ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЛУHЫ (ИСЛ), космические летательные аппараты, выведенные на орбиты вокруг Луны; движение ИСЛ определяется главным образом притяжением Луны.

Первый ИСЛ - сов. автоматич. станция "Луна-10", запущенная 31 марта 1966. При запусках ИСЛ последнюю ступень ракеты-носителя сначала выводят на орбиту спутника Земли, а затем дополнительным включением реактивного двигателя её переводят на орбиту полёта к Луне. Скорость космич. аппарата при старте с околоземной орбиты несколько меньше параболической (см. Космические скорости); она соответствует очень вытянутому эллипсу с апогеем, достигающим орбиты Луны или лежащим за её пределами. Наименьшая возможная скорость при старте с орбиты на высоте 200 км над поверхностью Земли ок. 10,92 км/сек (параболич. скорость на этой высоте равна 11,015 км/сек); время полёта до ближайшей окрестности Луны в этом случае - ок. 4,74 сут. При стартовых скоростях 10,93 и 10,96 км/сек полёт продолжается ок. 3,5 и 2,6 сут соответственно. На расстоянии ок. 66 000 км от центра Луны космич. аппарат входит в сферу действия тяготения Луны. В случае облётных траекторий селеноцентрическая (относительно Луны) скорость космич. аппарата на границе этой сферы не меньше 0,8 км/сек, что существенно превышает параболическую скорость для Луны на этом расстоянии (0,38 км/сек). При этих условиях космич. аппарат в случае пассивного (неуправляемого) движения огибает Луну, двигаясь относительно неё по гиперболе, а затем покидает сферу действия Луны и возвращается к Земле. Для того чтобы космич. аппарат перешёл на орбиту спутника Луны, включают на короткое время по команде с Земли бортовой реактивный двигатель, сообщающий ему тормозящий импульс (см. рис.).

Схема перехода космического аппарата на орбиту спутника Луны: V - скорость космического аппарата в ближайшей к Луне точке селеноцентрической гиперболической орбиты (/); V- тормозящий импульс; t> - скорость космического аппарата после торможения, в результате чего он переходит на орбиту (2) спутника Луны; (3) - сфера действия тяготения Луны.

Орбита ИСЛ аналогична орбитам спутников всех планет и в первом приближении представляет собой эллипс с фокусом в центре Луны. Наиболее близкая к центру Луны точка орбиты наз. периселением, а наиболее далёкая - апоселением. Селеноцентрич. скорость v* движения ИСЛ по круговой орбите радиуса г и период Т его обращения по орбите со средним расстоянием г от центра Луны определяются по формулам:

где R - радиус Луны (1738 км). Селеноцентрическая параболич. скорость на расстоянии r от центра Луны равна v^k=№2-(корень квадратный из 2).

Значит, возмущения в движении невысоких (неск. сот км над поверхностью Луны) ИСЛ вызываются гл. обр. нецентральностью поля тяготения Луны, обусловленной сложной формой Луны и неравномерным распределением вещества внутри неё; менее существенные возмущения - гравитац. влиянием Земли и Солнца. Осн. следствием возмущений являются почти периодич. изменения формы орбиты, а вместе с тем и высот периселения и апоселения, причём периселений постепенно снижается и ИСЛ падает на Луну.

Первый ИСЛ - сов. автоматич. станция "Луна-10"- при выходе на траекторию к Луне имел скорость 10,87 км/сек (на высоте ок. 270 км над Землёй). Через 3,5 сут станция, огибая Луну, проходила на минимальном расстоянии ок. 1000 км от её поверхности и имела в это время селеноцентрич. скорость ок. 2,1 км/сек. Включением тормозного двигателя скорость была уменьшена до 1,25 км/сек, и станция перешла на орбиту вокруг Луны с высотой апоселения 1017 км и периселения 350 км- Наклон орбиты составлял 71°54' к экватору Луны. Активный период существования "Луны-10", в течение к-рого со станции передавалась информация о показаниях бортовых приборов и проводились траек-торные измерения, продолжался с 3 апр. до 30 мая 1966. За это время ИСЛ совершил 460 оборотов вокруг Луны; вследствие возмущения периселений поднялся до высоты 378,7 км, а апоселений опустился до высоты 985,3 км. При этом возмущения, обусловленные нецентральностью поля тяготения Луны, превышали возмущения из-за притяжения Земли в 5- 6 раз, а последние превышали солнечные в 180 раз. Теоретич. расчёты показали, что через 6,5 мес периселений должен был достигнуть расстояния 2150 км от центра Луны, а затем начать спускаться так, что падение "Луны-10" на Луну должно было произойти через 2,5 года.

