Обзор местности, проведённый с помощью телефотометров, показал: «Луна-20» опустилась на сравнительно ровную однородную поверхность, лишённую крупных, отдельно лежащих камней. После этого было выбрано место взятия образцов лунного грунта.

По командам с Симферопольского Центра в 23 ч 14 мин было включено грунтозаборное устройство, и началась операция по взятию грунта. Ввиду повышенного сопротивления грунта дважды срабатывал автомат защиты по току. Буровой станок останавливался, и его снова включали по командам с Земли. Общая глубина проникновения снаряда в грунт составила около 300 мм. Процесс отбора вещества продолжался около 16 мин.

Взятые образцы с помощью управляемого с земли манипулятора были помещены в контейнер возвращаемого аппарата возвратной ракеты и загерметизированы.

Затем по командам из ЦУПа были включены телефотометры, чтобы провести повторную съёмку места взятия пробы.

Рис. 74. Свидетельство успешной работы грунтозаборного устройства «Луны-20». На снимке чётко видна цилиндрическая вмятина, оставленная торцом бурового снаряда, а в центре - отверстие от извлечённой буровой колонки

Символично, что грунт направился к Земле именно 23 февраля, в годовщину создания наших Вооруженных Сил, представители которых активно участвовали в обеспечении экспедиции. Это произошло в 01 ч 58 мин по команде от бортового программно-временного устройства. И возвратная ракета, используя в качестве стартовой площадки посадочную ступень, оставшуюся на Луне, ушла на прямую траекторию полёта к Земле.

На трассе Луна - Земля связь с возвратной ракетой обеспечивал радиотехнический комплекс «Сатурн-МС» Симферопольского ЦДКС. Полученные данные передавались для обработки в координационно-вычислительный центр с целью контроля состояния бортовых систем и фактической траектории полёта.

На завершающем этапе полёта 25 февраля в расчётное время от ракеты отделился возвращаемый аппарат, который до посадки контролировался наземными радиолокационными средствами. При входе в плотные слои атмосферы началось аэродинамическое торможение. Затем была введена в действие парашютная система, и в 22 ч 12 мин в 40 км от города Джезказган Казахской ССР лунный грунт благополучно прибыл на Землю.

В исключительно неблагоприятных погодных условиях (сильный ветер, метель, низкая облачность) поисковая служба обнаружила шар возвращаемого аппарата и обеспечила его эвакуацию. Образцы лунного грунта массой 55 граммов были переданы в АН СССР.

Отечественная космическая наука и техника ещё раз продемонстрировали широкие возможности исследований Луны и окололунного пространства непилотируемыми космическими аппаратами. В историю изучения Солнечной системы была вписана ещё одна золотая страница [50].

Программа новой экспедиции была составлена в соответствии с комплексной задачей изучения основных физико-механических и химических свойств поверхности Луны в зоне перехода морского района небесного тела в район материковый. Поэтому на «Луноход-2» к имевшимся на «Луноходе-1» каллиматорного рентгеновского телескопа РТ-1 (для изучения рентгеновского космического излучения), радиометра РВ-2Н (для исследования радиационной обстановки на трассе перелёта и на поверхности Луны); прибора оценки физико-механических свойств грунта «ПрОП», французского уголкового отражателя установили и ряд новых приборов. Среди них - магнитометр СГ-70А (для магнитной съёмки по трассе движения, измерения вариации магнитного поля Луны и намагниченности отдельных образований на её поверхности); астрофотометр АФ-ЗЛ (для измерения светимости лунного неба с поверхности Луны); фотоприёмник наземного лазерного пеленгатора «Рубин-1» (для проведения экспериментов по лазерной пеленгации лунохода); модернизированный рентгеноспектральный прибор «РИФМА-М» и фотометрические марки [22].

Следует отметить, что новая космическая лаборатория не стала точной копией предыдущей. В соответствии с задачами эксперимента на луноходе усовершенствовали некоторые системы.

