Двигатель лунохода


как устроен Луноход (17 фото + 1 видео)

Полная автономность, год без заправки, саморемонтирующаяся подвеска для любого ландшафта и климат-контроль, стабилизирующий перепады до 100 0С. Автомобиль будущего? Отнюдь – такой транспорт придуман еще в 1969 году. Первый же экземпляр трижды перекрыл гарантийный пробег без единого отказа.

Если исходить из того, что братьев по разуму у нас нет, этот транспорт можно считать самым надежным во всей Вселенной. Американцы не в счет: они дважды ремонтировали свой «Лунный ровер» прямо на Луне. Наш «Луноход», сломайся он «в рейсе», ремонтировать было бы некому – экипаж находился от него за 400 тыс. километров…

Шасси для беспилотника

В освоении иных планет мы – как это бывало не раз – тоже пошли своим путем. Вместо человека СССР решил послать на соседнюю планету робота-исследователя.

Чтобы он смог сделать все то, что и живой космонавт, ему было необходимо транспортное средство. Ключевой проблемой было шасси, и решить ее поручили военному НИИ из Ленинграда, проектировавшему ходовую часть. Военные конструкторы остановились на старом добром колесе, отвергнув гусеничный ход, шагающий, прыгающий, перекатывающийся… Определяющих требований к шасси «Лунохода» было несколько.

Прежде всего, движитель должен быть настолько универсальным, чтобы свести к минимуму вероятность «засадить» планетоход – подтолкнуть-то его будет некому! Да и с «раскачкой», как покажет жизнь, у космических роботов проблемы. Кроме того, профиль протекторной части должен был препятствовать боковому сползанию транспортного средства при движении по склонам. Во-вторых, важна надежность, а что может быть проще колеса? Тут, кстати, сразу и в-третьих, – по причине простоты колесо как таковое предельно легкий узел. Наконец, оно – один из самых эффективных движителей, и требует наименьших энергозатрат. Применение шасси с колесами дает возможность варьировать их количество, а помимо снижения давления на грунт это еще и возможность повысить живучесть транспортного средства – за счет исключения из игры отказавших колес.

Колесо заново

Правда, колесо пришлось существенно дорабатывать, и прежде всего потому, что в конце 1960-х человек очень приблизительно знал, что представляет собой лунный грунт. Комбинация камней всех калибров с рыхлыми породами непредсказуемой плотности требовала колеса с противоречивыми свойствами. И военные такое сделали. Три тонких титановых обода легко катились по твердой поверхности, натянутая между ними сетка вступала в действие на сыпучем грунте, когда обода начинали проваливаться. Приваренные поверх всего уголки-грунтозацепы помогали выгребать на рыхлой поверхности под нагрузкой; как потом оказалось, они были востребованы чаще, чем хотелось бы. Легкие спицы вместо дисков обеспечивали необходимую прочность и упругость на случай жесткого контакта колеса с камнями.

Окончательный вариант колес рождался в результате расчетов и многочисленных испытаний. Опытные образцы катали на трех полигонах с разными типами грунтов и даже в отсеке самолета, имитирующего лунную гравитацию, которая составляет 1/6 часть земной. Например, много времени занял подбор величины ячейки сетки, натянутой на обод.

В тонкую ступицу колес встроили электродвигатель постоянного тока с редуктором и пиропатроном. Последний подрывался дистанционно в случае аварийного заклинивания привода, и колесо, разобщенное таким образом с осью редуктора, превращалось из ведущего в ведомое – т.е. просто катилось по поверхности. Таким образом можно было без непосредственного участия человека «отремонтировать» привод пяти колес из восьми имеющихся – и аппарат мог продолжать выполнение задачи с тремя оставшимися ведущими!

Нервы длиной 400 тыс. км

Самым сложным пунктом в лунном проекте СССР было управление «Луноходом». Оно было дистанционным, и более дистанционное найти было трудно: расстояние от Моря Дождей на Луне, куда высадился наш космический робот, до Центра дальней космической связи в Крыму, где располагался его экипаж, превышало 400 000 километров.

Командный радиосигнал преодолевал этот путь за 2,5 секунды, то есть с такой задержкой аппарат реагировал на команды водителя. Но это была не главная проблема. Основная трудность была в скорости обновления картинки на мониторе перед оператором. Передача изображения с камер «Лунохода» на Землю только называлось телевизионной, на самом деле водитель видел перед собой, мягко говоря, слайд-шоу: кадр сменялся не 25 раз в секунду, а один раз в 3 – 20 секунд (в зависимости от рельефа местности)! Ничего не поделаешь – обеспечить более быструю передачу данных каналы связи и счетно-решающие машины того времени не могли. Таким образом, после обнаружения препятствия машина продолжала двигаться еще не менее 8 секунд! Именно поэтому водители никогда не «гнали» быстрее 2 км\ч.

Усугубляли проблему особенности лунного освещения – настолько резкого и контрастного, что дорожная ситуация «за лобовым стеклом» выглядела для оператора как набор черных и белых пятен. В некоторые дни, когда солнце стояло в зените, «ехать» было вообще нельзя. Поэтому в помощь глазам водителя аппарат присылал ему данные с дополнительных датчиков: крена, дифферента, нагрузки и пробуксовки колес. Анализируя их, экипаж быстрее понимал, что происходит с его машиной: накренилась на каменной гряде, спускается в кратер, карабкается из него с 90-процентной пробуксовкой... Работа экипажа была столь напряженной, что больше двух часов «за рулем» он не выдерживал.

Что внутри?

Кстати, об экипаже – он состоял из пяти человек. Кроме водителя, сидевшего на рычагах (поворачивал «Луноход» по-танковому, с подтормаживанием колес), были еще штурман, бортинженер, оператор остронаправленной антенны и командир экипажа. Как бы там ни было, даже при прочих благоприятных условиях поместиться в своей машине все эти люди не могли бы, поскольку ее округлый корпус (макс. диаметр 2150 мм) полностью занят научной аппаратурой и системами, отвечающими за работу шасси. Маршевые электродвигатели планетохода питались от серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей, которые получали зарядку от солнечных панелей, размещенных на верхней откидывающейся крышке. Ночью (1 лунная ночь, как и лунный день, длится почти 14 земных суток) крышка закрывалась, чтобы беречь тепло в корпусе, и аппарат на это время замирал в «анабиозе». Причина – не в отсутствии мощных фар, а в отсутствии возможности подзаряжать батареи без солнца.

Одной из ключевых систем «Лунохода» была климатическая установка, которая обеспечивала заданную температуру в герметичном корпусе при забортной температуре –150°С ночью и + 150°С днем. Источником тепла служила капсула с радиоизотопом Полоний-210, излишнее же тепло отводилось через крышу корпуса, являющуюся радиатором. Газ-теплоноситель циркулировал внутри корпуса по двум контурам, причем второй был выделен для аппаратуры с особо строгим тепловым режимом. Эффективность тогдашнего климат-контроля была столь высока, что позволяла не беспокоиться за сохранность аппаратуры при разнице температур левого и правого бортов аппарата в 100 градусов!

Гарантийные обязательства

Всего было выпущено четыре экземпляра «Лунохода», не считая опытных версий и тренировочных экземпляров. Самый первый «боевой» экземпляр, которому последствие присвоили «Луноход-0», из-за аварии ракеты на старте в космос не попал. Второй аппарат под именем «Луноход-1» наездил по Луне 10 540 метров, выполнив множество научных задач. Производитель – оборонное предприятие Машиностроительный завод имени С. А. Лавочкина – гарантировал три месяца бесперебойной работы своего детища, но «Луноход-1» отработал без малого год, с 17 ноября 1970 г. по 15 сентября 1971 г. Эксплуатацию пришлось прекратить после того, как выработал свой ресурс изотопный источник тепла и начинка восьмиколесного робота окончательно замерзла холодной лунной 150-градусной ночью…

«Луноход-2» в 1973 году накрутил по Луне уже 40 000 метров, отработав более положенных 3 месяца, но вышел на заслуженный отдых не из-за поломки или выработки ресурса. Попав в особенно сложный кратер, аппарат зачерпнул открытой верхней крышкой грунта, при попытке стряхнуть который была загрязнена и крышка-теплообменник. Без пополнения электроэнергии от Солнца и при отсутствии охлаждения «Луноход-2» долго не протянул.

Третья версия лунного безпилотника, планетоход «Луноход-3», на свою планету снова не попал, поскольку СССР чуть раньше свернул свою лунную программу. Самое надежное транспортное средство Вселенной в отличном состоянии и с нулевым пробегом хранится сейчас в надежном месте. Заинтересованные лица берегут его пуще зеницы ока – а ну как попадется в руки автостроителей и они тоже научатся делать безотказные машины…

Интересные материалы:

Простое решение насущных проблем: башня для получения воды из воздуха (5 фото + видео) Танк-уродец и жуки-шпионы. Самые странные разработки Пентагона (9 фото + 1 гиф + 3 видео)

nlo-mir.ru

Луноход-1. История создания и интересные факты.

Луноход-1 — первый лунный самоходный аппарат. Он был доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года, советской межпланетной станцией Луна-17 и проработал на её поверхности до 4 октября 1971 года. Предназначался для изучения особенностей лунной поверхности, радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне, химического состава и свойств грунта.

Луноход-1 был создан в конструкторском бюро химкинского Машиностроительного завода имени С. А. Лавочкина под руководством Григория Николаевича Бабакина. Самоходное шасси для Лунохода было создано во ВНИИТрансМаш под руководством Александра Леоновича Кемурджиана.Эскизный проект лунохода был утвержден осенью 1966 года. К концу 1967 года была готова вся конструкторская документация.Автоматическая межпланетная станция Луна-17 с Луноходом-1 стартовала в 10 ноября 1970 года и 15 ноября Луна-17 вышла на орбиту искусственного спутника Луны.17 ноября 1970 года станция благополучно прилунилась в Море Дождей и Луноход-1 съехал на лунный грунт.Управление исследовательским аппаратом осуществлялось при помощи комплекса аппаратуры контроля и обработки телеметрической информации на базе «Минск-22» — СТИ-90. Центр управления луноходом в Симферопольском Центре космической связи включал в себя пункт управления луноходом, который состоял из пультов управления командира экипажа, водителя лунохода и оператора остронаправленной антенны, рабочее место штурмана экипажа, а также зал оперативной обработки телеметрической информации. Основную сложность при управлении луноходом составляла задержка времени, радиосигнал двигался до Луны и обратно около 2 секунд, и применение малокадрового телевидения с частотой смены картинки от 1 кадра в 4 секунды до 1 в 20 секунд. В результате общая задержка в управлении доходила до 24 секунд.

В течение первых трёх месяцев запланированной работы, помимо изучения поверхности аппарат выполнял еще и прикладную программу, в ходе которой отрабатывал поиск района посадки лунной кабины. После выполнения программы луноход проработал на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного ресурса. За время нахождения на поверхности Луны «Луноход-1» проехал 10 540 м, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведён анализ его химического состава.15 сентября 1971 года температура внутри герметичного контейнера лунохода стала падать, так как исчерпался ресурс изотопного источника тепла. 30 сентября аппарат на связь не вышел и 4 октября все попытки войти с ним в контакт были прекращены.11 декабря 1993 года Луноход-1 вместе с посадочной ступенью станции Луна-17 были выставлен фирмой Lavochkin Association на аукционе Сотбис. При заявленной начальной цене 5 000$ торги закончились на сумме 68 500$. По информации российской прессы, покупателем оказался сын одного из американских астронавтов. В каталоге было указано, что лот «покоится на поверхности Луны».

ВНИИТрансМашОсновным разработчиком шасси для планетоходов (колеса, двигатели, привод, подвеска, система управления ими) в СССР был (и остается до настоящего времени в России) ленинградский ВНИИтрансмаш (ВНИИТМ). В этом учреждении разрабатывались главным образом шасси для танков, так что был накоплен обширный опыт в области создания транспорта повышенной проходимости, ведь общее свойство у планетохода и танка — движение по неподготовленной местности.

В одном из цехов ВНИИТМ

Здесь было создано и испытано множество самых различных устройств — Луноход 1 и 2 (1970), шагающий планетоход отправленный в 1971 году на Марс, прыгающий для Фобоса (1988), робот для очистки крыши разрушенного энергоблока Чернобыльской АЭС (1986), планетоход для неудавшейся экспедиции Марс-96, несколько планетоходов в рамках сотрудничества с зарубежными организациями (в последние годы) и т.д.

Наверное многие обратили внимание, что все луноходы, которые перемещались по другим планетам — колёсные. И это при том, что давно известно множество других подходов — гусеничный, шагающий и т.д. Видимо, есть серьезные причины выбирать именно колеса.Почти все небесные тела которые доступны нам для исследования имеют твердую поверхность с множеством относительно ровных участков. Там нет болот, зыбучих песков, леса и растительности, которые могли бы потребовать гусениц или шагающих движителей. На Луне и Марсе, также как на Меркурии и Венере — везде колеса вполне можно использовать.

Колёса — очень экономичный вид движителя. Чтобы прокручивать, скажем, гусеницы, нужна куда большая мощность. А ведь это дополнительные батареи, которые нужно доставлять за сотни тысяч километров.Важна и надежность — проблематично заменить на Марсе порванную гусеницу или сломанный рычаг ноги, в то время как поломка даже нескольких колес совсем необязательно ставит под угрозу выполнение задачи.Теория движения колесных машин также разработана лучше всего. Достаточно вспомнить, что до сих пор почти не нашли применения шагающие машины, даже в хорошо изученных земных условиях.Сравнительно прост и привод колес от электромоторов, легко обеспечивать разворот.Итак, выбор колёсного движителя явно оправдан. Далее мы рассмотрим несколько вариантов колёс созданных во ВНИИТМ

Колёса Лунохода

Колеса Лунохода уже можно считать классикой. Большинство последующих макетов и реальных планетоходов хоть что-то, да позаимствовали от них. Колеса состоят из трех титановых ободов, с закрепленной на них стальной сетки с грунтозацепами из того же титана. На твердой поверхности опора происходит на средний обод, на мягком же грунте обод проникает глубоко и тогда работает сетка.

Пробные варианты колёс для ЛуноходаЭто два пробных варианта колес для Лунохода. Колесо подрессоривается, в одном случае, с помощью упругих металлических лент, в другом — с помощью цилиндрических пружин вдоль оси колеса.

Еще один вариант — здесь внешняя поверхность колеса сделана из упругой сетки, однако под сеткой размещены ленточные пружины, которые работают когда при ударах сетка проминается. Профиль колеса мешает боковому сползанию. Грунтозацепы (в середине) работают главным образом при прогибании сетки на твердых грунтах.

Для планет с сильной гравитацией (Марс, Земля) от непрочной сетки отказываются в пользу сплошной поверхности с грунтозацепами (оболочковое колесо). В случае с марсоходами ученые исходили из первых фотографий «Викинга» где поверхность Марса выглядела каменистой.

Как видно, во всех конструкциях стараются обеспечить хорошую сцепляемость с грунтом (грунтозацепы, сетка), небольшой вес (отсутствие сплошных дисков, по возможности сетка и спицы, либо сплошное но полое колесо), подрессоривание (спицы, пружины и т.п.), меры против бокового сползания (характерный выпуклый либо вогнутый профиль).Почти во всех колесных планетоходах колесо представляет собой единый (часто даже герметизированный) модуль, включающий также редуктор, электромотор, тормоз, необходимые датчики. Называется такой модуль «мотор-колесо». Применение мотор-колес позволяет, наряду с подвеской, обеспечивать равную нагрузку на все колеса и эффективное использование мощности на неровностях ландшафта, при повисании части колес в воздухе и т.п.

Мотор-колесо в разрезеЕсли же рассматривать колесный движитель в целом, возникает вопрос — почему у планетоходов, в частности Лунохода, столько колёс?Во-первых, до последнего момента не исключалось использование гусениц. В случае с 8 колесами Лунохода это не потребовало бы полного пересмотра конструкции. Во-вторых, снижение нагрузки на грунт. И наконец, надежность — работоспособность при выходе из строя нескольких колес.На случай заедания в приводе колес в Луноходе были предусмотрены специальные механизмы разблокировки. Пиротехнический заряд по команде с Земли мог перебить вал и в результате неисправное заблокированное колесо стало бы ведомым. У четырех колесного такое было бы невозможно. К счастью, эта возможность не была ни разу использована

ПОДВЕСКА

Подвеску делают независимой для каждого мотор-колеса. Это позволяет преодолевать небольшие выступы и впадины избегая сильных кренов всей машины и перегрузки отдельных двигателей. В идеале, каждое колесо в любой момент времени должно касаться грунта, причем с примерно одинаковыми нагрузками от взаимодействия с ним. Это обеспечивается не только механикой, но и электронной частью, оценивающей нагрузки на двигатели, и подвеску. Механическая часть подвески обычно выполняется в виде рычагов, причем в качестве упругих элементов используются торсионы — стальные или титановые стержни, которые представляют собой «пружину» работающую на кручение. Использование гидравлики проблематично, из-за сильных колебаний температуры на поверхности планет.

Поучительна история гибели Лунохода-2 — на нем был установлен новый датчик крена-дифферента (весь блок автоматики Лунохода-2 разрабатывался с тройным дублированием — как для обитаемой машины).Датчик в Луноходе-1 был разработан самим ВНИИТМ, но посчитали, что машиностроительное предприятие должно заниматься своим делом и разработку нового датчика поручили другой организации.В новом датчике использовалась незамерзающая жидкость. Однако, не была учтена малая сила тяжести на Луне. В результате, сразу после прилунения, датчик оказался нерабочим. А ведь этот датчик должен предохранять Луноход от опрокидывания — автоматически останавливать его, если наклон слишком велик (попутно — позволяет получить представление о геометрии лунной поверхности). Здесь же он показал что Луноход стоит под углом 40 градусов еще до съезда с посадочного модуля.Пришлось ездить без датчика, ориентируясь лишь на то, что видно через телекамеры — линию горизонта и простой уровень — катающийся металлический шарик. Все шло хорошо, но на третий месяц Луноход заехал в довольно большой кратер. Он стоял там с открытой солнечной батареей и подзаряжался. Когда пришло время выезжать из кратера, недооценили угол наклона. В результате, машина зацепилась солнечной батареей, на нее попал грунт, что привело к падению мощности. Попытки стряхнуть грунт только усугубили положение — грунт попал во внутренний отсек. Так закончил свою жизнь Луноход-2.Кстати говоря, Луноходу-1 повезло еще меньше — при старте взорвался ракетоноситель. Так что тот Луноход-1 что был на Луне — не совсем первый Луноход.В любом случае Луноход-2 прошел по Луне намного большее расстояние — 40 км за 3 месяца, чем Луноход-1 — 10 км. за 10 месяцев. Сказался опыт, который приобрели исследователи и водители.

Камера для имитации атмосферы планет и марсоход в ней

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

Возможно для некоторых это станет неожиданностью, но максимальные скорости всех автоматических планетоходов очень небольшие — не более 1-2 км/ч. Собственно, для аппаратов без экипажа это не так важно, поскольку управление ими осложнено задержкой сигнала, которая доходит до десятков секунд. Также, низкая скорость снижает вероятность повреждений при наезде на камень, отсутствуют заносы и т.д.

МАНЁВРЕННОСТЬ

Большой радиус поворота станет проблемой, если поблизости находится скала или расщелина, куда аппарат может сплозти при развороте.Самые распространенное решение позаимствовано у гусеничных машин: делая различными скорости колес по левому и правому борту машины (в простейшем случае, с использованием тормозов), можно развернуть ее практически на месте.Такой подход еще и упрощает конструкцию, повышает ее надежность, поскольку не нужно делать поворотных колес. Общеизвестный пример — «Луноход» (1970).

Другой вариант увеличения маневренности — поворотные колеса. Например, параллельный поворот всех колес в нужную сторону был реализован в аппарате «ХМ-ПК» (1976)

ОПАСНОСТЬ ПРОВАЛИВАНИЯ

Следующая проблема — необходимость преодолевать расщелины, не проваливаться на рыхлом грунте. Это может быть решено несколькими путями: колесами большой ширины и диаметра, большим количеством колес по каждому из бортов.Так например, у Лунохода было 8 широких колес. Их полусферический профиль препятствует боковому сползанию (при движении вдоль склона).Другой вариант решения (1989) предполагал использование больших (сопоставимых по размеру с самим планетоходом) надувных колес низкого давления с металлическим каркасом и грунтозацепами. Однако, такие колеса плохо выдерживают перепады температур, требуют обслуживания. Зато, они нашли применение на Земле — в тех местах, где необходимо движение по глубокому снегу.

Планетоходы испытывались в Средней Азии, на Камчатке (в зонах свежих извержений) — чтобы было большое разнообразие форм рельефа.. Ведь заранее не было известно, какой грунт, к примеру, на Луне. Были предположения, что грунт находится во взвешенном состоянии и Луноход может просто утонуть. Поэтому испытания проводили также и на снежниках — где снег засыпан вулканическим песком.

ПРЕОДОЛЕНИЕ КАМНЕЙ, ЗАСТРЕВАНИЕ

На планетах, куда сейчас возможна доставка планетоходов, встречается множество камней, скальных выступов, кратеров. То, что для шагающего аппарата будущего, наверное, не будет проблемой (согласитесь, человек легко преодолевает большинство препятствий, которые непреодолимы для колес) для сегодняшних планетоходов проблема весьма актуальная.Представим ситуацию, когда обычная машина наезжает одним бортом на крупный камень. Возникает крен всей машины и аппарат рискует перевернуться. Для планетохода такое поведение недопустимо, потому подвеска устроена гораздо сложнее — когда одно из колес переезжает камень, остальные могут везти аппарат вполне горизонтально.

Здесь клиренс фактически отсутствует — днища нет, вместо него — конические мотор-колеса. Если под них попадает камень, застревания не происходит, поскольку грунтозацепы расположены по всей длине колеса. Есть здесь, впрочем, и недостаток -остается мало места для размещения полезного груза (возможное решение — размещать батареи внутри колес). В другой разработке — IARES — вместо конических колес используются обычные, совместно с валиками, также имеющими грунтозацепы.Но даже это может не спасти, если камень окажется под днищем планетохода и тот «сядет на брюхо». Поэтому, дорожный просвет (клиренс) стараются делать максимальным. Увеличение клиренса, в свою очередь, может привести к неустойчивости аппарата — центр тяжести должен располагаться как можно ниже (были даже проекты помещать аккумуляторы внутри мотор-колес, но это ведет к другим проблемам).

Были и курьезы.Луноход был доставлен на Луну межпланетной станцией «Луна-17″, но народу было сообщено о запуске очередной ракеты для «продолжения исследований Луны». Советское радио рассказало о луноходе только после успешного прилунения.

Более того, планировалось запустить две ракеты, одна из них резервная, и если на Луне что-то случится с первой, то космонавт должен будет на луноходе подъехать к резервной! Где же ему поместиться? Была предусмотрена тележка, а однажды для проверки к луноходу привязали «Запорожец» — и он успешно его тащил! На Земле, разумеется. Кстати, при выборе места посадки пользовались и американскими снимками Луны, — и откуда они только у нас взялись?

dosoaftor.ru

Луноход 1 связался с Землей спустя 40 лет

«Ведь за двадцать лет — кто-нибудь из нас троих обязательно умрёт — или эмир, или ишак, или я. А тогда поди разбирайся, кто лучше знал богословие!»Решил подытожить информацию, полученную на многочисленных конференциях, симпозиумах и из личных разговоров.К концу года будет принята Федеральная космическая программа 2016-2025. Что в эту программу попадает, то финансирование получает. Конечно, изменения могут быть внесены и по ходу работ, однако, обычно они связаны с новыми сроками реализации, а не с увеличением финансирования.Все планы на период за 2025 годом — не более чем “веселые картинки”. Просто пожелания ученых, инженеров и чиновников.На первом этапе (в ФКП прописан именно он) — наш естественный спутник собираются изучать только с помощью автоматических станций. В 2019 году зонд «Луна-25» (или «Луна-Глоб») должен прилуниться в кратере Богуславского, который расположен в южной полярной области Луны.»Луна-25″ — это зонд-прототип для тренировки. Нужно заново учиться строить автоматические межпланетные станции, учиться садиться на Луну.Однако, на нём всё-таки разместят около 20-25 кг научных приборов. Несмотря на тестовый характер, миссия уникальная — впервые зонд сядет в полярную область Луны. Именно там орбитальными нейтронными детекторами в реголите обнаружены следы водорода (читай — водяного льда). Причем не только в затененных кратерах (туда зонды садиться не будут — нет Солнца для солнечных батарей и связи с Землей), но и поблизости.Следующий аппарат — орбитальный — «Луна-26» (или «Луна-Ресурс-1 орбитальный»). Разведка с орбиты, ретрансляция и очень интересный эксперимент ЛОРД (Лунный Орбитальный РадиоДетектор). Стартовать очередная станция должна в 2021 году. Если что-то пойдет не так, в ФКП запланировано повторение миссии в 2023.Большой посадочный аппарат «Луна-27» (или «Луна-Ресурс-1 посадочный») должен сесть в южной полярной области Луны в 2023 году. На его борту будет до 50кг приборов, включая европейский бур для «криогенного» (чтобы не испарились «летучие» из грунта) бурения. Снова рассматривают возможность разместить на «Луне-27» мини-ровер. Когда-то в качестве такого ровера собирались поставить «Селеноход«. Если миссия 2023 года окажется неудачной, посадку собираются повторить в 2025-ом.Последний лунный зонд в ФКП 2016-2025 — «Луна-28» («Луна-Ресурс-2» или «Луна-Грунт») — тяжелый зонд (до 3т) — запускается, по-видимому на «Ангаре А5″ с кислородно-керосиновым разгонным блоком ДМ-03, и служит для доставки грунта из южной полярной области Луны.»Луна-29» — большой луноход с «криогенным» буром — есть в пожеланиях ученых, но отсутствует в ФКП — а значит, будет реализован уже за 25-ым годом.

Кроме автоматических межпланетных станций, на первом этапе лунной программы будут проводится многочисленные НИРы на тему лунной транспортной системы и лунной инфраструктуры. Деньги на них заложены в ФКП. Заложены деньги и на разработку сверхтяжелой ракеты. Только на разработку — не на создание «в металле»!

Летные испытания нового российского космического корабля ПТК НП должны начаться в 2021 году. Они также заложены в Федеральную космическую программу. В 2021 и 2022 годах новый КА два раза слетает к МКС в беспилотном варианте. Выводить его на орбиту предполагается с помощью «Ангары А5» (возможно в укороченном варианте — без УРМ II).

В 2023 году нас ждет кое-что интересное — одной «Ангарой А5» на орбиту будет выведен ПТК НП, а второй — кислородно-керосиновый разгонный блок ДМ-03, оснащенный стыковочным узлом. После стыковки связка отправится в облет Луны (без выхода на окололунную орбиту).

