadzić lądowanie człowieka na Księżycu. Chruszczow polecił biuru projektowemu Korolewa zorganizowanie dalszych kosmicznych nowości poprzez modyfikację istniejącej technologii Wostok, podczas gdy drugi zespół rozpoczął budowę zupełnie nowej wyrzutni i statku, dopalacza Proton i Zond, do lotu człowieka cislunar w 1966 r. W 1964 r. nowy radziecki przywództwo udzieliło Korolewowi poparcia dla lądowania na Księżycu i skierowało wszystkie projekty z załogą pod jego kierownictwo.

Wraz ze śmiercią Korolewa i niepowodzeniem pierwszego lotu Sojuza w 1967 r. Koordynacja radzieckiego programu lądowania na Księżycu szybko się rozpadła. Sowieci zbudowali statek desantowy i wybrali kosmonautów do misji, która miała umieścić Aleksieja Leonowa na powierzchni Księżyca, ale wraz z kolejnymi awariami startu wzmacniacza N1 w 1969 r. Plany lądowania z załogą uległy najpierw opóźnieniu, a następnie odwołaniu.

Rozpoczęto program automatycznych pojazdów zwrotnych, mając nadzieję, że jako pierwsi zwrócą księżycowe skały. To miało kilka awarii. Ostatecznie udało się to z Luna 16 w 1970 roku. Ale miało to niewielki wpływ, ponieważ do tego czasu miały już miejsce lądowania na Księżycu Apollo 11 i Apollo 12 oraz powrót skał.

Misje Apolla

Astronauta Buzz Aldrin , pilot modułu księżycowego podczas pierwszej misji lądowania na Księżycu, pozuje do zdjęcia obok wywieszonej flagi Stanów Zjednoczonych podczas misji kosmicznej Apollo 11 (EVA) na powierzchni Księżyca.

W sumie dwudziestu czterech amerykańskich astronautów podróżowało na Księżyc. Trzy odbyły tę podróż dwukrotnie, a dwunastu spacerowało po jej powierzchni. Apollo 8 był misją wyłącznie na orbicie księżycowej, Apollo 10 obejmował oddokowanie i zejście na orbitę (DOI), a następnie przejście LM do ponownego dokowania CSM, podczas gdy Apollo 13, pierwotnie zaplanowany jako lądowanie, zakończył się przelotem nad Księżycem, za pomocą swobodnej trajektorii powrotnej ; w związku z tym żadna z tych misji nie wylądowała. Apollo 7 i Apollo 9 były misjami wyłącznie na orbicie Ziemi. Oprócz nieodłącznych niebezpieczeństw związanych z ekspedycjami na Księżyc z załogą, jak widać w przypadku Apollo 13, jednym z powodów ich zaprzestania według astronauty Alana Beana to koszt, jaki nakłada w postaci dotacji rządowych.

Lądowanie ludzi na Księżycu

Nazwa misji	Lądownik księżycowy	Data lądowania na Księżycu	Data startu Księżyca	Lądowisko księżycowe	Czas trwania na powierzchni Księżyca (DD:HH:MM)	Załoga	Liczba EVA	Całkowity czas EVA (GG:MM)
Apollo 11	Orzeł	20 lipca 1969	21 lipca 1969	Morze Spokoju	0:21:31	Neila Armstronga , Edwina „Buzza” Aldrina	1	2:31
Apollo 12	Nieustraszony	19 listopada 1969	21 listopada 1969	Ocean burz	1:07:31	Charles „Pete” Conrad , Alan Bean	2	7:45
Apollo 14	Antares	5 lutego 1971	6 lutego 1971	Fra Mauro	1:09:30	Alana B. Sheparda , Edgara Mitchella	2	9:21
Apollo 15	Sokół	30 lipca 1971	2 sierpnia 1971	Hadley Rille	2:18:55	Davida Scotta , Jamesa Irwina	3	18:33
Apollo 16	Orion	21 kwietnia 1972	24 kwietnia 1972	Wyżyny Kartezjusza	2:23:02	Johna Younga , Charlesa Duke'a	3	20:14
Apollo 17	Pretendent	11 grudnia 1972	14 grudnia 1972	Byk-Littrow	3:02:59	Eugene Cernan , Harrison „Jack” Schmitt	3	22:04

Inne aspekty udanych lądowań Apollo

Neil Armstrong i Buzz Aldrin lądują na Księżycu pierwszym modułem księżycowym Apollo 20 lipca 1969 r., Tworząc Bazę Tranquility . Apollo 11 był pierwszym z sześciu lądowań na Księżycu w ramach programu Apollo .

