engineering_ru | Луна и пушки (Reply)

Сообщение ТАСС от 14 сентября 1959 года:

Сегодня, 14 сентября, в 00 часов 02 минуты 24 секунды московского времени вторая советская космическая ракета достигла поверхности Луны. Впервые в истории осуществлен космический полет с Земли на другое небесное тело. В ознаменование этого выдающегося события на поверхность Луны доставлены вымпелы с изображением герба Советского Союза и надписью «Союз Советских Социалистических Республик. Сентябрь, 1959 год».
Для обеспечения сохранности вымпелов при встрече с Луной были приняты конструктивные меры.

Станция серии «Е-1» должна была врезаться в Луну со скоростью около 3 км/c. Что могло уцелеть при таком столкновении? Какие конструктивные меры были приняты, чтобы сберечь вымпелы?

На самом деле 14 сентября 1959 года Луны достигли сразу два искусственных тела: третья ступень ракеты-носителя и отделившийся от нее на трассе движения контейнер с аппаратурой. Они доставили на Луну первые космические вымпелы: два шара с наклеенными на них пятиугольными выпукло-вогнутыми стальными сегментами; шар большего диаметра устанавливался на третью ступень, меньшего - на контейнер с аппаратурой. Кроме того, для повышения надежности был установлен еще один вариант вымпела - алюминиевая лента, помещенная в металлический контейнер.

Из воспоминаний участников:

Сложность заключалась в том, что прилунение аппарата происходило со скоростью 2,6 км/с. При такой скорости надежда сохранить вымпел неповрежденным казалось несбыточной мечтой. Однако В. В. Молодцову пришла в голову мысль: почему бы не использовать принцип разлета осколков ручной гранаты? Т.е. заранее надсечь сферическую оболочку (рубашку) этой гранаты на 5-угольные пластины-осколки, подобрав массу этих осколков таким образом, чтобы при взрыве детонирующего вещества, заполняющего внутренний объем вымпела, эти осколки разлетелись бы со скоростью, близкой к 2,6 км/с, т.е. скорость разлета осколков была бы равна скорости падения аппарата на Луну.

При этом элементы, расположенные с обратной стороны прилунения аппарата, обезвешивались и, имея нулевую скорость, полностью сохранялись бы на поверхности Луны.

Такая задача была сформулирована и поставлена перед старшим преподавателем кафедры №7 Военной артиллерийской академии им. Дзержинского инженером-полковником Б.И.Шехтером.

Расчеты и реальные эксперименты, проведенные в артакадемии, показали, что при разделении оболочки примерно на 60-70 осколков и при ее толщине ~ 2 мм такие осколки действительно могут разлетаться со скоростью 2,6 км/с. Оставалось создать конструкцию этого вымпела.

Поверхность сферы разделили на 12 равных сегментов (сферических пятиугольников) по схеме додекаэдра, а затем каждый из них - на 6 пятиугольников. Всего 72 пятиугольника на каждом вымпеле.

Надо было гарантировать, во-первых, что взрыв детонирующего заряда без взрывателя действительно произойдет при ударе о поверхность Луны и, во-вторых, что взрыва ни в коем случае не произойдет при случайном падении вымпела во время монтажных работ, когда ракета-носитель находится на стартовой позиции, т.е. при падении с высоты примерно 30 м и ударе о бетонное основание.

Для проверки надежности взрыва на Луне был проведен уникальный эксперимент, позволивший обеспечить соударение двух тел при относительной скорости 2,6 км/с. Для этого была создана артиллерийская установка из двух противотанковых пушек, разгоняющих каждая свой снаряд до скорости 1,3 км/с. Снаряд в одной пушке имитировал лунный грунт, другой - элемент вымпела. Пушки синхронно стреляли друг в друга, так что снаряды сталкивались в воздухе посередине между стволами (с фотофиксацией процесса). Место столкновения снарядов было ограждено цилиндрическим корпусом от морской торпеды. Эксперимент прямо в духе барона Мюнхгаузена!

Результаты эксперимента были положительными - детонация происходила.
Были выполнены отстрелы на различные виды грунтов (неразборчиво, песок и гранит).

Другой эксперимент проводился значительно проще: натуральный вымпел, начиненный взрывчаткой, бросали с крыши здания самой артакадемии с высоты ~30 м на бетонное основание. В этом случае взрыва не происходило.

На каждом 5-угольнике на ленинградском Монетном дворе были отчеканены: с одной стороны - герб СССР с надписью "СССР", с другой - месяц и год запуска. Любопытно, что для чеканки использовали изображение герба с монет массового производства:

Возможно, использование существующего монетного инструмента диктовалось срочностью заказа.

Вымпелов сделали с запасом - на каждый возможный месяц достижения Луны. Оставшиеся взрывоопасные вымпелы разрядили, о чем был составлен соответствующий акт: