В начале работы системы ориентации прежде всего было прекращено произвольное вращение автоматической станции вокруг ее центра масс, возникшее в момент отделения от последней ступени ракеты-носителя.
Затем с помощью солнечных датчиков и системы ориентации станция была направлена нижним днищем на Солнце; этим самым оптические оси фотоаппаратов направлялись в противоположную сторону – на Луну. После этого соответствующее оптическое устройство, в поле зрения которого Земля и Солнце уже не могли появиться, отключило ориентацию на Солнце и произвело точную ориентацию на Луну. Поступивший с оптического устройства сигнал «присутствия» Луны разрешил автоматическое фотографирование.
Команда на включение аппаратуры для фотографирования обратной стороны Луны была подана в тот же день, 7 октября, в 6 часов 30 минут. Сеанс фотографирования лунной поверхности продолжался около 40 минут. Кадры снимались на специальную 35-миллиметровую пленку с расстояния от 65,2 до 68,4 тысяч километров длиннофокусным и короткофокусным объективами.
Станция сфотографировала почти половину лунной поверхности, из которой около 60 процентов приходится на невидимое с Земли полушарие.
В течение всего времени фотографирования система ориентации обеспечивала непрерывное наведение станции на Луну.
После того как было произведено экспонирование всех кадров, система ориентации выключилась. В момент выключения она сообщила автоматической станции упорядоченное вращение с определенной угловой скоростью, выбранной так, чтобы, с одной стороны, улучшить тепловой режим, а с другой – создать благоприятные условия для функционирования научной аппаратуры.
Притяжение Луны оказало ожидаемое (расчетное) влияние на траекторию дальнейшего полета станции, и ее возвращение к Земле происходило со стороны северного полушария. Благодаря этому после пролета Луны проме. жутки времени, на протяжении которых была возможна прямая связь со станцией наблюдательных пунктов, рас. положенных в северном полушарии, были достаточно длительными. При еще большем сближении с Землей станция могла наблюдаться в северном полушарии как незаходящее светило.
Продолжая свой путь к Земле, станция двигалась по весьма вытянутой орбите, близкой по форме к эллиптической.
10 октября станция находилась вблизи апогея (около 470 000 километров), 18 октября прошла перигей (около 47 500 километров), а 26 – 27 октября снова находилась в апогее (примерно 480 000 километров).
При возвращении станции к Земле полученные фотоснимки передавались в двух режимах: на больших расстояниях (до 470 000 километров) – медленная передача и на близких расстояниях при подлете к Земле – более быстрая.
В ноябре 1959 года связь со станцией внезапно прекратилась, возможно, вследствие столкновения с метеоритной частицей.
Основной задачей полета станции «Зонд-3» было завершение фотографирования обратной стороны Луны. Кроме того, нужно было продолжить испытания бортовой аппаратуры в условиях дальнего космического полета и провести дальнейшие научные исследования в космическом пространстве.
Станция (рис. 16) состоит из двух герметичных отсеков – орбитального и специального, в которых расположены приборы различных систем.
В орбитальном отсеке сосредоточена аппаратура, предназначенная в основном для работы на траектории между Землей и Луной и после пролета Луны: электронно-оптические датчики, чувствительные элементы (гироскопы) и приборы систем управления, ориентации и коррекции, буферные аккумуляторные батареи, основные программно-временные и коммутационные устройства радиотелеметрическая система, приборы и внутренний теплообменник системы терморегулирования и часть научной аппаратуры.
Рис. 16. Общий вид станции «Зонд-3»
Во втором специальном отсеке расположены: фототелевизионное устройство, оптический датчик ориентации на Луну, радиосистема сантиметрового диапазона волн, часть буферной аккумуляторной батареи, часть аппаратуры, обеспечивающей функционирование специального отсека, и научные приборы.
К корпусу орбитального отсека крепятся панели солнечных батарей, полусферические радиаторы системы терморегулирования, приемо-передающие антенны (малонаправленная и остронаправленная параболическая), корректирующая двигательная установка, баллоны со сжатым азотом, исполнительные органы системы ориентации – газореактивные двигатели, оптические датчики системы ориентации и датчики научной аппаратуры.