Prezydent Richard Nixon zlecił autorowi przemówień Williamowi Safire przygotowanie przemówienia kondolencyjnego do wygłoszenia na wypadek, gdyby Armstrong i Aldrin utknęli na powierzchni Księżyca i nie mogli zostać uratowani.

W 1951 roku pisarz science fiction Arthur C. Clarke przewidział, że człowiek dotrze na Księżyc do 1978 roku.

W dniu 16 sierpnia 2006 r. Associated Press poinformowało, że NASA brakuje oryginalnych taśm telewizyjnych Slow-scan (które zostały wykonane przed konwersją skanowania dla konwencjonalnej telewizji) z spaceru Apollo 11 po Księżycu. Niektóre serwisy informacyjne błędnie podały taśmy SSTV znalezione w Zachodniej Australii, ale te taśmy były tylko nagraniami danych z pakietu Apollo 11 Early Apollo Surface Experiments Package . Taśmy zostały odnalezione w 2008 roku i sprzedane na aukcji w 2019 roku z okazji 50. rocznicy lądowania.

Naukowcy są przekonani, że sześć amerykańskich flag umieszczonych przez astronautów zostało wybielonych na biało z powodu ponad 40-letniej ekspozycji na promieniowanie słoneczne. Korzystając z LROC , pięć z sześciu amerykańskich flag nadal stoi i rzuca cienie na wszystkie miejsca, z wyjątkiem Apollo 11. Astronauta Buzz Aldrin poinformował, że flaga została zdmuchnięta przez spaliny z silnika wznoszenia podczas startu Apollo 11.

Koniec XX wieku – początek XXI wieku awaryjne lądowanie bez załogi

Hiten (Japonia)

Wystrzelony 24 stycznia 1990 roku o godzinie 11:46 UTC. Pod koniec swojej misji japoński orbiter księżycowy Hiten otrzymał rozkaz zderzenia się z powierzchnią Księżyca i zrobił to 10 kwietnia 1993 r. O godzinie 18:03:25,7 UT (11 kwietnia 03:03:25,7 JST).

Poszukiwacz Księżyca (USA)

Lunar Prospector został wystrzelony 7 stycznia 1998 r. Misja zakończyła się 31 lipca 1999 r., Kiedy orbiter celowo uderzył w krater w pobliżu południowego bieguna Księżyca po pomyślnym wykryciu obecności lodu wodnego.

SMART-1 (ESA)

Wystrzelony 27 września 2003 r. O godzinie 23:14 UTC z Centrum Kosmicznego Gujany w Kourou w Gujanie Francuskiej. Pod koniec swojej misji orbiter księżycowy ESA SMART-1 dokonał kontrolowanego zderzenia z Księżycem z prędkością około 2 km/s. Czas katastrofy to 3 września 2006 roku o godzinie 5:42 UTC.

Chandrayaan-1 (Indie)

Impaktor, Moon Impact Probe , instrument misji Chandrayaan-1 , zderzył się w pobliżu krateru Shackletona na biegunie południowym powierzchni Księżyca 14 listopada 2008 r. o godzinie 20:31 czasu IST. Chandrayaan-1 został wystrzelony 22 października 2008 roku o godzinie 00:52 UTC.

Chang'e 1 (Chiny)

Chiński orbiter księżycowy Chang'e 1 dokonał kontrolowanej katastrofy na powierzchni Księżyca 1 marca 2009 r. o godzinie 20:44 GMT, po 16-miesięcznej misji. Chang'e 1 został wystrzelony 24 października 2007 o godzinie 10:05 UTC.

SELENE (Japonia)

SELENE lub Kaguya po pomyślnym okrążeniu Księżyca przez rok i osiem miesięcy, główny orbiter otrzymał polecenie uderzenia w powierzchnię Księżyca w pobliżu krateru Gill o godzinie 18:25 UTC w dniu 10 czerwca 2009 r. SELENE lub Kaguya została wystrzelona 14 września 2007 r.

