«Луна-4» — советская автоматическая межпланетная станция для изучения Луны и космического пространства.

По инициативе Королёва, 10 декабря 1959 года глава государства Никита Хрущев подписал Постановление ЦК КПСС и Совета Министров об осуществлении мягкой посадки на Луну автоматической станции, снабженной специальной телевизионной аппаратурой и научными приборами, позволяющими понять, можно ли в принципе передвигаться по поверхности Луны. Дело в том, что в те времена была очень популярна гипотеза австрийского астрофизика Томаса Голда (1920—2004) о том, что всю Луну покрывает многометровый слой мелкодисперсной пыли, в котором легко утонет любой искусственный объект. Несколько позже эту гипотезу обыграл Артур Кларк в научно-фантастической повести «Лунная пыль» («A Fall of Moondust», 1961) — в ней очень драматично описан процесс погружения лунохода «Селена» с туристами на борту в море лунной пыли.

Существует растиражированная легенда, будто бы Сергей Королев на одном из совещаний, когда снова всплыл вопрос о лунном грунте, оторвал от газеты полоску и написал на ней: «Луна твердая!» И действительно сохранилась собственноручная записка Главного конструктора, в которой он высказывает свои соображения относительно несущих способностей лунной поверхности: «...достаточно твердый грунт типа пемзы». Однако на листке с запиской стоит и ее дата — 28 октября 1964 года, и относится она к выбору посадочного устройства для... лунного корабля пилотируемого комплекса «Л-3»...

А первые беспилотные аппараты в «королевском» бюро ОКБ-1 решили сажать не на опоры, а с помощью надувных амортизаторов. Идея состояла в том, что надувался большой мяч, а внутри него находилась «Е-6» с лепестками. По расчетам, при такой системе можно было производить прилунение со скоростью до 15 м/с, что довольно жестковато.


Непосредственно разработкой станции занимались в секторе Глеба Максимова, а контроль за работами осуществлял заместитель Королева — Константин Давыдович Бушуев (1914—1978).

Объявление о намерении США победить в лунной «гонке» стимулировало продвижение проекта, и 23 марта 1962 года вышло новое Постановление, которое жестко датировало начало пусков по теме «Е-6», назначив их на 1963 год.

Носителем нового космического аппарата должна была стать ракета «Молния» (8К78), представлявшая собой очередную модификацию «Р-7». Эта ракета изначально создавалась для осуществления межпланетных стартов и положение о ее разработке содержалось в вышеупомянутом декабрьском Постановлении. Эскизное проектирование новой ракеты было завершено 10 мая 1960 года.

Во всех блоках новой ракеты использовались одни и те же компоненты топлива: керосин и жидкий кислород. Доработка наземного оборудования применительно к новой ракете проводилась так, чтобы сохранялась возможность использовать его в измененном варианте для двух- и четырехступенчатых носителей. По аэродинамической схеме новый носитель был близок к трехступенчатой ракете «Восток», с помощью которой запускались предыдущие «лунники». Двигатели также были заимствованы из более ранних проектов: для I и II ступеней — от ракеты «Р-7», для III ступени («блок И») — ракеты «Р-9».

IV ступень («блок Л») имела конструктивные особенности, обусловленные тем, что запуск ее двигательной установки должен был происходить в условиях невесомости через полтора часа полета на «опорной» околоземной орбите, а не сразу после окончания работы III ступени. Поэтому на «блоке Л» требовалось установить систему стабилизации и ориентации на время паузы и устройство обеспечения запуска двигателя в невесомости.

На «блоке Л» применили новый жидкостный ракетный двигатель 11Д33, созданный в ОКБ-1 по новой, использованной впервые в нашей стране, замкнутой схеме.

К началу летно-конструкторских испытаний «Молнии» определился и облик станции «Е-6».

Станция, называемая «лунной ракетой», включала в себя собственно аппарат для изучения Луны, двигательную установку, отсек системы управления и различного оборудования, устанавливаемого на корпусе ракеты. С целью уменьшения затрат топлива на торможение у Луны, а следовательно, получения наибольшего веса исследовательского аппарата всё оборудование и агрегаты, необходимые только при полете к Луне, размещались в отделяемых перед торможением отсеках.

Для мягкой посадки на Луну предписывалось осуществление двух операций: коррекции траектории и торможения у поверхности с помощью ракетного двигателя. Оптимальный вес достигался при применении единой для коррекции и торможения двигательной установки с ракетным двигателем. Такая установка КТДУ-5А была разработана в группе Алексея Михайловича Исаева (1908—1971). Двигатель и система подачи топлива были спроектированы таким образом, что обеспечивали двухразовое включение в невесомости и работу на двух режимах: при коррекции с постоянной тягой и при торможении с широким диапазоном регулирования тяги. При этом основной силовой конструкцией «лунной ракеты» являлся сферический бак окислителя двигательной установки — на этот бак устанавливаются все системы и двигатель.

Основные системы лунного аппарата находились внутри герметичного контейнера, по форме близкого к сфере. Корпус «лунника» состоял из двух полуоболочек — внутри была установлена рама с приемно-передающей аппаратурой, приборами командной радиолинии, электронными программно-временными устройствами, химическими батареями, приборами автоматики, научной и телеметрической аппаратурой. В нижней полуоболочке были закреплены вентилятор, электроклапан и радиатор системы терморегулирования, а в верхней — телевизионная система и счетчики космической радиации.

Снаружи на корпусе были установлены четыре лепестковые антенны, четыре штыревые антенны с подвешенными на них эталонами яркости и три двугранных зеркала. Лепестковые и штыревые антенны и зеркала при посадке находились в сложенном положении. Двугранные зеркала позволяли передавать стереоскопическое изображение шести узких участков лунной поверхности на простую камеру «Волга».


Лунный аппарат вместе с посадочными устройствами закреплялся на отсеке системы управления лунной ракеты. Сложенные лепестки-антенны придавали ему вид яйца. Благодаря тому, что центр тяжести располагался довольно низко, лунный аппарат после отделения посадочных устройств принимал заданное положение на лунной поверхности (лепестками вверх). Одновременно лепестки защищали телевизионную камеру, штыревые антенны, механизмы и зеркала от случайного повреждения или запыления.

Согласно предложенной схеме, примерно через 4 минуты после прилунения по команде от программно-временного устройства или же часов срабатывал механизм открытия лепестков, после чего штыревые антенны и зеркала приводились в рабочее положение.

Масса аппарата «Е-6» после прилунения не должна была превышать 100 кг. Размеры: от основания до центра объектива телевизионной камеры — 58 см, высота со штыревыми антеннами — 112 см, диаметр описанной окружности по открытым лепесткам — 160 см.

2 апреля 1963 года осуществлён пуск ракеты-носителя «Молния», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС «Луна-4Е». Предполагалось, что станция осуществит мягкую посадку на поверхность Луны. 5 апреля 1963 года из-за отклонения траектории полёта от расчётной автоматическая станция «Луна-4Е» прошла на расстоянии 8500 километров от поверхности Луны и затерялась в космосе.