За полётом следили радиолокаторы, радиотелекопы, отслеживавшие сигнал бортового передатчика системы телеметрии, и автоматические телескопы-кинотеодолиты, фиксировавшие полёт на киноплёнку. Разглядеть саму АМС на таком расстоянии было уже невозможно, но учёные рассчитывали увидеть вспышки ядерных взрывов.
— Запущена главная последовательность операций. Выброс первого заряда!
— Вспышка!
— Есть вспышка. Принимаю телеметрию. Электромагнитный импульс в пределах расчётного. Ускорение расчётное.
Тяговые ядерные заряды 'Змея Горыныча' имели мощность примерно по 1,6 килотонны. Проведённые в 1962 году в рамках операции 'К' ядерные взрывы в космосе показали, что при подрыве боеприпасов малой мощности ЭМИ получается незначительный. При взрыве амортизирующая плита принимала от силы 10 процентов образовавшейся плазмы, остальное разлеталось в пространстве. Но даже этих 10 процентов с избытком хватало для разгона.
— Получен ответ от БЦВМ. Электроника работает устойчиво. Экранирование и амортизация достаточные.
— Выброс второго заряда. Вспышка!
— Есть вспышка. Принимаю телеметрию. Ускорение расчётное. Скорость расчётная, превысила третью космическую.
В этот момент в бункере раздались аплодисменты. Приглашённые в гостевой комнате, услышав перевод доклада, дружно зааплодировали.
— Выброс третьего заряда. Вспышка!
— Есть вспышка. Поступают данные телеметрии. Ускорение расчётное. Скорость расчётная. Параметры электромагнитного импульса в допустимых пределах. Электроника работает устойчиво. Активная фаза программы испытаний завершена. Приступаем к детальному анализу телеметрии...
Окончание доклада потонуло в радостном гвалте. Коллеги и просто присутствующие на запуске обступили Владимира Николаевича, шумно поздравляя его с успешным запуском.
— Ехcuse me...
Фриман Дайсон вышел из гостевой комнаты и направился к принимающему поздравления коллег Челомею. Он подошёл к Генеральному конструктору и торжественно пожал ему руку:
— My congratulations! — Дайсон говорил без переводчика, но все вокруг и так поняли, что он хотел сказать.
Подошёл переводчик, один из группы приставленных МИДом к делегации. Дайсон ещё что-то говорил, и переводчик начал переводить:
— Доктор Дайсон искренне поздравляет вас и всех создателей этого аппарата с первым, но самым важным успехом.
— Спасибо, спасибо, — Челомей в ответ снова пожал руку Дайсона, затем повернулся, наклонился, поднял что-то длинное и увесистое, прислонённое сбоку к корпусу одной из стоек установленной в бункере ЭВМ:
— Скажите доктору Дайсону: я поздравляю его с первым шагом к исполнению нашей мечты и дарю ему наш скромный русский подарок, с памятной надписью в честь сегодняшнего события. Вещь полезная, в хозяйстве пригодится.
Дайсон выслушал перевод, и с некоторым удивлением принял из рук академика Челомея обмотанный розовой лентой с кокетливыми бантиками, тщательно отполированный и выкрашенный в красный цвет... гвоздодёр. На его прямой части была выгравирована дарственная надпись на русском и английском:
'В память об успешном испытании прототипа. 20 декабря 1963'
(Доктор Фриман Дайсон был реально существующим прототипом Гордона Фримена, культового персонажа игры 'Half Life' https://en.wikipedia.org/wiki/Freeman_Dyson)
#Обновление 23.08.2020
Принятое весной 1963 года на уровне правительства решение отложить пуски АМС по программе Е-6 к Луне до исправления всех конструкторских недоработок в целом пошло на пользу делу. И без того уже намного более совершенную АМС доработали, исправив ошибки в системе управления. По предложению Александра Юльевича Ишлинского заменили поплавковые гироскопы на недавно разработанные волоконно-оптические. Инфракрасную вертикаль дополнили гироинерционной вертикалью, сделав её программно-аппаратной. (АИ) Она не была отдельным прибором, БЦВМ считывала показания с основной гироплатформы и перед торможением переключалась на расчёт и поддержание направления на центр Луны.