LCROSS (USA)

LCROSS zbierający dane został wystrzelony wraz z Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 18 czerwca 2009 r. na pokładzie rakiety Atlas V z górnym stopniem Centaura . 9 października 2009 r. o godzinie 11:31 UTC górny stopień Centaura uderzył w powierzchnię Księżyca, uwalniając energię kinetyczną odpowiadającą detonacji około 2 ton trotylu (8,86 GJ ). Sześć minut później, o 11:37 UTC, pasterski statek kosmiczny LCROSS również uderzył w powierzchnię.

GRAAL (USA)

Misja GRAIL składała się z dwóch małych statków kosmicznych: GRAIL A ( Ebb ) i GRAIL B ( Flow ). Zostały wystrzelone 10 września 2011 roku na pokładzie Delta II . GRAIL A oddzielił się od rakiety około dziewięć minut po starcie, a GRAIL B około osiem minut później. Pierwsza sonda weszła na orbitę 31 grudnia 2011 r., a druga 1 stycznia 2012 r. Dwie sondy zderzyły się z powierzchnią Księżyca 17 grudnia 2012 r.

LADEE (USA)

Sonda LADEE została wystrzelona 7 września 2013 r. Misja zakończyła się 18 kwietnia 2014 r., kiedy kontrolerzy sondy celowo rozbili LADEE po drugiej stronie Księżyca , który później ustalono, że znajduje się w pobliżu wschodniej krawędzi krateru Sundman V.

Misja Manfred Memorial Moon (Luksemburg)

Misja Manfred Memorial Moon została wystrzelona 23 października 2014 r. Przeleciała obok Księżyca i działała przez 19 dni, czyli cztery razy dłużej niż oczekiwano. Misja Manfred Memorial Moon pozostała przymocowana do górnego stopnia swojej rakiety nośnej (CZ-3C/E). Sonda wraz z jej górnym stopniem zderzyła się z Księżycem 4 marca 2022 roku.

Miękkie lądowania i próby XXI wieku bez załogi

Chang'e 3 (Chiny)

r . O godzinie 13:12 UTC Chang'e 3 miękko wylądował łazik na Księżycu. Było to pierwsze miękkie lądowanie Chin na innym ciele niebieskim i pierwsze na świecie miękkie lądowanie na Księżycu od czasu Luna 24 w dniu 22 sierpnia 1976 r. Misja została wystrzelona 1 grudnia 2013 r. Po udanym lądowaniu lądownik wypuścił łazik Yutu , który przemieścił się 114 metrów, zanim został unieruchomiony z powodu awarii systemu. Ale łazik nadal działał do lipca 2016 roku.

Chang'e 4 (Chiny)

Chiński lądownik Chang'e 4 na powierzchni niewidocznej strony Księżyca.

Yutu-2 wysłany przez lądownik Chang'e 4.

3 stycznia 2019 r. o godzinie 2:26 UTC Chang'e 4 jako pierwszy statek kosmiczny wylądował po drugiej stronie Księżyca . Chang'e 4 został pierwotnie zaprojektowany jako kopia zapasowa Chang'e 3. Później został dostosowany jako misja na drugą stronę Księżyca po sukcesie Chang'e 3. Po udanym lądowaniu w kraterze Von Kármán , Lądownik Chang'e 4 wysłał 140-kilogramowy łazik Yutu-2 i rozpoczął pierwszą bliską eksplorację drugiej strony Księżyca przez człowieka. Ponieważ Księżyc blokuje komunikację między drugą stroną a Ziemią, satelita przekaźnikowy, Queqiao punktu Lagrange'a L2 Ziemia-Księżyc kilka miesięcy przed lądowaniem, aby umożliwić komunikację.

Yutu-2 , drugi łazik księżycowy z Chin, został wyposażony w kamerę panoramiczną, radar penetrujący Księżyc, spektrometr do obrazowania w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni oraz zaawansowany mały analizator dla substancji neutralnych. Według stanu na lipiec 2022 r. przetrwał ponad 1000 dni na powierzchni Księżyca i nadal jedzie z łączną odległością ponad 1200 metrów.

