«Луна-16» — советская автоматическая станция. Её создали в НПО имени С. А. Лавочкина под руководством инженера Георгия Бабакина. Главная и историческая задача аппарата — впервые в мире автоматически доставить на Землю образцы лунного грунта.
Как это было устроено
Автоматический комплекс состоял из трёх основных частей:
Посадочная ступень. На ней установили грунтозаборное устройство (ГЗУ) — буровой станок с системой приводов и штангой. Чтобы выбрать точку бурения, на платформе поставили два телефотометра (как на «Луноходе») и светильники для освещения зоны работы. Также здесь были двигатели для торможения и мягкой посадки.
Возвратная ракета «Луна — Земля». Это отдельный блок с жидкостным реактивным двигателем и системой баков (топливо — тетроксид азота и несимметричный диметилгидразин). На ракету устанавливался приборный отсек, а сверху — возвращаемый аппарат.
Возвращаемый (спасаемый) аппарат. Он имел сферическую форму.
Внутри было три отсека: в одном — радиопередатчики (чтобы аппарат можно было обнаружить при спуске), аккумуляторы и элементы автоматики; во втором — парашют, антенны и эластичные баллоны (они помогали аппарату правильно сориентироваться после посадки); в третьем — цилиндрический контейнер для лунного грунта. На внешней поверхности аппарата было теплозащитное покрытие.
На посадочной ступени разместили металлический вымпел с надписью «Союз Советских Социалистических Республик», Государственным гербом СССР и надписью «„Луна-16“ сентябрь 1970». На возвращаемом аппарате тоже был государственный знак.
Запуск. 12 сентября 1970 года с космодрома Байконур станцию вывела на траекторию ракета-носитель «Протон-К».
Перелёт и выход на орбиту. 14 сентября провели коррекцию траектории. 17 сентября двигатель отработал 236 секунд — станция вышла на селеноцентрическую орбиту.
Посадка. 20 сентября после нескольких коррекций орбиты станция совершила мягкую посадку в районе Моря Изобилия. Вертикальная скорость в момент касания составила 4,8 м/с.
Забор грунта. По команде с Земли включили бур. Он проработал около семи минут и проник в реголит на 35 см. Образцы поместили в герметичную капсулу и передали в возвращаемый аппарат.
Возвращение. 21 сентября в 10:43 по московскому времени возвратная ракета стартовала с Луны. 24 сентября возвращаемый аппарат отделился, вошёл в атмосферу (перегрузки превышали 350 единиц), на высоте 14,5 км раскрылся тормозной парашют, на 11 км — основной. Аппарат совершил мягкую посадку примерно в 80 км юго-восточнее Джезказгана. Поисковый вертолёт нашёл его ещё до приземления по сигналам радиомаяка.
Что получили учёные
На Землю доставили 101 грамм лунного грунта (реголита). В Институте геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) имени В. И. Вернадского изучили образцы. Выяснилось, что реголит — это разнозернистый тёмно-серый (черноватый) порошок, который легко формуется и слипается в рыхлые комки (напоминает влажный песок). При этом зернистость увеличивалась с глубиной. По химическому составу вещество оказалось размельчённой горной породой базальтового типа.
По результатам полёта Международная авиационная федерация (FAI) зарегистрировала приоритетные научно-технические достижения:
возвращение на Землю после посадки на Луну;
доставка на Луну космической ракеты «Луна — Земля» с возвращаемым аппаратом;
автоматический старт с Луны и доставка лунного грунта на Землю.
Также станция установила три мировых рекорда в классе «С» (по массе доставленного на Луну груза, возвращённого на Землю и массы лунных пород).
Миссия доказала, что беспилотный полёт по маршруту «Земля — Луна — Земля» и доставка образцов — реально решаемая задача.