«Луна-3» — советская автоматическая межпланетная станция для изучения Луны и космического пространства. В ходе полёта были впервые получены изображения обратной стороны Луны.

Автоматическая межпланетная станция серии «Е-2» существенно отличалась от космических аппаратов, запущенных ранее. Основные конструкционные отличия диктовались тем, что в определенный период своего движения по орбите «Е-2» становился ориентированным аппаратом, способным проводить астрономические наблюдения заранее выбранного небесного тела, в данном случае — Луны. Причем, в качестве источников тока для питания аппаратуры ориентации использовались солнечные батареи.

Конструктивно эти станции изготовили в виде герметичного сварного цилиндрического контейнера из алюминиевого сплава со сферическими днищами. Длина контейнера — 1,3 м, средний диаметр — 94 см, максимальная ширина — 1,2 м. На наружной поверхности устанавливались панели солнечных батарей, жалюзи системы терморегулирования, антенны радиокомплекса, иллюминаторы, датчики научной аппаратуры, датчики и микродвигатели системы ориентации. Внутри на раме разместили аппаратуру радиокомплекса, автоматики, научных исследований, фототелевизионный комплекс «Енисей» и буферные батареи электропитания.

Фототелевизионный комплекс «Енисей» разработали сотрудники ленинградского НИИ-380, впоследствии известного как Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения (ВНИИ телевидения). Это был не просто фотоаппарат, но и проявочный устройство, и передатчик (через бортовую радиолинию) полученных после обработки изображений. Неслучайно его называли в шутку «банно-прачечным трестом».

Комплекс имел два объектива с фокусными расстояниями 200 и 500 мм для одновременной съемки двух кадров в двух масштабах Эта методика оснащения телевизионной системы двумя телекамерами (двумя сменными объективами) потом многократно использовалась в космических аппаратах, создаваемых для изучения Солнечной системы. Объектив с фокусным расстоянием 200 мм формировал изображение диска Луны, полностью вписывающееся в кадр. Крупномасштабное изображение Луны выходило за пределы кадра, но давало увеличение четкости, соответствующее увеличению фокусного расстояния. В обоих случаях формировались телевизионные кадры с четкостью не ниже 1000 строк

Рассматривалось два комплекта фототелевизионной аппаратуры — в итоге остановились на том, который создавался для станции «Е-2А». Ее и приняли к дальнейшей разработке.

Система ориентации станции «Е-2А» включала комплект из восьми датчиков положения Солнца, блок датчиков положения Луны, блок датчиков угловой скорости, систему исполнительных органов (микродвигатели, работающие на сжатом азоте) и счетно-решающий блок, преобразующий сигналы датчиков в команды. Это была первая система активной ориентации космического аппарата. Общая разработка, изготовление и испытание системы ориентации проводились в НИИ-1 МАП под руководством Бориса Викторовича Раушенбаха (1915—2001).

Необычной была и конфигурация солнечных батарей. Дело в том, что на всей траектории полета, кроме участка фотографирования, станцию не ориентировали на Солнце. В то же время для выполнения всей программы работ ее химические батареи нуждались в постоянной подзарядке. И тогда, после сложных расчетов была выбрана оптимальная форма солнечных батарей, позволяющая при любом положении станции относительно Солнца получать ток практически одинаковой величины.

Общий вес третьей ступени без топлива составил 1553 кг, вес отделяемой станции «Е-2А» — 278,5 кг.

Контроль за траекторией полета «лунников», прием и обработка телеметрической и научной информации выполнял командно-измерительный комплекс (КИК), где работали преимущественно военные специалисты. Результаты измерений движения станций в межпланетном пространстве непрерывно поступали из Центра и пунктов КИКа в Отделение прикладной математики АН СССР и вычислительного центра Министерства обороны СССР.


Запуск межпланетной станции «Е-2А» ракетой «Р-7» (8К72, № Л1-8, «Восток») состоялся 4 октября 1959 года. В прессе прошло сообщение о запуске «Луны-3».

Для обеспечения максимальной надежности приема бесценных лунных снимков было решено: кроме временного центра связи и пункта управления на горе Кошка близ Симеиза (Крым), расположенного рядом с филиалом Пулковской обсерватории, оборудовать дублирующий измерительный пункт КИК на Камчатке. Сеансы связи со станцией в крымском измерительном пункте велись днем и ночью, на них присутствовал сам Сергей Павлович Королев и его коллеги, почти не отдыхая.

Станция вышла на эллиптическую орбиту с апогеем 480 000 км и перигеем 47 500 км. Траектория полета была выбрана с таким расчетом, чтобы в момент максимального сближения с Луной (6200 км) аппарат находился от нее южнее, а на полученных снимках было видно достаточное количество известных объектов, что необходимо для нанесения координатной сетки на карту Луны.

Съемка проводилась 7 октября, когда Солнце освещало около 70% ее обратной стороны. «Луна-3» сфотографировала почти половину поверхности Луны, из них две трети — невидимой с Земли стороны.


После проявления пленки на борту станции, изображения передавались с помощью фототелевизионной системы в двух режимах — медленном на больших расстояниях и быстром — при подлете к Земле. Передача изображения осуществлялась аналоговым методом камерой бегущего луча. На наземной стороне прием совершался несколькими приборами: съемкой камеры бегущего луча на кинопленку, фотографированием с экрана скиатрона, записью на магнитную ленту и прямой вывод изображения на термохимическую бумагу. Записи на магнитную ленту не удалось воспроизвести, изображения на термобумаге и скиатронах позволяли только оценить сюжет изображения. Единственным удачным методом регистрации оказался с использованием камеры бегущего луча. При полете к Луне и при приеме сигналов качество сигнала было плохим, высоки были уровни шумов. Принятые картинки позволили определить некоторые элементы рельефа, но в сеансе связи, когда станция подошла поближе к Земле и можно было повторить прием с большим отношением сигнал-шум, установить связь со станцией не удалось.

Интересный факт. 31 декабря 1959 года Сергей Королев собрал ближайших сотрудников своего ОКБ-1 для традиционного подведения итогов года и новогоднего поздравления.

«Наш подвиг, — сказал Сергей Павлович, — оценен не только человечеством, но и богатым французским виноделом. Он объявил, что подарит тысячу бутылок шампанского тем, кто покажет обратную сторону Луны. Он был уверен, что ничего у нас не получится и не боялся риска. Но проиграв, он сдержал слово. Правда, вышла заминка. Винодел обратился в наше посольство в Париже с просьбой сообщить, в чей адрес выслать шампанское. Посольство растерялось и запросило МИД. МИД после многоярусных согласований дал указания отправить бутылки в адрес президиума Академии наук. Теперь нам выпала честь получить несколько десятков бутылок шампанского со склада Академии наук. Вам перепадет по паре бутылок, остальные разойдутся среди аппарата и других непричастных».

Ракетчики много и долго злословили по этому поводу. Но все же привезти вечером домой на семейную встречу Нового года французское шампанское, полученное в подарок за Луну, — согласитесь, такой шанс выпадает раз в жизни!