В новой конфигурации систему управления тщательно испытывали в течение полугода, в 6 запусках спутников-фоторазведчиков 'Зенит'. Установленная у них на борту гироинерционная вертикаль не была связана с системой управления фоторазведчика, а только передавала результаты своих вычислений по каналу телеметрии. На Земле полученные данные анализировали, и по результатам вносили поправки в систему и управляющую программу. (Подобным образом в реале на борту спутников первоначально отлаживали и инфракрасную вертикаль, не подключая её к системе управления)
Параллельно на базе АМС Е-6М были разработаны варианты для измерения радиационного фона и плотности потоков микрометеоритов на орбите Луны и трассе полёта от Земли до Луны — вариант Е-6С, и для орбитального фотографирования Луны и передачи снимков на Землю по радиоканалу — вариант Е-6ЛФ. (В реальной истории — 'Луна-10' и 'Луна-12'). Выход на орбиту требовал существенно меньше топлива, чем торможение для мягкой посадки. За счёт этого отсек научной аппаратуры был сделан в 2,5 раза тяжелее — 250 кг вместо 100 у 'посадочной' Е-6. Для измерений уровней радиации и плотности метеорных потоков аппарат был оснащён газоразрядными счётчиками ионизирующего излучения (3 типов) и микрометеоритными пьезодатчиками.
Первоначально 'орбитальный вариант' АМС предполагалось разрабатывать как отдельный аппарат по проекту Е-7, но затем, в целях унификации и сокращения затрат на отработку, решено было использовать один и тот же служебный модуль АМС с разными контейнерами полезной нагрузки. Состав системы управления у посадочной и орбитальной АМС тоже был в большой степени унифицирован. Различия заключались, по большей части, в программном обеспечении. Важнейшим отличием стали раскрываемые панели солнечных батарей, установленные на орбитальную АМС (в реальной истории АМС 'Луна-10' и 'Луна-12' оснащались химическими аккумуляторами, что сильно ограничило срок их функционирования)
Программой исследований предусматривались мягкие посадки двух АМС и выход на окололунную орбиту ещё двух, но станций было сделано 12, с учётом возможных потерь при запуске, и оставалась возможность дозаказать новые. Тем более, что функционал посадочной версии был заметно увеличен. Цифровая система управления на основе БЦВМ УМ-2К занимала внутри АЛС (автоматической лунной станции) значительно меньше места, чем аналоговая, поэтому в освободившемся объёме удалось разместить сложенный манипулятор и печь со спектрометром, аналогичную установленной на спускаемом аппарате станции 'Зонд-3', исследовавшей Марс (АИ, см. гл. 06-09). Однако, если на 'Зонде' была прямая длинная стрела с ковшом, напоминавшим маленький экскаваторный, АЛС станции Е-6 оснастили уже полноценным манипулятором с многофункциональным рабочим органом, состоявшим из четырёхчелюстного грейферного захвата, бура и зонда-пенетратора для оценки прочности и несущих свойств грунта на месте посадки. Разница была и в устройстве манипулятора. В отличие от прямой складной стрелы 'Зонда' манипулятор АЛС Е-6 сделали состоящим из трёх звеньев, каждое из которых могло двигаться вверх-вниз-вправо-влево и телескопически раздвигаться. Самоходного 'прибора оценки проходимости' лунная станция не имела, т. к. в будущем планировалось сажать на Луну полноценный луноход.
АМС 'Луна-7' запустили 24 декабря 1963 года, в расчёте на посадку лунным утром, когда температура на лунной поверхности наилучшим образом подходит для работы аппаратуры, а ландшафт подсвечивается боковым светом Солнца и выглядит более рельефным за счёт теней.