Также в 2023 году планируется отправить к Луне (на окололунную орбиту) прототип буксира с двигателями малой тяги и большим грузовым контейнером (груз — 10т) — будет ли это знаменитый «ядерный буксир» или что-то, оснащенное большими солнечными батареями? Более логичным кажется первый вариант, однако, на некоторых картинках можно увидеть второй — с солнечными батареями. Прототип будет иметь мощность 0,3-0,5 МВт — в 2-3 раза меньше, чем мегаваттный комплекс.

Буксир будет тащить контейнер к Луне целых два года. В качестве груза — или модуль лунной орбитальной станции или автоматический прототип пилотируемого посадочного аппарата.

В 2024 году ПТК НП должен впервые выйти в космос в пилотируемом варианте и доставить космонавтов на МКС или к так называемой ППОИ — перспективной пилотируемой орбитальной инфраструктуре, состоящей из одного научно-энергетического модуля, модуля «колобка», надувного жилого модуля, модуля-стапеля и одного-двух свободнолетающих модулей ОКА-Т-2.

И вот — вторая половина 2024 года — впервые — пилотируемый облет Луны российскими космонавтами. Снова две «Ангары А5» и ДМ-03 для разгона к Луне. В 2025 году — повторение облета.

Дальше ФКП заканчивается и начинаются уже не просто мечты, а самые настоящие фантазии. В 2027 году должна начать летать сверхтяжелая ракета с полезной нагрузкой на низкой околоземной орбите около 80 (или даже 90) тонн. В первом же пуске она отправит беспилотный ПТК НП на окололунную орбиту.

В конце 2027-го большой мегаваттный (или даже более мощный!) буксир с двигателями малой тяги должен привезти на окололунную орбиту за 7-8 месяцев груз массой в 20т. Причем сам буксир запускается сверхтяжелой ракетой, а груз «Ангарой А5». В качестве груза — модуль орбитальной станции или тяжелый зонд/посадочная научная платформа.

В 2028 на сверхтяжелой ракете должен стартовать к Луне посадочный модуль для пилотируемой экспедиции. В 2029 к нему отправится ПТК НП с экипажем. Но окололунной орбите два КА состыкуются — но экипаж садиться на Луну не будет — этот полет только репетиция экспедиции.

Интересно, что с 28-го по 30-ый планируется осуществить программу «Луна — орбита». На Луну будет отправлен многоразовый взлетно-посадочный зонд, а на окололунную орбиту — танкер с топливом. Зонд сможет доставить с поверхности на ПТК НП (который находится на окололунной орбите) образцы грунта.

В 2030 стартует второй посадочный модуль и чуть позже — ПТК НП с экипажем. Российские космонавты впервые ступят на лунную поверхность — через 60 лет после американцев!

Параллельно с пилотируемыми экспедициями, планируется начать развертывание в южной полярной области Луны так называемого «лунного полигона» — в состав которого войдут автоматические научные инструменты, телескопы, прототипы устройств для использования лунных ресурсов и т.д. Полигон будет посещаемым — раз в год на пару недель туда будут прилетать космонавты — чтобы сменить фотопластинкипочинить технику.

Строительство базы запланировано на период за 2040-ым, полет на Марс (на основе лунного опыта и лунных ресурсов) — в 50ые. До 50-ых планируется доставить грунт с Фобоса (уже в ФКП — до 25-го) и Марса (~ 30-35 год), создать в точке Лагранжа сборочный комплекс для многоразовых кораблей, которые будут летать по трассе Земля-Марс, построить флот «ядерных буксиров» — электрическая мощность реакторов марсианского комплекса — от 4 МВт и выше.

Вот так, по мнению проектантов РКК «Энергия», должна выглядеть лунная база.В целом — наконец-то представлено что-то похожее на стратегию. Правда сроки совершенно безумные — очень уж 30-ый год далеко. Привязка программы к тяжелому ПТК НП и сверхтяжелой ракете — которой нет и не будет ещё 10-15 лет. Денег на её создание (не разработку, а именно создание) в ФКП 2016-2025 не заложено.

Связка люди-автоматы совершенно не продумана (где управление роверами с орбиты без запаздывания сигнала, например?). Да и сами автоматические миссии до 2025 года не очень-то интересные (даже нормальных луноходов не планируется, не говоря уже про лунолеты). Лунная орбитальная станция то появляется в планах, то исчезает. В «крайней» версии от неё, похоже, всё-таки отказались. «Ядерный буксир» — гордость России, не является ключевым элементом программы.

Опять на двух стульях — это и не «флаг на Луне любой ценой» (слишком всё долго — у государства появится желание «выпрыгнуть из лунного поезда, который ели-ели ползет») и не Луна — ресурсная база (нет толковой многоразовой лунной транспортной системы, не прописана в качестве первоочередной задачи выработка топлива/энергии из местных ресурсов).

Поскольку принцип «критикуя – предлагай» никто не отменял, представляю вашему вниманию очередную презентацию нашего проекта «Луна семь» 🙂 Первые пилотируемые пуски на Луну в рамках нашего предложения запланированы на 2022 год. И это вполне реальный срок — если руководство страны проявит политическую волю. Ещё немного про «Луну семь».Селеноход — проект изучения Луны при помощи посадочного модуля и лунохода, разрабатывавшийся российской командой в рамках конкурса Google Lunar X PRIZE с октября 2007 года. Изначально вес лунохода составлял 15 кг, но в процессе разработки снизился до 5. 1 мая 2013 года первый макет лунохода был представлен и испытан на американской базе MRDS (Mars Desert Research Station), имитирующей ландшафтные условия Марса, в некоторой степени схожей с лунными. 18 декабря 2013 года проект «Селеноход» был закрыт в связи с отсутствием спонсоров и инвесторов.

mirrobo.ru

Луноход-1

"Луноход-1" (Аппарат 8ЕЛ № 203, укр. Луноход-1 ) - Первый в мире планетохид, который успешно работал на поверхности другого небесного тела - Месяца. Относится к серии советских дистанционно-управляемых самоходных аппаратов "Луноход" для исследования Луны (проект Е-8).

Предназначался для изучения особенностей лунной поверхности, радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне, химического состава и свойств грунта.

Масса планетохода составила 756 кг, длина с открытой солнечной батареей - 4,42 м, ширина - 2,15 м, высота - 1,92 м. Диаметр колес - 510 мм, ширина - 200 мм, колесная база - 170 мм, ширина колеи - 1600 мм.

Был доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 советской автоматической межпланетной станцией "Луна-17" и проработал на ее поверхности до 29 сентября 1971 года (в этот день был проведен последний успешный сеанс связи с аппаратом).

1. История

17 ноября 1970 советской автоматической станцией "Луна-17" был доставлен на поверхность Луны самоходный аппарат "Луноход-1", предназначенный для комплексных исследований лунной поверхности. [1]

Создание и запуск лунного самоходного аппарата стало важным этапом в изучении Луны. Идея создания лунохода родилась в 1965 в ОКБ-1 (ныне РКК "Энергия" им. С.П.Королева). В рамках советской лунной экспедиции лунохода отводилось не последнее место. Два луноходы должны детально обследовать предполагаемые районы прилунения и выполнять роль радиомаяков при посадке лунного корабля. Планировалось использовать луноход еще и для транспортировки космонавта на поверхности Луны.

1.1. Конструкция

Колеса "Луноход"

Создание лунохода было поручено машиностроительному заводу им. С.А.Лавочкина (ныне НПО им.С.А.Лавочкина) и ВНИИ-100 (ныне ОАО "ВНИИТрансмаш").

Согласно утвержденной кооперации Машиностроительный завод имени С.А.Лавочкина отвечал за создание всего космического комплекса, в том числе и за создание лунохода, а ВНИИ-100 - за создание самоходного шасси с блоком автоматического управления движением и системой безопасности движения. Эскизный проект лунохода был утвержден осенью 1966. К концу 1967 была готова вся конструкторская документация.

Сконструированный автоматический самоходный аппарат "Луноход-1" был гибридом космического аппарата и транспортного средства высокой проходимости. [2] Он состоял из двух основных частей: восьмиколисного шасси и герметичного приборного контейнера.

Каждое из 8 колес шасси было ведущим и мало электродвигатель, расположенный в ступице колеса. В приборном контейнере лунохода кроме служебных систем находилась научная аппаратура: прибор для анализа химического состава лунного грунта, прибор для исследования механических свойств грунта, радиометрическое оборудование, рентгеновский телескоп и лазерный угловой отражатель французского производства для точечного замера расстояний. Контейнер имел форму усеченного конуса, причем верхняя основа конуса служила радиатором-охладителем для сброса тепла, имела больший диаметр, чем нижняя. На время лунной ночи радиатор закрывался крышкой.

Внутренняя поверхность крышки была покрыта фотоэлементами солнечной батареи, что обеспечивало подзарядку аккумуляторной батареи в течение лунного дня. В рабочем положении панель солнечной батареи могла располагаться под разными углами в пределах 0-180 градусов, чтобы оптимально использовать энергию Солнца при различных его высотах над лунным горизонтом.