Прежде всего, конструкторы прислушались к пожеланиям экипажей и сделали третью верхнюю телекамеру, на уровне роста человека. При этом подняли её на кронштейне вверх до высоты 1,5 м и вынесли на 0,5 м вперёд. Это значительно расширило обзор впереди лежащей местности, позволило качественнее оценивать обстановку (до 10-12 м) и, в конечном счёте, увеличить среднюю скорость движения. Тем не менее, следует признать, что при этом «мёртвая» (невидимая) зона от передних колёс лунохода достигла 3 м (на «Луноходе-1» такая зона составляла 1,2 м). Теперь водитель мог осмотреть местность и как бы «присев» (при использовании нижних телекамер), и с высоты человеческого роста.

Телевизионная камера «Лунохода-1» была выполнена на видиконе с регулируемой памятью (ВРП) диаметром 13,5 мм. Опыт создания и эксплуатации телевизионной системы «Лунохода-1» позволил в передающей камере "Лунохода-2” перейти на ВРП диаметром 26 мм, что улучшило качество изображения без существенного увеличения габаритов и потребляемой мощности камеры (25 Вт). Была повышена частота передачи телевизионных изображений трёх курсовых телекамер, существенно улучшая чёткость принимаемых изображений. Кроме того, раньше «картинка» местности была довольно статичной: один кадр сменялся другим через двадцать секунд. Теперь появилась возможность сделать её более динамичной, используя один из четырёх режимов - 3,2; 5,76; 10,88 и 21,12 с. Так что «зрение» экипажа стало острей. Главное же заключалось в том, чтобы водитель сумел с минимальной погрешностью оценить появляющееся на экране изображение местности перед луноходом.

Разработчики шасси также постарались усовершенствовать его ходовые возможности.

Напомним, что на «Луноходе-1» произошёл отказ электромагнитов управления фрикционными дисковыми тормозами мотор-колёс, в результате чего все восемь движителей находились в заблокированном состоянии не только во время стоянки лунохода, но и во время его движения. Данный дефект схемы был устранён, и движение второго «луномобиля» осуществлялось в нормальном режиме с отключёнными тормозами. Поэтому средние значения суммарного энергопотребления мотор-колёс были ниже, чем у шасси «Лунохода-1», хотя масса второй машины составляла 840 кг - почти на 94 кг больше массы «Лунохода-1». За счёт этого существенно повысились эксплуатационные параметры шасси, такие как средняя скорость движения (особенно при переходе на вторую скорость), продолжительность непрерывного движения, пройденный путь и др.

Экипаж предложил применить специальный режим работы двигателей колёс при поворотах на ходу (первый луноход разворачивался только на месте).

Ещё один технический недостаток самоходного шасси «Лунохода-1» не оказывал никакого влияния на ходовые качества и энергетику аппарата. Он влиял только на качество исследований магнитного поля Луны по трассе движения «Лунохода-1». Конечно, учёные уже знали, что Луна не имеет магнитного поля, подобного земному. Речь могла идти только об обнаружении и исследовании неких остаточных явлений магнетизма. Однако установленные на борту приборы регистрировали циклически изменяющееся поле по всему лунному маршруту. Анализ показал, что характер изменений связан со скоростью движения аппарата, из чего следовало: магнитное поле на Луну привёз сам «Луноход-1». Выявить виновника магнитной путаницы позволили исследования, которые специалисты ВНИИТрансмаш провели совместно с сотрудниками ленинградского ВНИИ Метрологии им. Д.И.Менделеева на их загородной площадке, удалённой от промышленных источников электромагнитных полей. Оказалось, что магнитный фон создавали намагничивающиеся в процессе изготовления стальные спицы колёс. Для исключения дефекта совместно с ЦКБ Велостроения (г. Харьков) была срочно отработана технология изготовления велосипедных спиц из немагнитных титановых сплавов. На борту «Лунохода-2» проблем с магнитными исследованиями уже не возникало. На этих недостатках и их причинах акцентировал внимание в своём докладе на научно-практической конференции, посвящённой 40-летию начала работы «Лунохода-2», профессор М.И. Маленков.