В начале движения станция двигалась весьма быстро, однако по мере удаления от Земли скорость ее уменьшалась. Так, если на высоте 150 километров скорость ракеты относительно центра Земли была несколько больше 10 километров в секунду, то на удалении 100 000 километров она равнялась уже примерно 3,5 километра в секунду.
С целью получения наиболее полных данных о движении космической ракеты и станции на всем участке полета производились непрерывные измерения дальности до ракеты, радиальной скорости ее движения (скорости удаления от измерительного пункта) и угловых координат: углов места и азимута.
Для визуального наблюдения за полетом ракеты на ней было установлено устройство, образующее искусственную комету – натриевое облако, видимое в телескопы с Земли.
3 января, когда станция находилась над Индийским океаном и удалилась от Земли на 113 000 километров, на ночном небосводе – в месте нахождения станции – появилось золотисто-оранжевое облако, быстро увеличивающееся в размерах. В Пулковской обсерватории удалось запечатлеть на пленку момент наибольшей яркости натриевого облака.
Траекторные измерения, оптические наблюдения и фотоснимки позволили уточнить орбиту ракеты и убедиться в том, что движение совершается правильно.
Когда ракета приблизилась к Луне на расстояние в несколько десятков тысяч километров, притяжение Луны начало оказывать заметное влияние на движение ракеты. Действие притяжения Луны привело к отклонению направления движения ракеты и изменению скорости ее полета вблизи Луны.
Полет до Луны продолжался 34 часа. В 6 часов 4 января ракета, находясь на расстоянии 370 000 километров от Земли, прошла мимо Луны на удалении в 5000 – 6000 километров.
После пролета Луны космическая ракета продолжала удаляться от Земли, скорость ее относительно центра Земли убывала и стала равной примерно 2 километрам в секунду.
На расстоянии порядка 1 миллиона километров и более влияние притяжения Земли настолько уменьшилось, что движение ракеты стало происходить почти целиком под действием силы тяготения Солнца.
Примерно 7 – 8 января ракета вышла на свою самостоятельную орбиту вокруг Солнца, стала его спутником, превратившись в первую в мире искусственную планету Солнечной системы.
Этот искусственный спутник совершал движение по орбите с минимальным расстоянием от Солнца – 146 миллионов километров, максимальным расстоянием – 197 миллионов километров и периодом обращения – 450 суток.
Вторая космическая ракета со станцией «Луна-2» стартовала 12 сентября 1959 года.
Обработка данных измерений, поступивших в вычислительный центр со всех измерительных пунктов Советского Союза, позволила в течение первого часа полета ракеты рассчитать траекторию ее движения и убедиться, что ракета выведена достаточно точно для попадания в Луну, и ориентировочно определить участок встречи.
Весь полет ракеты со станцией «Луна-2» проходил строго по намеченной расчетной траектории. Все системы, агрегаты и элементы ракеты во время полета работали нормально.
По мере удаления от Земли, на участке свободного полета, скорость движения станции постепенно убывала величины порядка 2 километров в секунду. В дальнейшем вследствие все возраставшего воздействия притяжения Луны уменьшение скорости прекратилось; скорость начала возрастать и росла непрерывно до момента встречи с поверхностью Луны.
Контейнер с научной аппаратурой достиг поверхности Пуны 14 сентября в 00 часов 02 минуты 24 секунды. Скорость автоматической станции относительно Луны в момент встречи была около 3,3 километра в секунду. Угол наклона траектории при встрече с Луной составлял 60 градусов.
Место встречи станции с Луной находится вблизи восточной границы Моря Ясности на селенографической широте плюс 30 градусов и долготе ноль градусов.
Автоматическая межпланетная станция доставила на поверхность Луны вымпелы Советского Союза.
Помимо получения новых научных данных с межпланетной трассы перелета и в непосредственной близости от Луны, основное значение этого события заключается в осуществлении первого космического полета с Земли на другое небесное тело.
ОБЛЕТ И ФОТОГРАФИРОВАНИЕ ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ ЛУНЫ («ЛУНА-3» И «ЗОНД-3»)
Автоматическая станция «Луна-3» представляла собой тонкостенную герметичную конструкцию, имеющую форму цилиндра со сферическими днищами (рис. 15).
Диаметр станции (максимальный) 20 сантиметров, длина без антенны 130 сантиметров, масса 278,5 килограмма, масса последней ступени (без топлива) 1553 килограмма.