Beresheet (Izrael)

22 lutego 2019 r. o godzinie 01:45 UTC firma SpaceX wystrzeliła lądownik księżycowy Beresheet , opracowany przez izraelską firmę SpaceIL organizacja. Wystrzelony z Cape Canaveral na Florydzie na wzmacniaczu Falcon 9, przy czym lądownik jest jednym z trzech ładunków rakiety. Beresheet zbliżył się do Księżyca po powolnej, ale oszczędnej trajektorii. W ciągu sześciu tygodni i kilku coraz większych orbit wokół Ziemi, najpierw osiągnął dużą eliptyczną orbitę wokół Ziemi z apogeum blisko 400 000 kilometrów (250 000 mil). W tym momencie, z krótkim spalaniem zwalniającym, został złapany przez grawitację Księżyca na wysoce eliptycznej orbicie księżycowej, orbicie, która została zakreślona i zmniejszona w ciągu tygodnia, przed próbą lądowania na powierzchni Księżyca 11 kwietnia 2019 r. Misja była pierwszą izraelską i pierwszą finansowaną ze środków prywatnych próbą lądowania na Księżycu. SpaceIL został pierwotnie pomyślany w 2011 roku jako przedsięwzięcie mające na celu realizację Nagroda Google Lunar X. 11 kwietnia 2019 r. Beresheet rozbił się na powierzchni Księżyca w wyniku awarii głównego silnika podczas końcowego zniżania. Docelowy lądownik księżycowy Beresheet , bliższej stronie Księżyca. Pomimo niepowodzenia misja jest najbliżej miękkiego lądowania na Księżycu przez prywatny podmiot.

Chandrayaan 2 (Indie)

ISRO , Indyjska Narodowa Agencja Kosmiczna, wystrzeliła Chandrayaan 2 22 lipca 2019 r. Miał trzy główne moduły: orbiter, lądownik i łazik. Każdy z tych modułów miał instrumenty naukowe z instytutów naukowo-badawczych w Indiach i USA. Statek kosmiczny o masie 3890 kg (8580 funtów) został wystrzelony przez GSLV Mk III . W dniu 7 września 2019 r. O godzinie 1:50 czasu IST Vikram Chandryaan 2 rozpoczął sekwencję miękkiego lądowania. Kontakt został utracony na 2,1 km (1,3 mil) nad powierzchnią Księżyca po nierównej fazie hamowania i nie został odzyskany. Ze zdjęć Lunar Reconnaissance Orbiter i Chandrayaan Orbiter stwierdzono, że lądownik Vikram rozbił się na Księżycu i został zniszczony.

Chang'e 5 (Chiny)

Chang'e 5 z próbką księżycową został przetransportowany z powrotem do CAST .

6 grudnia 2020 r. o godzinie 21:42 UTC Chang'e 5 wylądował i zebrał pierwsze próbki księżycowej gleby od ponad 40 lat, a następnie zwrócił je na Ziemię. Stos o masie 8,2 t składający się z lądownika, wznoszenia, orbitera i powrotu został wystrzelony na orbitę księżycową przez rakietę Long March 5 24 listopada. Kombinacja lądownik-wznosząca została oddzielona od orbitera i powrotu przed lądowaniem w pobliżu Mons Rümker w Oceanus Procellarum . Wznoszący się został później wystrzelony z powrotem na orbitę księżycową, przenosząc próbki zebrane przez lądownik i zakończył pierwsze w historii spotkanie robota i dokowanie na orbicie księżycowej. Pojemnik z próbkami został następnie przeniesiony do statku powracającego, który z powodzeniem wylądował w Mongolii Wewnętrznej 16 grudnia 2020 r., kończąc pierwszą pozaziemską misję zwrotu próbek w Chinach.

Lądowania na księżycach innych ciał Układu Słonecznego

Postęp w eksploracji kosmosu ostatnio rozszerzył wyrażenie lądowanie na Księżycu na inne księżyce w Układzie Słonecznym . Sonda Huygens w z misji Cassini-Huygens na Saturna wykonała udane lądowanie na Księżycu na Tytanie w 2005 roku. Podobnie radziecka sonda Phobos 2 znalazła się odległości 120 mil (190 km) od lądowania na księżycu Marsa , Phobosie w 1989 roku, zanim kontakt radiowy z tym lądownikiem został nagle utracony. Podobna rosyjska misja powrotna o nazwie Fobos-Grunt („grunt” oznacza po rosyjsku „glebę”) wystartowała w listopadzie 2011 r., ale utknęła w martwym punkcie na niskiej orbicie okołoziemskiej. Istnieje szerokie zainteresowanie wykonaniem przyszłego lądowania na księżycu Jowisza , Europie, w celu odwiercenia i zbadania możliwego ciekłego oceanu wodnego pod jego lodową powierzchnią.