Солнечная батарея и работающие с ней в комплексе химические аккумуляторы использовались для питания электроэнергией многочисленных агрегатов и научных приборов лунохода.

На луноходе была устроена система терморегуляции [3] герметичного отсека, которая обеспечивала нормальные условия для функционирования всех систем лунохода. Она состояла из горячего контура, включавший изотопное источник тепла с теплообменником, и холодного контура, в который входили радиатор-охладитель, излучающий тепло в пространство, и четыре испарителя-теплообменника. В течение лунного дня, длящегося 13,66 земных суток, когда освещенный Солнцем борт лунохода нагревался до +150 ? C, а противоположный, находившийся в тени, был почти на 300 градусов холоднее, вентилятор гонял воздух по контейнеру, а сброс тепла осуществлялось [ 4] через верхнее днище приборного отсека, которое одновременно было радиатором-охладителем. Во время лунной ночи, когда температура достигала минус 170 градусов, для подогрева приборного контейнера использовалось радиоизотопное источник тепла. [5]

В передней части приборного отсека были расположены иллюминаторы телевизионных камер, предназначенных для управления движением лунохода и передачи на Землю панорам лунной поверхности и части звездного неба, Солнца и Земли.

Общая масса лунохода составляла 756 кг, его длина с открытой крышкой солнечной батареи 4,42 м, ширина 2,15 м, высота 1,92 м. Диаметр колес - 510 мм, ширина - 200 мм, колесная база - 1700 мм, ширина колеи - 1600 мм.

Оборудование
  • Две телекамеры (одна резервная), четыре панорамных телефотометра,
  • Рентгеновский флуоресцентный спектрометр Рима,
  • Рентгеновский телескоп РТ-1,
  • Одометр-пенетрометр пропил,
  • Детектор радиации РВ-2Н,
  • Лазерный рефлектор ТЛ

"Луноход-1" был рассчитан на 3 месяца работы на поверхности Луны.

1.2. Запуск

10 ноября 1970 с космодрома Байконур стартовала трехступенчатая ракета-носитель " Протон-К ", которая вывела автоматическую станцию" Луна-17 "с автоматическим самоходным аппаратом" Луноход-1 "на промежуточную круговую околоземную орбиту.

Сделав полный виток вокруг Земли, разгонный блок вывел станцию ​​на траекторию перелета к Луне. 12 и 14 ноября были проведены плановые коррекции траектории перелета. 15 ноября станция вышла на орбиту Луны. 16 ноября были снова проведены коррекции траектории полета. 17 ноября 1970 в 6 часов 46 минут 50 секунд (мск) станция "Луна-17" благополучно совершила посадку в Море Дождей на Луне. Два с половиной часа ушло на осмотр места посадки с помощью телефотометрив и развертывание трапов. После анализа окружающей обстановки была выдана команда, и 17 ноября в 9 часов 28 минут самоходный аппарат "Луноход-1" съехал на лунный грунт. [6]

1.3. Экипаж управления

Панель управления "Луноход"

Луноход управлялся дистанционно [7] с Земли из Центра дальней космической связи. Для его управления был подготовлен специальный экипаж, в состав которого входили командир, водитель, штурман, оператор и борт-инженер. Для экипажа были отобраны военные, которые не имели никакого опыта управления транспортными средствами, вплоть до мопедов, чтобы земной опыт не был препятствием при работе с луноходом.

Отобранные офицеры прошли медкомиссию почти такую ​​же, как космонавты [8], теоретическое обучение и практические тренировки на специальном мисяцедроми в Крыму, который был идентичен лунному рельефу с углублениями, кратерами, разломами, россыпью камней различной величины.

Экипаж лунохода, получая на Земле лунные телевизионные изображения и телеметрическую информацию, с помощью специализированного пульта управления обеспечивал выдачу команд на луноход. Дистанционное управление движением лунохода имело свои специфические особенности, обусловленные отсутствием восприятия оператором процесса движения, задержками в приеме и передачи команд телевизионного изображения и телеметрической информации, зависимостью характеристик подвижности самоходного шасси от условий движения (рельефа и свойств грунта). Это обязывало экипаж с некоторым опережением предусмотреть возможное направление движения и препятствия на пути лунохода. [1]

Весь первый лунный день экипаж лунохода приспосабливался к необычному телеизображения: картинка с Луны была очень контрастной, без полутеней.

Аппаратом управляли поочередно, через каждые два часа экипажи менялись. Изначально планировались длительные сеансы, однако практика показала, что через два часа работы экипаж был полностью истощен.

1.4. Путешествие

В течение первого лунного дня проводилось изучение района посадки станции "Луна-17". Одновременно проходили испытания систем лунохода и приобретения опыта вождения экипажем.

Три первых месяца помимо изучения лунной поверхности "Луноход-1" выполнял еще и прикладную программу: в рамках подготовки к готовящемуся пилотируемого полета он отрабатывал поиск района посадки лунной кабины.

20 февраля 1971, после окончания 4 лунного дня, была выполнена первоначальная трехмесячная программа работ лунохода. Анализ и работы бортовых систем показал возможность продолжения активного функционирования автоматического аппарата на лунной поверхности. С этой целью была составлена ​​дополнительная программа работы лунохода.

Успешное функционирование космического аппарата продолжалось 10,5 месяцев. За это время "Луноход-1" проехал 10 540 м, передал на Земле 200 телефотометричних панорам и около 20 тысяч снимков малокадрового телевидения. В ходе съемки были получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей рельефа, позволяющие провести детальное изучение их строения.

"Луноход-1" регулярно проводились измерения физико-механических свойств лунного грунта, а также химический анализ поверхностного слоя лунного грунта. Он измерял магнитное поле различных участков лунной поверхности.

Лазерная локация с Земли установленного на луноходе французского углового отражателя позволила измерить расстояние от Земли до Луны с точностью до 3 м. Отражатель "Луноход-1" в первые полтора года работы обеспечил около 20 наблюдений (первое - 5 декабря 1970), но затем его точное положения утратили.

15 сентября 1971, при наступлении одиннадцатой лунной ночи, температура внутри герметичного контейнера лунохода стала падать, так иссяк ресурс изотопного источника тепла в системе ночного подогрева. 30 сентября в месте стоянки лунохода наступит 12 лунный день, но аппарат так и не вышел на связь. Все попытки войти с ним в контакт были прекращены 4 октября 1971.

Пройденные расстояния по месячным дням.

Лунный день Расстояние, м Описание
№ 1 (17-24.11.1970) 197 На юго-восток, отход от лунной ночи
№ 2 (08-23.12.1970) 1522 На юго-восток
№ 3 (07-21.01.1971) 1936 На юго-восток, затем северо-запад с возвращением 18.01 к месту посадки "Луна-17"
№ 4 (07-20.02.1971) 1573 На север, исследования кратера диаметром 540 м
№ 5 (07-20,03.1971) 2004 Исследования кратеров диаметром 540 и 240 м
№ 6 (06-20.04.1971) 1029 Исследования кратера диаметром 240 м, движение на северо-запад исследования небольшого кратера
№ 7 (06-20.05.1971) 197 Сложный рельеф в межкратерные зоне
№ 8 (04-11.06.1971) 1560 На северо-запад, затем северо-восток
№ 9 (03-17.07.1971) 219 На север, исследования кратера диаметром 200 м
№ 10 (02-16.08.1971) 215 Исследования кратера диаметром 200 м
№ 11 (31.08-15.09.1971) 88

Общее время активного функционирования лунохода (301 сутки 6 часов 57 минут) более чем в 3 раза превысил заданный по техническому заданию.

2. Интересные факты

3. Судьба "Луноход-1" после миссии

"Луноход-1" остался на Луне. Точное его местоположение было долгое время неизвестно ученым. Спустя почти 40 лет группа физиков под руководством профессора Тома Мерфи (Tom Murphy) из Калифорнийского университета в Сан-Диего отыскала [11] [12] "Луноход-1" на снимках, полученных американским зондом Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) [13] [14], и использовала его для научного эксперимента по поиску несоответствий в общей теории относительности [15], разработанной Альбертом Эйнштейном. Для этого исследования ученым необходимо было измерить орбиту Луны с точностью до миллиметра, что делается с помощью лазерных лучей.

22 апреля 2010 американские ученые смогли "нащупать" угловой отражатель советского аппарата с помощью лазерного луча, посланного через 3,5-метровый телескоп обсерватории "Апач-пойнт" в Нью-Мексико ( США) и получить около 2 тысяч фотонов, отраженных "Луноход-1".

