Ориентация осуществлялась с помощью двух оптических датчиков – «солнечного» и «планетного» (оптическая ось последнего параллельна оптической оси фотоаппарата.
С помощью «планетного» датчика станция в течение всего сеанса фотографирования была ориентирована на освещенную часть диска Луны. Чтобы охватить всю освещенную поверхность Луны или хотя бы большую ее часть, осуществлялось сканирование станции с угловой скоростью примерно 0,1 градуса в секунду; при этом ось фотоаппарата двигалась от края освещенной части диска через ее центр.
Сеанс фотографирования начался 20 июля и после окончания экспонирования кадров (через 4 часа 24 минуты) автоматически прекратился; станция возвратилась в режим «постоянной солнечной ориентации».
В момент начала фотографирования станция находилась на расстоянии 11 600 километров от Луны, в момент окончания фотографирования – на расстоянии 10 000 километров.
Передача полученных на борту изображений Луны началась 29 июля с расстояния 2,2 миллиона километров и осуществлялась в сеансах связи через остронаправленную параболическую антенну.
Ориентация на Солнце и Землю поддерживалась системой управления в течение всего периода сеанса связи на параболической антенне. По окончании сеанса связи станция возвращалась к постоянной солнечной ориентации.
Радиосвязь с автоматической межпланетной станцией «Зонд-3» поддерживалась в течение восьми месяцев.
В марте 1966 года программа полета была исчерпана, и связь со станцией было решено прекратить. К этому времени станция удалилась от Земли на расстояние свыше 150 миллионов километров.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ НА ЛУНЕ |«ЛУНА-9» И «ЛУНА-13»)
Мягкая посадка космического аппарата на лунную поверхность являлась принципиально новой технической проблемой, потребовавшей решения целого ряда вопросов как при проектировании самой станции, так и при обеспечении высоких точностей ее выведения для осуществления посадки в заданном районе лунной поверхности.
Задача осложнялась отсутствием сведений о свойствах лунной поверхности. Неопределенность в отношении физико-механических свойств лунного грунта обусловила проектирование системы мягкой посадки с учетом возможности посадки аппарата на различные по своим свойствам породы – от скальных до пылевидных.
На Луне нет атмосферы, которая могла бы затормозить движение космического аппарата, подлетающего к поверхности со скоростью около 2,5 километра в секунду. Поэтому методы, используемые для посадки космических аппаратов на Землю, не могли быть применены. Единственной возможностью осуществления мягкой посадки являлось чрезвычайно точно отрегулированное торможение космического аппарата ракетным двигателем. Тормозной двигатель должен снизить скорость аппарата до величины в единицы метров в секунду; при этом конец торможения должен совпасть с моментом приближения к поверхности Луны, иначе аппарат в результате свободного падения снова разовьет большую скорость. Анализ различных схем торможения показал, что для первых экспериментов наиболее надежен вариант торможения при вертикальном снижении станции, позволивший упростить систему посадки.
Как известно, первые полеты советских ракет к Луне проводились без коррекции траектории. Точность выведения на орбиту как для попадания на Луну станции «Луна-2», так и для облета Луны и фотографирования ее поверхности станцией «Луна-3» обеспечивалась системой управления ракеты при ее вывеДении на орбиту полета.
Для попадания в заданный район Луны и почти вертикального сближения с ее поверхностью были необходимы существенно более высокие точности на завершающем этапе полета. При этом, как показали расчеты, оказалось нецелесообразным предъявить слишком высокие требования к системе управления при выведении ракеты у Земли. Оказалось, что можно технически проще и точнее исправить ошибки выведения станции на заданную траекторию полета к Луне, если провести сеанс коррекции траектории в полете. Для этого предварительно были проведены необходимые траекторные измерения и определена величина расхождения фактической траектории от расчетной.
С целью максимального упрощения конструкции автоматической станции и выигрыша в ее весе было решено применить единую для коррекции и торможения двигательную установку.
Попадание в заданный район Луны обеспечивалось соответствующим выбором времени старта ракеты-носителя с поверхности Земли и временем старта разгонного блока со станцией с орбиты искусственного спутника Земли, с учетом возможности проведения коррекции траектории полета.