Proponowane przyszłe misje

Główny artykuł: Lista misji na Księżyc § Proponowane

Po awarii lądownika Vikram z Chandrayaan-2 Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych (ISRO) planuje ponowną próbę miękkiego lądowania z trzecią misją eksploracji Księżyca, Chandrayaan-3 . Jego uruchomienie zaplanowano na trzeci kwartał 2022 r., ale jeszcze się nie uruchomiło.

Lunar Polar Exploration Mission to zrobotyzowana misja kosmiczna opracowana przez ISRO i japońską agencję kosmiczną JAXA , która ma wysłać księżycowy łazik i lądownik w celu zbadania regionu bieguna południowego Księżyca w 2024 r. JAXA prawdopodobnie zapewni usługę startu przy użyciu przyszłej rakiety H3 , wraz z odpowiedzialnością za łazik. Za lądownik odpowiadałoby ISRO.

Rosyjski lądownik Łuna 25 ma wystartować w maju 2022 roku.

dyrektywę w sprawie polityki kosmicznej 1 , która nakazała NASA powrót na Księżyc z załogową misją w celu „długoterminowej eksploracji i użytkowania” oraz misji na inne planety. 26 marca 2019 roku wiceprezydent Mike Pence oficjalnie ogłosił, że w misji weźmie udział pierwsza kobieta-astronautka księżycowa. Program Artemis ma na celu powrót na Księżyc z nowymi systemami startowymi.

Historyczne dowody empiryczne

Główny artykuł: Teorie spiskowe dotyczące lądowania na Księżycu

Wielu spiskowców utrzymuje, że lądowanie Apollo na Księżycu było mistyfikacją; jednak empiryczne wykazujące, że lądowania ludzi na Księżycu miały miejsce . Każdy na Ziemi z odpowiednim laserowym i teleskopowym może odbijać promienie laserowe od trzech układów retroreflektorów pozostawionych na Księżycu przez Apollo 11, 14 i 15, weryfikując wdrożenie Lunar Laser Ranging Experiment na historycznie udokumentowanych lądowiskach Apollo Moon iw ten sposób skonstruowany na Ziemi sprzęt dowodowy został pomyślnie przetransportowany na powierzchnię Księżyca. Ponadto w sierpniu 2009 roku należący do NASA Lunar Reconnaissance Orbiter zaczął przesyłać zdjęcia miejsc lądowania Apollo w wysokiej rozdzielczości. Te zdjęcia pokazują duże etapy opadania sześciu pozostawionych modułów księżycowych Apollo , ślady trzech księżycowych pojazdów wędrownych oraz ścieżki pozostawione przez dwunastu astronautów, gdy szli w księżycowym pyle. W 2016 roku ówczesny prezydent USA Barack Obama przyznał, że lądowanie na Księżycu nie było mistyfikacją i publicznie podziękował członkom programu telewizyjnego Pogromcy mitów za publiczne udowodnienie tego w odcinku 2 sezonu 6.

Zobacz też

• Lista astronautów Apollo
• Systemy ucieczki na Księżycu
• Roberta Goddarda
• Sojuz 7K-L1
• Pierwszy na Księżycu (ujednoznacznienie)

Dalsza lektura

• James Gleick , „Gorączka księżyca” [recenzja Olivera Mortona , Księżyc: historia przyszłości ; Apollo's Muse: The Moon in the Age of Photography , wystawa w Metropolitan Museum of Art , Nowy Jork , 3 lipca – 22 września 2019; Douglas Brinkley , amerykański Moonshot: John F. Kennedy i Wielki Wyścig Kosmiczny; Brandon R. Brown, The Apollo Chronicles: Engineering America's First Moon Missions ; Roger D. Launius , Sięgając po Księżyc: krótka historia wyścigu kosmicznego; Apollo 11 , film dokumentalny w reżyserii Todda Douglasa Millera ; i Michael Collins , Carring the Fire: An Astronaut's Journeys (50th Anniversary Edition) ]

Linki zewnętrzne

• Strona NASA poświęcona lądowaniom na Księżycu, misjom itp. (Zawiera informacje o misjach innych agencji kosmicznych).
• Misje na Księżyc (Stany Zjednoczone) w Curlie
• Projekt Apollo Archive Flickr Gallery : niezależnie zorganizowana kolekcja zdjęć w wysokiej rozdzielczości z lądowania na Księżycu i misji Apollo.
• Apollo w czasie rzeczywistym : niezależnie zorganizowana kolekcja różnych mediów związanych z misjami Apollo, tworząca obszerną i interaktywną dokumentację misji Apollo.