4. Сноски

  1. ↑ а б Довгань В.Г. Дистанционное управление лунохода и планетоходамы
  2. Автоматическая станция "Луна-17" на сайте НПО им. С.А.Лавочкина
  3. Автоматические межпланетные станции Астрономический портал "Космонавтика
  4. К 35-летию посадки на Луну первого самоходных аппарата "Луноход 1"
  5. Шесть лет в марсианской пыли - Вокруг света
  6. Лунные зонды СССР
  7. Луноход - 40 лет - Радио "Голос России"
  8. Луноход-1 - baikonur-info
  9. Луноход - 40 лет, интервью Вячеслава Довганя. Голос России.
  10. Док. фильм "украинский космическая одиссея (2011)
  11. James G. Williams and Jean O. Dickey Lunar Geophysics, Geodesy, and Dynamics 13th International Workshop on Laser Ranging, October 7-11, 2002, Washington, DC (Англ.)
  12. " Lost Soviet Reflecting Device Rediscovered on the Moon ", space.com, 27 апреля 2010 года.
  13. Видный, например, на фотографии M114185541RE, сделанной LRO 30 ноября 2009 на 1961 обороте, за информацией на сайте камеры LRO.
  14. LRO - новые находки на Луне
  15. В. Г. Турышев, JPL NASA "Лазерная локации Луны и проверка общей теории относительности", Проблемы современной астрометриы, Звенигород 2007, доклад конференции (Англ.) (Рус.)

Источники

nado.znate.ru

Луноход-1. История создания и интересные факты

Луноход-1 — первый лунный самоходный аппарат. Он был доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года, советской межпланетной станцией Луна-17 и проработал на её поверхности до 4 октября 1971 года. Предназначался для изучения особенностей лунной поверхности, радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне, химического состава и свойств грунта.

Луноход-1 был создан в конструкторском бюро химкинского Машиностроительного завода имени С. А. Лавочкина под руководством Григория Николаевича Бабакина. Самоходное шасси для Лунохода было создано во ВНИИТрансМаш под руководством Александра Леоновича Кемурджиана.Эскизный проект лунохода был утвержден осенью 1966 года. К концу 1967 года была готова вся конструкторская документация.Автоматическая межпланетная станция Луна-17 с Луноходом-1 стартовала в 10 ноября 1970 года и 15 ноября Луна-17 вышла на орбиту искусственного спутника Луны.17 ноября 1970 года станция благополучно прилунилась в Море Дождей и Луноход-1 съехал на лунный грунт.Управление исследовательским аппаратом осуществлялось при помощи комплекса аппаратуры контроля и обработки телеметрической информации на базе «Минск-22» — СТИ-90. Центр управления луноходом в Симферопольском Центре космической связи включал в себя пункт управления луноходом, который состоял из пультов управления командира экипажа, водителя лунохода и оператора остронаправленной антенны, рабочее место штурмана экипажа, а также зал оперативной обработки телеметрической информации. Основную сложность при управлении луноходом составляла задержка времени, радиосигнал двигался до Луны и обратно около 2 секунд, и применение малокадрового телевидения с частотой смены картинки от 1 кадра в 4 секунды до 1 в 20 секунд. В результате общая задержка в управлении доходила до 24 секунд.

В течение первых трёх месяцев запланированной работы, помимо изучения поверхности аппарат выполнял еще и прикладную программу, в ходе которой отрабатывал поиск района посадки лунной кабины. После выполнения программы луноход проработал на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного ресурса. За время нахождения на поверхности Луны «Луноход-1» проехал 10 540 м, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведён анализ его химического состава.15 сентября 1971 года температура внутри герметичного контейнера лунохода стала падать, так как исчерпался ресурс изотопного источника тепла. 30 сентября аппарат на связь не вышел и 4 октября все попытки войти с ним в контакт были прекращены.11 декабря 1993 года Луноход-1 вместе с посадочной ступенью станции Луна-17 были выставлен фирмой Lavochkin Association на аукционе Сотбис. При заявленной начальной цене 5 000$ торги закончились на сумме 68 500$. По информации российской прессы, покупателем оказался сын одного из американских астронавтов. В каталоге было указано, что лот «покоится на поверхности Луны».

ВНИИТрансМашОсновным разработчиком шасси для планетоходов (колеса, двигатели, привод, подвеска, система управления ими) в СССР был (и остается до настоящего времени в России) ленинградский ВНИИтрансмаш (ВНИИТМ). В этом учреждении разрабатывались главным образом шасси для танков, так что был накоплен обширный опыт в области создания транспорта повышенной проходимости, ведь общее свойство у планетохода и танка - движение по неподготовленной местности.

В одном из цехов ВНИИТМ

Здесь было создано и испытано множество самых различных устройств - Луноход 1 и 2 (1970), шагающий планетоход отправленный в 1971 году на Марс, прыгающий для Фобоса (1988), робот для очистки крыши разрушенного энергоблока Чернобыльской АЭС (1986), планетоход для неудавшейся экспедиции Марс-96, несколько планетоходов в рамках сотрудничества с зарубежными организациями (в последние годы) и т.д.

Наверное многие обратили внимание, что все луноходы, которые перемещались по другим планетам - колёсные. И это при том, что давно известно множество других подходов - гусеничный, шагающий и т.д. Видимо, есть серьезные причины выбирать именно колеса.Почти все небесные тела которые доступны нам для исследования имеют твердую поверхность с множеством относительно ровных участков. Там нет болот, зыбучих песков, леса и растительности, которые могли бы потребовать гусениц или шагающих движителей. На Луне и Марсе, также как на Меркурии и Венере - везде колеса вполне можно использовать.

Колёса - очень экономичный вид движителя. Чтобы прокручивать, скажем, гусеницы, нужна куда большая мощность. А ведь это дополнительные батареи, которые нужно доставлять за сотни тысяч километров.Важна и надежность - проблематично заменить на Марсе порванную гусеницу или сломанный рычаг ноги, в то время как поломка даже нескольких колес совсем необязательно ставит под угрозу выполнение задачи.Теория движения колесных машин также разработана лучше всего. Достаточно вспомнить, что до сих пор почти не нашли применения шагающие машины, даже в хорошо изученных земных условиях.Сравнительно прост и привод колес от электромоторов, легко обеспечивать разворот.Итак, выбор колёсного движителя явно оправдан. Далее мы рассмотрим несколько вариантов колёс созданных во ВНИИТМ

Колёса Лунохода______________Колеса Лунохода уже можно считать классикой. Большинство последующих макетов и реальных планетоходов хоть что-то, да позаимствовали от них. Колеса состоят из трех титановых ободов, с закрепленной на них стальной сетки с грунтозацепами из того же титана. На твердой поверхности опора происходит на средний обод, на мягком же грунте обод проникает глубоко и тогда работает сетка.

Пробные варианты колёс для ЛуноходаЭто два пробных варианта колес для Лунохода. Колесо подрессоривается, в одном случае, с помощью упругих металлических лент, в другом - с помощью цилиндрических пружин вдоль оси колеса.

Еще один вариант - здесь внешняя поверхность колеса сделана из упругой сетки, однако под сеткой размещены ленточные пружины, которые работают когда при ударах сетка проминается. Профиль колеса мешает боковому сползанию. Грунтозацепы (в середине) работают главным образом при прогибании сетки на твердых грунтах.

Для планет с сильной гравитацией (Марс, Земля) от непрочной сетки отказываются в пользу сплошной поверхности с грунтозацепами (оболочковое колесо). В случае с марсоходами ученые исходили из первых фотографий "Викинга" где поверхность Марса выглядела каменистой.

Как видно, во всех конструкциях стараются обеспечить хорошую сцепляемость с грунтом (грунтозацепы, сетка), небольшой вес (отсутствие сплошных дисков, по возможности сетка и спицы, либо сплошное но полое колесо), подрессоривание (спицы, пружины и т.п.), меры против бокового сползания (характерный выпуклый либо вогнутый профиль).Почти во всех колесных планетоходах колесо представляет собой единый (часто даже герметизированный) модуль, включающий также редуктор, электромотор, тормоз, необходимые датчики. Называется такой модуль "мотор-колесо". Применение мотор-колес позволяет, наряду с подвеской, обеспечивать равную нагрузку на все колеса и эффективное использование мощности на неровностях ландшафта, при повисании части колес в воздухе и т.п.

Мотор-колесо в разрезеЕсли же рассматривать колесный движитель в целом, возникает вопрос - почему у планетоходов, в частности Лунохода, столько колёс?Во-первых, до последнего момента не исключалось использование гусениц. В случае с 8 колесами Лунохода это не потребовало бы полного пересмотра конструкции. Во-вторых, снижение нагрузки на грунт. И наконец, надежность - работоспособность при выходе из строя нескольких колес.На случай заедания в приводе колес в Луноходе были предусмотрены специальные механизмы разблокировки. Пиротехнический заряд по команде с Земли мог перебить вал и в результате неисправное заблокированное колесо стало бы ведомым. У четырех колесного такое было бы невозможно. К счастью, эта возможность не была ни разу использована

ПОДВЕСКА

Подвеску делают независимой для каждого мотор-колеса. Это позволяет преодолевать небольшие выступы и впадины избегая сильных кренов всей машины и перегрузки отдельных двигателей. В идеале, каждое колесо в любой момент времени должно касаться грунта, причем с примерно одинаковыми нагрузками от взаимодействия с ним. Это обеспечивается не только механикой, но и электронной частью, оценивающей нагрузки на двигатели, и подвеску. Механическая часть подвески обычно выполняется в виде рычагов, причем в качестве упругих элементов используются торсионы - стальные или титановые стержни, которые представляют собой "пружину" работающую на кручение. Использование гидравлики проблематично, из-за сильных колебаний температуры на поверхности планет.

