Запуск станции был произведён 12 сентября 1959 года с космодрома Байконур ракетой-носителем (РН) «Восток-Л», передает IaNews.kz. Это был первый земной объект достигший земного спутника.
Чтобы обеспечить достижение аппаратом Луны (со второй космической скоростью), потребовалось осуществить модификацию ракеты-носителя. РН была снабжена третьей ступенью — блоком «Е» с двигателем РД-0105, созданным на предприятии «Конструкторское бюро химавтоматики» (ОКБ-154).
На станции «Луна-2» было установлено научное оборудование — сцинтилляционные счётчики, счётчики Гейгера, магнитометры, детекторы микрометеоритов.
Проводилось исследование магнитных полей Земли и Луны; исследование поясов радиации, расположенных вокруг Земли; исследование интенсивности и вариации интенсивности космического излучения; исследование тяжёлых ядер в космическом излучении; изучение газовой компоненты межпланетного вещества; изучение метеорных частиц.
Подтвердились данные «Луны-1» о том, что Луна не имеет заметного магнитного поля, что вокруг неё нет радиационных поясов. По мере приближения к лунной поверхности было обнаружено некоторое увеличение концентрации газовой компоненты по сравнению с межпланетным пространством.
Одним из важных научных достижений миссии было прямое измерение солнечного ветра.
Траектория станции была задана для прямого попадания в Луну.
Траектория полёта «Луны-2» к Луне.
Видно положение Луны во время старта с Земли (1), смещение Луны за время полёта станции (1 → 2)
Геоцентрическая часть орбиты «Луны-2» была гиперболической, впервые была превышена вторая космическая скорость. Аппарат не имел собственной двигательной установки, поэтому не было коррекции орбиты, не было и торможения скорости при сближении с Луной. На участке разгона, пока работали системы управления трёх ступеней, последовательно в течение 12 мин. были сформированы последующие траектории полёта так, чтобы попасть в центр видимого диска Луны диаметром всего 3476 км.
• Ошибка в определении скорости ракеты при выключении двигателя всего на один метр в секунду, то есть на 0,01% от величины полной скорости, приводит к отклонению точки встречи с Луной на 250 км
• Отклонение вектора скорости от расчётного направления на одну угловую минуту приведёт к смещению точки встречи на 200 км.
• Отклонение времени старта с Земли от расчётного на десять секунд вызывает смещение точки встречи на поверхности Луны на 200 км.
Очевидно, что обеспечение такой точности управления ракетой представляла собой весьма сложную задачу. Однако она была решена с изумившей мир точностью.
Межпланетная станция «Луна-2» достигла поверхности Луны 14 сентября 1959 года в районе с лунными координатами: 29,1° с.ш., 0° в.д.:
Станция буквально врезалась в Луну со скоростью 3,3 км/сек и разлетелась на части. Специалисты оценили, что взрыв «Луны-2» должен был создать воронку диаметром от 15 до 130 метров.
Момент встречи АМС с Луной зарегистрировали зарубежные и отечественные обсерватории, было даже сфотографировано поднявшееся пылевое облако и произошёл сбой радиосвязи.
На АМС «Луна-2» было установлено 2 вымпела с изображением Герба СССР.
На пятиугольные пластинки были нанесены надписи «СССР» и «СССР сентябрь 1959», один вымпел имел диаметр примерно 100 мм, другой — примерно 150 мм.
Вымпелы с изображением Герба СССР
Будущие космонавты смогут найти фрагменты искусственного космического тела, впервые достигшего нашего естественного спутника в середине ХХ века. Пятиугольные элементы специально чеканились из нержавеющей стали. Освоение чеканки этих исторических пятиугольников началось на Монетном дворе ещё в 1958 году. Монетному двору пришлось чеканить их 5 раз — под каждую новую дату пуска после предыдущей неудачи.
Полёт АМС «Луна-2» имел большой политический резонанс. Руководитель СССР Н.С. Хрущев во время своего первого визита в США в сентябре 1959 года вручил президенту Эйзенхауэру памятный дар — копию этого вымпела. Далее приводим выдержки из книги Б.Е.Чертока «Ракеты и люди» — М.: «Машиностроение», 1999 г.:
«Президент задумчиво взвесил на ладони прославленный на тысячах газетных страниц массивный лунный шарик, солнечный луч празднично блеснул на его отполированных гранях. Президент выразил глубокую благодарность Советскому правительству и сказал, что копию вымпела передаст в музей своего родного города Абилина, чтобы люди могли видеть его», — так описывали этот исторический акт наши корреспонденты, сопровождавшие Хрущёва. За несколько часов до этой торжественной церемонии в Белый дом пришло сообщение, что ракета «Юпитер», призванная вывести на орбиту очередной американский спутник, не взлетела. Через три часа была сделана попытка запуска [другой американской] ракеты «Авангард» [со спутником]. Она также не увенчалась успехом. Узнав об этих событиях, мы отнюдь не злорадствовали…»
Руководитель американской космической программы, бывший главный конструктор немецкой ракеты Фау-2 Вернер фон Браун так оценил запуск «Луны-2»:
«Россия намного обогнала Соединённые Штаты в отношении космических проектов и никакими деньгами нельзя купить упущенное время…».
Удачной миссии «Луны-2» предшествовало 4 неудачных запуска и одна частично удачная миссия («Луна-1»). Т.е., только с 6-го раза нам удалось «попасть» в Луну. Американцы сделали это ещё позже. Данные по исследованию Луны автоматическими аппаратами в 1958-1966 гг. приведены в таблице. Видно, что Луна открывала свои тайны с большим трудом (красным цветом помечены неудачи). Советские исследователи лидировали в этой тяжелейшей работе. Синим цветом в таблице выделены приоритетные достижения, и все они принадлежат СССР.