月球9號

月球9號是蘇聯發射的一顆月球探測器，是世界上第一顆在月球上成功實現軟著陸的月球探測器，在1966年1月31日由蘇聯發射，它經過79小時的長途飛行之後，於2月3日在月球的風暴洋附近著陸，用攝像機拍攝了月面照片。月球9號探測器重1583千克，在到達距月面75千米時，重100千克的著陸艙與探測器本體分離，靠裝在外面的自動充氣氣球緩慢著陸成功。 1966年2月3日，蘇聯發射的不載人宇宙飛船“月球9號”首次在月球表面進行軟著陸成功，並向地球發回月球全景照片。

為了完成這一人類創舉，蘇聯從1959年1月開始發射了24顆系列月球飛行器。其中有三次從月球表面帶回標本，拍攝了月球表面498個形成物，並成功地拍攝到月球背面照片。這一系列成果表明人類正逐步進入宇宙時代。

月球9號軌道質量1538千克，高度為2.7米。它由登月艙、儀器艙、發動機系統等幾個部分組成。登月艙是登月任務的核心所在。上半部分為電視照相機設備，下半部則是電池、熱控制器、通訊系統。

為了保護密封艙內的無線電系統，密封艙中的氣體壓強達到1.2個大氣壓，溫度則被控制在19至30攝氏度。登月艙還含有4片花瓣狀的天線，當完全展開時，登月艙直徑可達160厘米，高度可達112厘米。儀器艙被設計成可以拋離的形式。儀器艙內裝有星光導航設備和無線電高度表。它的總質量為300千克，大部分的電池都在儀器艙內。發動機系統包含了制動火箭、4個小型氮氣噴射裝置。它們除了在月球9號登陸時要提供減速制動外，還要負責中途的軌道修正。

登月艙是登月任務的核心所在，它呈卵形，直徑約58厘米，質量為99千克。包含有用於在月表著陸的減震裝置，可以保護艙內儀器。上半部分為電視照相機設備，相機重1.5千克，功耗2.5瓦，鏡頭可在上11度、下18度範圍內調節，最大分辨可達1.5-2毫米；下半部則是化學電池、熱控制器、通訊系統。著陸后，4個花瓣形裝置向上打開，可以起到穩定作用，同時它們也作為天線系統的組成部份使用；然後伸出4個75米長的鞭形天線，用於與地球接收站進行通信。當完全展開時包括打開的花瓣形天線在內，登月艙最大直徑達160厘米，高度達112厘米。

登月艙的通信由“花瓣”和伸出的鞭形天線來完成。在飛行階段和登月的最初幾分鐘，信號發送和接收均由隱藏在“花瓣”內的天線完成，“花瓣”打開后，由4個鞭形天線承擔信號發送和接收任務。鞭形天線向地球發送了包括經校正的黑白標準的月表照片等信息，以及在軌道上獲得的月表部份區域的立體照片。

在月面著陸時，登月艙在月球9號反推發動機與月面接觸前的一瞬間從月球9號中彈出並落在月面，艙內的減振裝置可以保護艙內儀器。

月球9號的相機重1.5千克，功耗2.5瓦，呈直徑8厘米、長25厘米的圓柱形，它與水平面形成16度夾角，以確保視場直接對準月球表面，圖像覆蓋範圍為向上11度、向下18度。相機的焦距為1.5米到無窮遠，在1.5米距離被觀測物體時，可分辨清楚1.5-2毫米的物體。

旋轉鏡頭可以在垂直機轉動以進行掃描，同時還可在水平面轉動進行掃描。

月球9號中部在兩側裝有2個可拋離的控制儀器艙，其中一個內裝有星光導航設備，另一個裝有無線電高度表及相關電路，它的總質量為300千克。儀器艙被設計成可以拋離的形式，可在反推發動機點火前的瞬間被拋掉，以減少重量，降低速度。大部分的電池都在儀器艙內。這兩儀器艙的結構非常輕，以至當火箭上升並達到很高的高空時，必須降低艙內壓力。

月球9號上部的儀器艙與發動機系統相連。發動機系統由球形的鋁合金氧化劑箱、圓環形鋁合金的燃料箱以及燃燒室組成。發動機系統的主要任務包括2個：（1）在中段飛行時實施航向校正；（2）軟著陸過程中提供反推力（制動）。發動機系統的壓縮氮氣瓶用於姿態控制。與蘇聯以往慣用太陽能電池不同，月球9號探測器的動力來源於化學電池，大部份電池裝在著陸前被拋掉的儀器艙中。

在蘇聯實施的月球表面軟著陸經歷了5次失敗的同時，美國也完成了月球表面首次軟著陸的準備工作，這使得蘇聯要想在月球探測這一領域保持領先，就必須在很短的時間內再進行一次嘗試。

1966年1月31日11點41分（莫斯科時間14點41分），月球9號從拜科努爾航天中心發射升空，滿載著希望啟程。該探測器由閃電號運載火箭發射到219×167千米、傾角51.6度的地球停泊軌道，在繞地球飛行不到一周后，火箭第三級再次點火工作，將月球9號送入地月轉移軌道，並在三天半后與月球交會。2月1日，在距離月球23.3萬千米處，經過對探測器位置的計算后，進行了48秒的點火以進行軌道中段校正。在此後的2天中，月球9號直接飛向月球，並以每秒4度的轉速旋轉，以達到溫控要求，並保證合適的地球重力場以及後來的月球重力場對探測器的作用。

1966年2月1日格林尼治時間19點29分（莫斯科時間22點29分），月球9號在距月球8300千米時，直接對準月球，然後將反推發動機的軸線垂直對準月面，在探測器系統經過全面檢測后，啟動自動著陸系統程序，當高度表批示距月面為75千米時，著陸系統先後發出兩條指令，（1）拋掉儀器艙，（2）反推發動機點火。探測器開始從2.6米/秒減速。抵達月面之前，一個5米長的探針從探測器中部伸展到反推發動機的下面，以確定反推發動機的關機和拋出登月艙的時機。探針觸到月面的瞬間，探測器系統將關閉發動機並拋出登月艙。發動機以5.5-6.0米/秒的速度撞在月球表面，而登月艙將落到發動機的附近。

月球9號最終於在2月3日格林尼治時間18時45分30秒（莫斯科時間21時45分30秒）安全地在月球上降落，著陸后250秒，月球9號登月艙打開“花瓣”，開始向地球發送信號。之後，由固定鏡頭和可轉動鏡頭組成的電視攝像機開始工作，拍攝著陸區附近的黑白照片。因為此時的太陽才剛剛從月球上的地平線升起，所以開始時的幾張照片拍得很不理想。15分鐘后拍下的第一張黑白照片經過在總計過去了8個多小時后終於分7次被發送到了地球的地面站。傳輸每幅圖片需要100分鐘。

月球9號在1666年2月7日由於電池耗盡而停止向地球傳送信息。後來蘇聯公布了詳細的分析研究成果。這次探測的更重要成果是回答了這樣一個重要問題，即月球表面足以支撐100千克的載荷而不會產生其它明顯的效應，也就是說：月球表面是堅固的，人類完全可以降落在月球上，宇航員登月不必擔心會陷入月壤之中。