Торсион_______Поучительна история гибели Лунохода-2 - на нем был установлен новый датчик крена-дифферента (весь блок автоматики Лунохода-2 разрабатывался с тройным дублированием - как для обитаемой машины).Датчик в Луноходе-1 был разработан самим ВНИИТМ, но посчитали, что машиностроительное предприятие должно заниматься своим делом и разработку нового датчика поручили другой организации.В новом датчике использовалась незамерзающая жидкость. Однако, не была учтена малая сила тяжести на Луне. В результате, сразу после прилунения, датчик оказался нерабочим. А ведь этот датчик должен предохранять Луноход от опрокидывания - автоматически останавливать его, если наклон слишком велик (попутно - позволяет получить представление о геометрии лунной поверхности). Здесь же он показал что Луноход стоит под углом 40 градусов еще до съезда с посадочного модуля.Пришлось ездить без датчика, ориентируясь лишь на то, что видно через телекамеры - линию горизонта и простой уровень - катающийся металлический шарик. Все шло хорошо, но на третий месяц Луноход заехал в довольно большой кратер. Он стоял там с открытой солнечной батареей и подзаряжался. Когда пришло время выезжать из кратера, недооценили угол наклона. В результате, машина зацепилась солнечной батареей, на нее попал грунт, что привело к падению мощности. Попытки стряхнуть грунт только усугубили положение - грунт попал во внутренний отсек. Так закончил свою жизнь Луноход-2.Кстати говоря, Луноходу-1 повезло еще меньше - при старте взорвался ракетоноситель. Так что тот Луноход-1 что был на Луне - не совсем первый Луноход.В любом случае Луноход-2 прошел по Луне намного большее расстояние - 40 км за 3 месяца, чем Луноход-1 - 10 км. за 10 месяцев. Сказался опыт, который приобрели исследователи и водители.

Камера для имитации атмосферы планет и марсоход в ней

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

Возможно для некоторых это станет неожиданностью, но максимальные скорости всех автоматических планетоходов очень небольшие - не более 1-2 км/ч. Собственно, для аппаратов без экипажа это не так важно, поскольку управление ими осложнено задержкой сигнала, которая доходит до десятков секунд. Также, низкая скорость снижает вероятность повреждений при наезде на камень, отсутствуют заносы и т.д.

МАНЁВРЕННОСТЬ

Большой радиус поворота станет проблемой, если поблизости находится скала или расщелина, куда аппарат может сплозти при развороте.Самые распространенное решение позаимствовано у гусеничных машин: делая различными скорости колес по левому и правому борту машины (в простейшем случае, с использованием тормозов), можно развернуть ее практически на месте.Такой подход еще и упрощает конструкцию, повышает ее надежность, поскольку не нужно делать поворотных колес. Общеизвестный пример - "Луноход" (1970).

Другой вариант увеличения маневренности - поворотные колеса. Например, параллельный поворот всех колес в нужную сторону был реализован в аппарате "ХМ-ПК" (1976)

ОПАСНОСТЬ ПРОВАЛИВАНИЯ

Следующая проблема - необходимость преодолевать расщелины, не проваливаться на рыхлом грунте. Это может быть решено несколькими путями: колесами большой ширины и диаметра, большим количеством колес по каждому из бортов.Так например, у Лунохода было 8 широких колес. Их полусферический профиль препятствует боковому сползанию (при движении вдоль склона).Другой вариант решения (1989) предполагал использование больших (сопоставимых по размеру с самим планетоходом) надувных колес низкого давления с металлическим каркасом и грунтозацепами. Однако, такие колеса плохо выдерживают перепады температур, требуют обслуживания. Зато, они нашли применение на Земле - в тех местах, где необходимо движение по глубокому снегу.

Планетоходы испытывались в Средней Азии, на Камчатке (в зонах свежих извержений) - чтобы было большое разнообразие форм рельефа.. Ведь заранее не было известно, какой грунт, к примеру, на Луне. Были предположения, что грунт находится во взвешенном состоянии и Луноход может просто утонуть. Поэтому испытания проводили также и на снежниках - где снег засыпан вулканическим песком.

ПРЕОДОЛЕНИЕ КАМНЕЙ, ЗАСТРЕВАНИЕ

На планетах, куда сейчас возможна доставка планетоходов, встречается множество камней, скальных выступов, кратеров. То, что для шагающего аппарата будущего, наверное, не будет проблемой (согласитесь, человек легко преодолевает большинство препятствий, которые непреодолимы для колес) для сегодняшних планетоходов проблема весьма актуальная.Представим ситуацию, когда обычная машина наезжает одним бортом на крупный камень. Возникает крен всей машины и аппарат рискует перевернуться. Для планетохода такое поведение недопустимо, потому подвеска устроена гораздо сложнее - когда одно из колес переезжает камень, остальные могут везти аппарат вполне горизонтально.

Здесь клиренс фактически отсутствует - днища нет, вместо него - конические мотор-колеса. Если под них попадает камень, застревания не происходит, поскольку грунтозацепы расположены по всей длине колеса. Есть здесь, впрочем, и недостаток -остается мало места для размещения полезного груза (возможное решение - размещать батареи внутри колес). В другой разработке - IARES - вместо конических колес используются обычные, совместно с валиками, также имеющими грунтозацепы.Но даже это может не спасти, если камень окажется под днищем планетохода и тот "сядет на брюхо". Поэтому, дорожный просвет (клиренс) стараются делать максимальным. Увеличение клиренса, в свою очередь, может привести к неустойчивости аппарата - центр тяжести должен располагаться как можно ниже (были даже проекты помещать аккумуляторы внутри мотор-колес, но это ведет к другим проблемам).

Были и курьезы.Луноход был доставлен на Луну межпланетной станцией «Луна-17″, но народу было сообщено о запуске очередной ракеты для «продолжения исследований Луны». Советское радио рассказало о луноходе только после успешного прилунения.

Более того, планировалось запустить две ракеты, одна из них резервная, и если на Луне что-то случится с первой, то космонавт должен будет на луноходе подъехать к резервной! Где же ему поместиться? Была предусмотрена тележка, а однажды для проверки к луноходу привязали «Запорожец» — и он успешно его тащил! На Земле, разумеется. Кстати, при выборе места посадки пользовались и американскими снимками Луны, — и откуда они только у нас взялись?

http://fishki.net/1396250-lunohod-1-istorija-sozdanija-i-int...

naucaitechnika.ru

Большая прогулка "лунного трактора" - РИА Новости, 16.11.2010

17 ноября 1970 года советская станция «Луна-17» совершила мягкую посадку в лунном Море Дождей. Через два с половиной часа с «макушки» станции неуклюже скатился на рыхлый лунный грунт чудной, похожий на фантастическое насекомое «глазастый» аппарат на восьми ажурных колесах.

Константин Богданов, для РИА Новости.

17 ноября 1970 года советская станция «Луна-17» совершила мягкую посадку в лунном Море Дождей. Через два с половиной часа с «макушки» станции неуклюже скатился на рыхлый лунный грунт чудной, похожий на фантастическое насекомое «глазастый» аппарат на восьми ажурных колесах. Но поверхности ночного светила началась работа «Лунохода-1».

Испытания лунохода

Историю экспедиции «любимого лунного трактора» в Советском Союзе назубок знал каждый школьник. Провал пилотируемой лунной программы СССР на фоне громкого успеха американского «Аполлона» вызвал к жизни настоятельную необходимость укрепить пошатнувшийся имидж мировой «космонавтики номер один».

Объяснив общественности, что посылка людей на Луну не входит в планы советской науки в связи с необходимостью «исключить риск для их жизни», отечественная космическая отрасль сосредоточилась на изучении Луны автоматами.

Первые попытки «оседлать» Луну

Первая попытка «достать» Луну удалась Советскому Союзу еще в сентябре 1959 года, когда разработанная в ОКБ-1 Сергея Королева станция типа Е-1 (впоследствии названная «Луна-2») совершила там «жесткую посадку» (проще говоря, врезалась в поверхность). Впоследствии началось и проектирование аппарата, способного произвести мягкую посадку на единственный спутник Земли.

С 1963 по 1965 год ОКБ-1 тянуло печальную эпопею, сопоставимую с наблюдаемой ныне историей баллистической ракеты «Булава». Отработка платформы Е-6, предназначенной для мягкого прилунения, привела к одиннадцати (!) неудачам подряд. Отказывал носитель «Молния», нештатно работали разгонные блоки, но куда чаще «чудил» сам лунный аппарат. Спасла ситуацию только передача аппарата в КБ Машиностроительного завода имени С.А. Лавочкина, которое с этого момента стало головным в стране по автоматам дальнего космоса. Лавочкинцы (специалисты по крылатым и зенитным ракетам) блестяще справились с перестройкой системы управления станцией и уже в 1966 году станции «Луна-9» и «Луна-13» успешно прилунились.