Станция с пристыкованным к ней разгонным блоком 'Л' сделала один неполный виток вокруг Земли. По команде с корабля Контрольно-измерительного комплекса включился двигатель разгонного блока, унося аппарат к Луне. В бункере на Байконуре и на НИП-10 в крымском посёлке Школьное, откуда осуществлялось управление полётом, облегчённо выдохнули. Первая критическая точка полёта была пройдена успешно. Блок 'Л' разогнал АМС до 2 космической скорости и отделился. Теперь станция находилась в самостоятельном полёте.
Через 30 часов после старта на станцию была подана команда начать процедуру ориентирования. АМС начала поворачиваться, захватив оптическими датчиками системы астронавигации 'Юпитер' сначала Солнце, потом Луну, и затем Землю. БЦВМ вычислила углы визирования и по ним определила положение станции в пространстве для последующей коррекции траектории. Вычисленные координаты станция передала на Землю. Здесь более мощная стационарная ЭВМ рассчитала необходимый импульс для проведения коррекции. Последовательность команд была передана на борт по радио. Станция развернулась осью двигателя перпендикулярно траектории и в 150 тысячах километров от Земли отработала импульс, скорректировав направление. После коррекции была произведена закрутка АМС для равномерного нагрева Солнцем её поверхности и соблюдения теплового режима внутренних систем и приборов.
Вторую коррекцию провели на расстоянии 250 тысяч километров от Земли, при таком же порядке действий. В 22 часа 44 минуты три раза подали команду 'разрешение на запуск бортовой программы — построение лунной вертикали'. Команды подавались непрерывно. И непрерывно шли доклады:
— Есть включение САН... Есть включение точной телеметрии... Есть успокоение объекта... Идет приём чисел контроля отработки уставок... Закончен поиск Солнца... Идёт поиск Луны...
Королёв, чуть вздрагивая при каждом докладе, ставил галочку и сверялся со временем. Он сильно волновался, опасаясь, что опять вылезет какая-нибудь неисправность, или непредвиденные обстоятельства, из-за которых программа полёта будет снова сорвана.
В 23 часа 30 минут начали поиск Земли и САН перешла в прецизионный режим.
За два часа до расчётного момента посадки, по команде с Земли, станция развернулась соплом двигателя в сторону Луны. Инфракрасная вертикаль на этот раз отработала успешно, нацелив сопло аппарата точно на центр Луны. Чтобы зафиксировать полученное направление, использовали гироинерционную вертикаль. (АИ, см. гл. 08-03) В этот момент 'Луна-7' находилась в 8700 километрах от естественного спутника Земли.
Последовал торжественный доклад:
— Есть фиксация лунной вертикали.
— Включение высотомера на прогрев.
— Высота 8272 километра!
— Прошли метки Т7 и Т8 — включение КТДУ, идёт наддув амортизаторов!
С этого момента высоту станции над поверхностью отслеживал радиовысотомер.
На расстоянии около 75 километров над Луной включилась корректирующе-тормозная двигательная установка. В ходе её работы был подан азот в амортизирующую оболочку сбрасываемого аппарата. Оболочка наполнилась, надёжно защитив АЛС от повреждений при контакте с поверхностью. Систему астронавигации (САН) 'Юпитер', расположенную в двух сбрасываемых отсеках по бокам станции, после нацеливания станции на центр Луны отстрелили, чтобы облегчить аппарат перед посадкой, это было предусмотрено для уменьшения массы топлива для торможения.
