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Luna24是苏联Luna计划的机器人探测器。Luna系列航天器的最后一个， Luna24探测器的任务是苏联第三次从月球返回月球土壤样本的任务（前两个样本返回任务是Luna16和Luna20）。探测器降落在危机之海（MareCrisium）。该任务于1976年8月22日 将170.1克（6.00盎司）的月球样本送回地球。
Luna24基于Ye-8-5航天器机身，由两个附加阶段组成，一个上升阶段安装在下降阶段的顶部。着陆器高3.96米，无燃料着陆质量为1880公斤。在满载燃料的情况下，它的发射质量在5600到5750公斤之间。
下降阶段与Lunokhod漫游者的Ye-8较低阶段相同，具有四个突出的着陆腿、油箱、着陆雷达高度计和双下降发动机复合体的圆柱形机身。主要的下降火箭，KTDU-417，是一个可节流的1920公斤推力发动机，用于中途修正、轨道插入、下降到地面的制动，以及使飞行器减速直到达到由基于高度和速度的机载计算机。在切断后，一组低推力（210和350公斤）游标喷气机用于最后着陆。
下降阶段也作为上升阶段的发射台。航天器下降阶段配备了电视摄像机、辐射和温度监测器、电信设备、和一个90厘米的可伸缩臂，带有一个用于采集月球土壤样本的钻机。通信是通过768和922吊杆末端的锥形天线进行的MHz（下行链路）和115MHz（上行链路）。
上升阶段是一个较小的圆柱体，顶部为球形，取代了Ye-8巴士上的月球车和外壳。它在一个球形再入舱内装有一个圆柱形密封土壤样本容器，安装在一个1920公斤推力KRD-61火箭上。上升阶段的总质量为520公斤，其中245公斤是硝酸和UDMH推进剂。它有2米高。样品返回舱的直径为50cm，质量为39kg。KRD-61只能发射一次，持续53秒，使其进入自由返回地球的轨道。发动机的比冲为313秒，它可以将2600-2700m/s的速度传递给返回船。
Luna24是第三次尝试从未探索的MareCrisium中回收样本，这是一个大型月球吉祥物的位置（在Luna23和1975年10月发射失败之后）。在1976年8月11日进行轨道修正后，Luna24于三天后进入月球轨道。初始轨道参数为115x115公里（71x71英里），倾角为120°。在进一步改变其轨道后，Luna24于1976年8月18日06:36 UTC在北纬12°45'和东经62°12'安全降落在月球表面，离Luna23降落的地方不远。确切的着陆位置（12.7145°N，62.2097°E）于2012年由月球勘测轨道器探测器轨道相机确定。
在地面控制的指挥下，着陆器展开了它的采样臂，并将其钻头推入了附近的土壤中约两米。样品被安全地存放在小型返回舱中，在月球上待了将近一天后，Luna24于1976年8月19日05:25UTC成功升空。经过一次平静
对回收的170.1克（6.00盎司）土壤的研究表明，它是一种层状结构，好像是在连续沉积物中铺设的。苏联用一克任务样本换取了月球样本美国宇航局于1976年12月。[6] Luna24是苏联发射的最后一艘月球飞船。它也是最后一艘在月球上软着陆的航天器，直到37年后的2013年12月14日中国嫦娥三号着陆。44年来，这也是2020年12月 中国嫦娥五号之前的最后一次月球样本返回任务。
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