Всего в 1966-69 было запущено 5 советских (серии "Луна") и 5 американских (серии "Лунар орбитер") ИСЛ. Целями запусков были: а) непосредственные исследования свойств поверхности Луны и окололунного пространства с помощью бортовой научной аппаратуры, а также фотографирование поверхности Луны; б) изучение поля тяготения Луны, а также особенностей формы и внутр. строения Луны, от которых это поле зависит, уточнение массы Луны на основе траекторных измерений и анализа возмущений в движении ИСЛ. Так, на ИСЛ "Луна-10" были установлены спектрометры для исследования гамма-излучения и инфракрасного излучения поверхностных лунных пород, прибор для регистрации потоков заряженных частиц, идущих от Солнца, и космич. излучения, регистратор метеорных частиц в окололунном пространстве, прибор для обнаружения магнитного поля Луны; на ИСЛ "Луна-11", кроме того,- радиоастрономич. аппаратура для исследования длинноволнового космич. радиоизлучения; на борту ИСЛ "Луна-12" дополнительно - фототелевизионная аппаратура, с помощью к-рой были получены и переданы на Землю крупномасштабные изображения участков лунной поверхности (наименьшие детали достигали 15-20 м в поперечнике). Предварительный анализ возмущений в движении ИСЛ показал, что либо Луна имеет грушевидную форму с вытянутостыо на обратной стороне, либо плотность вещества внутри Луны больше на её обратной стороне (ранее считалось, что Луна, имея грушевидную форму, вытянута, наоборот, к Земле). ИСЛ "Лунар орбитер" использовались гл. обр. для фотографирования лунной поверхности, в частности с целью выбора мест, удобных для посадки кораблей "Аполлон". Анализ возмущений этих спутников позволил также установить существование на Луне участков с весьма значит, концентрацией масс под поверхностью (получивших название "масконов"- сокращение от mass concentration), влияние к-рых приводило к дополнит, колебаниям высоты периселения порядка 5-10 км.

В целях получения разносторонней информации о различных областях окололунного пространства и лунной поверхности запуск ИСЛ производится на различные орбиты, отличающиеся друг от друга высотами периселения и апоселения, а также наклоном. В нек-рых случаях с помощью бортовых двигательных установок осуществляется маневрирование ИСЛ. На орбиты ИСЛ выводятся первоначально также космич. аппараты, предназначенные для мягкой посадки на Луну; их наз. орбитами ожидания. Так, сов. космич. аппарат "Луна-16" был выведен сначала (17 сент. 1969) на селено-центрич. круговую орбиту с высотой ок. 110 км; затем в течение 3 сут после двух манёвров переведён на эллиптич. орбиту с высотой периселения 15 км и апоселения 106 км; после этого был осуществлён перевод его на траекторию снижения и посадки. Космич. аппарат, движущийся по орбите ИСЛ, может быть переведён с помощью ускоряющего импульса также на траекторию возвращения к Земле. Амер. космич. корабли "Аполлон-11", "Аполлон--2", "Аполлон-14" при обратном перелёте с Луны на Землю выводились сначала на орбиты ожидания вокруг Луны, после чего переводились на траектории возвращения.

См. также Искусственные спутники Земли, Космические зонды, Орбиты искусственных космических объектов.

Ю. А. Рябов.