КТДУ работала до высоты 260 метров, снизив скорость станции с 2,6 километра в секунду до всего лишь нескольких метров в секунду. На 260 метрах по отсчёту высотомера, БЦВМ переключила двигательную установку в режим малой тяги. Главный двигатель выключился, теперь работали только двигатели коррекции. Сопло главного двигателя, сделанное из свёрнутой в спираль ленты, развернулось, образовав 5-метровый щуп. Как только он уткнулся в грунт, замки, удерживающие АЛС, расцепились, и упругие надувные амортизаторы оттолкнули автоматическую лунную станцию от служебного модуля. 28 декабря 1963 г в 21.44 по московскому времени станция 'Луна-7' коснулась поверхности Луны вблизи рассчитанной точки лунного Океана Бурь, вблизи кратеров Рейнер и Марий. (АИ). Полётную ступень увели в сторону коротким импульсом двигателей, чтобы она случайно не помешала посадке контейнера с научной аппаратурой.
АЛС несколько раз подпрыгнула, как огромный мяч, после чего остановилась. Её центр тяжести был смещён, чтобы станция расположилась на грунте антеннами вверх. На успокоение после посадки было отведено 4 минуты, после чего пиропатроны сбросили надувную оболочку. АЛС легла на грунт, наклонившись на угол 16 градусов, и раскрыла 4 треугольных лепестка, прикрывавших её внутреннюю оболочку, высвобождая антенны, телекамеру, манипулятор и прочее научное оборудование. На внутренней стороне лепестков были установлены панели солнечных батарей.
В 22.00 28 декабря радиотелескопы начали принимать первую панораму лунной поверхности. Станция снимала неподвижный ландшафт, поэтому, для улучшения качества изображения и упрощения конструкции, была применена фототелевизионная установка с оптико-механическим сканированием. Изображение не записывалось ни на какие промежуточные носители, а передавалось в прямом эфире на Землю. Время передачи одной круговой панорамы со стандартным качеством составляло 100 минут, каждая панорама состояла из 6000 строк, одна строка передавалась в течение 1 секунды. Передача 'панорамы быстрого обзора' занимала 20 минут. Принимаемые радиосигналы записывались на магнитную ленту и фотоплёнку. Изображение выходило из приёмного устройства на Земле в виде длинной и узкой полосы на термохимической бумаге, шириной не более 15 см (по кадрам документального фильма точнее определить сложно).
Первая полученная на Земле 'картинка' была белёсой, неконтрастной и практически неразборчивой. Ещё никто и никогда не вёл телепередач с Луны. На момент создания телевизионной системы не были известны ни текущая освещённость, ни контрастность, ни отражательные характеристики поверхности.
Хотя в целом условия освещённости на Луне хорошо известны, поскольку при отсутствии атмосферы падающий поток солнечного света достигает лунной поверхности без поглощения, но широкий диапазон возможных яркостей деталей на поверхности Луны, незнание характеристик отражения света, определяемых микрорельефом, и возможность посадки станции в различных условиях создавали значительную неопределённость. К тому же световой поток, отражённый от поверхности Луны, сильно зависит от высоты Солнца и направления наблюдения.
Надо было в кратчайший срок определить оптимальный режим работы фототелевизионной системы, быстро меняя значения яркости, контрастности, девиации частоты. По предложению ответственного представителя НИИ-885 Владлена Михайловича Говорова, отвечавшего за работу телевизионной системы, приняли решение прогнать в ускоренном режиме все варианты, предложенные, в том числе, и рядовыми разработчиками, которых обычно в присутствии руководителей никто не спрашивал. Один из предложенных вариантов дал отличный результат. Его предложил инженер С.Н.Родинков, осуществлявший техническое обеспечение работы.
Первое качественное изображение панорамы лунного ландшафта было получено уже под утро, около 5:00 29 декабря 1963 г (В реальной истории — в 04:50 4 февраля 1966 г)
Выбранный послепосадочный наклон в 16 градусов позволил заснять камерой, расположенной на высоте около 580 миллиметров (от основания до центра объектива), как общую панораму до местного горизонта, составлявшего для данной высоты около 1,5 километров, так и увидеть мелкие детали лунного рельефа размером до 1 миллиметра. Для первой половины 60-х это был очень хороший результат.