Что должен был делать луноход: ездить или плавать?

Луноход-1 - 40 лет

Параллельно с безуспешными попытками добиться мягкой посадки на Луну, в ОКБ-1 прорабатывались и вопросы создания подвижного аппарата для изучения лунной поверхности (аппарат Е-8). Разработку платформы поручили ленинградскому «ВНИИтрансмашу» (непосредственно связанному с СКБ-2 Кировского завода, которое возглавлял Жозеф Котин, создатель танков КВ-2 и ИС). Старшим по «лунной» теме, непривычной для «танкистов», стал Александр Кемурджиан.

Надо сказать, задача выпала нетривиальная: никто понятия не имел, что из себя представляет лунный грунт. Насколько он вязок, каковы его характеристики?

Бытовала теория «скользкой пыли», согласно которой Луна покрыта многометровым слоем «зыбучего песка», в котором уже нужно «плавать», а не ездить поверху. Доходило до анекдота: кто-то на полном серьезе предлагал засыпать семенами проса (они довольно скользкие) целый ангар, чтобы испытать прототип лунохода.

Сергей Королев эту проблему решил одним ударом, как у него получалось всю жизнь. «Луну считать твердой» – чеканную резолюцию Генерального можно было отливать в бронзе. Остается только гадать, что случилось бы, доживи Королев до конца 60-х годов, когда у СССР еще оставался небольшой шанс выиграть у США хотя бы первенство в пилотируемом облете Луны. Но сил у ОКБ-1 и так не хватало. Вслед за платформой Е-6 все королевские наработки по будущему луноходу ушли к лавочкинцам.

К 1968 году, перебрав массу идей (среди которых были и самые экзотические, наподобие шагоходов и шнековых движителей), удалось выкристаллизовать итоговый проект лунохода. Аппарат получался очень забавного внешнего вида: эдакий крытый «таз» с двумя телекамерами-«глазами», со складывающейся солнечной батареей и антеннами связи наверху, на четырех колесных парах с хорошей амортизацией.

Трудный путь лунохода к месту работы

Первый старт к Луне состоялся 19 февраля 1969 года. На 52-й секунде полета из-за нарастающей вибрации разрушился недоработанный головной обтекатель ракеты-носителя «Протон», разнеся в куски разгонный блок «Д» и прошив насквозь третью и вторую ступени, что привело к самовоспламенению топлива и взрыву.

Отметив неудачный старт масштабным фейерверком, советская космонавтика устроила себе «оргпериод» на перепроверку оборудования сроком на полтора года. Самое интересное, что часть деталей собственно лунохода, подобранных с земли после аварии, оказались вполне работоспособными и были использованы в построении тестовых макетов для дальнейшей отработки системы.

10 ноября 1970 года ракета удачно стартовала, а спустя семь расчетных суток станция «Луна-17» опустилась в Море Дождей и выгрузила луноход.

По Луне почти вслепую

Движение по Луне – дело нелегкое. Команда операторов несколько лет тренировалась управлять аппаратом по плохому сверхконтрастному изображению черно-белых камер, с учетом задержки сигнала. Телеизображения как такового не было: на экранах с частотой от трех до двадцати секунд менялись статичные кадры. «Телевидением это было назвать нельзя. Скорее, слайдовидение», – вспоминает Олег Ивановский, в те годы – заместитель главного конструктора лавочкинского КБ по лунной тематике. В течение первой недели луноход прошел по поверхности только 197 метров. Потом операторы приноровились и недельный пробег стал порой доходить до одного километра. Сильно тормозило продвижение несовершенная телесистема: «подслеповатая» машина частенько попадала в ямы, выбираться из которых был довольно сложно.

Движение было возможно только во время лунного дня, длившегося около 13,5 суток. Ночью машина стояла и поддерживала минимальные жизненные функции за счет изотопного источника питания и накопленного запаса солнечной энергии. «Утром» она включала солнечные батареи и начинала снова заряжать аккумуляторы, попутно выполняя программу передвижения на день.

Программы были короткие: за земные сутки удавалось «поговорить» с луноходом от четырех до шести часов. С успехом выполнена была задача вождения аппарата «по счислению»: без использования знания о своей колее луноход вывели к месту посадки «Луны-17». Так продолжалось три месяца, после чего гарантийный срок работы аппарата по энергетике и системам жизнеобеспечения истек. Луноходу это было, похоже, невдомек: он продолжал усердно ехать, совершенно не собираясь «ложиться и помирать».

Так продолжалось в течение весны и лета 1971 года. Однако все хорошее кончается: даже добротно спроектированные аккумуляторы постепенно деградировали. 14 сентября 1971 года «Луноход-1» встал на свою очередную, одиннадцатую по счету ночную стоянку. 30 сентября, с наступлением лунного дня, машина на связь не вышла. Как шутили разработчики, аппарат скончался от естественных причин, что порой случается в преклонном возрасте.

Краткий итог: 301 сутки работы, 10,5 километров пройденного пути, свыше 20000 снимков лунной поверхности, из них около 200 – панорамных. Исследованы физико-механические и химические свойства лунного грунта.

Судьба «Лунохода-2», «Лунохода-3» и опять «Лунохода-1»

В январе 1973 году на Луну слетал «Луноход-2». Ему посчастливилось: со станции «Луна-21» аппарат «сгрузили» прямо в лунный кратер Моря Ясности, лишь по случайности не перевернув. К сожалению, отказала навигационная система и водить второго лунного «ровера» пришлось чисто визуально. Аппарат работал пошустрее своего старшего брата, но жизни ему было отведено меньше: 9 мая на границе лунного разлома Прямой при неаккуратном маневрировании на склоне крупного кратера «Луноход-2» зачерпнул солнечной батареей грунт, существенно снизив тем самым зарядный ток аккумуляторов и выведя из строя радиатор охлаждения. 3 июня связь с аппаратом была окончательно потеряна.

«Луноход-3» так и не состоялся, хотя программы по дальнейшей разработке космических планетоходов Советский Союз вел достаточно активно. Создатель луноходов Александр Кемурджиан до 1991 года руководил всеми работами по подвижным шасси для исследования небесных тел Солнечной системы.

А в 1986 году он в срочном порядке создавал автоматы, способные работать в условиях повышенной радиации: чернобыльским ликвидаторам нужен был способ очистить крышу машинного зала станции от высокоактивных кусков ядерного топлива, а спешно закупленные японские роботы в таких гамма-полях отказывали.

22 апреля 2010 года сотрудники университета Сан-Диего во главе с физиком Томом Мэрфи при лазерном лоцировании лунной поверхности отчетливо «поймали зайчика». Уголковый отражатель «Лунохода-1», который никто не мог нащупать с 1971 года, дал о себе знать. Американцы намерены использовать эту возможность для точных измерений, связанных с изучением лунной орбиты, и проверки некоторых элементов общей теории относительности. Советский «лунный трактор», навеки застывший на склоне пыльного холма Моря Дождей, продолжает работать.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

ria.ru

Первые люди на Луне - Открытый космос Зеленого кота

Советский Союз остался для многих из живших в то время, страной героического прошлого, светлого будущего, не совсем обильного, но полного оптимизма настоящего. Да, многого в этой великой стране не хватало, однако с символами было всё в порядке. Мало кто сейчас скажет, что является символом современной России, однако любой россиянин будет утверждать что самым главным символом СССР был Космос - именно так, с большой буквы. И великая троица рукотворных образов, знакомых всем и понятных каждому - шарик первого спутника с четырьмя антеннами, белозубая улыбка Гагарина и металлический цилиндр на восьми колёсах - Луноход! Вспоминаю, как маленький я, увидев первые фото лунохода в газете, тут же отправился мастерить этот символ покорённой советским народом Луны. Консервная банка как нельзя лучше подходила для корпуса, её открытая крышка изображала солнечную батарею, колёса выпиливались из деревянных кругляшей, видеокамеры изображали катушки от ниток. И надпись СССР во весь борт красной краской. Это был мой луноход и маленький я тоже был покорителем Луны, как и все советские люди тогда. И никто не тогда думал о том, что до посадки лунохода на Луну на ней уже трижды побывали американцы. Всё равно об этом писали в наших газетах на последних страницах и мелким шрифтом, и это были всего-навсего американцы, всего-навсего летавшие на Луну за свои американские доллары. Наши же луноходы отвезли тогда на луну всех граждан СССР и мы могли уверенно говорить тогда - "Мы - первые люди на Луне".

Лунная эйфория довольно быстро подошла к концу. В июне 1973 года, зачерпнув лунной пыли солнечной батареей, остановился Луноход-2. Он проработал на лунной поверхности больше пяти месяцев. Луноходу Один повезло больше, он проработал на Луне почти год. В декабре 1972-го завершилась и американская лунная программа, Аполлон-17 в последний, шестой раз высадил астронавтов на Луну.Лунного продолжения не получилось. Третий луноход не полетел, ожидаемые постройкой в 90-х годах лунные поселения построены конечно-же не были, человечество увлеклось сначала гонкой вооружений, затем перестройкой, затем интернетом и электронными гаджетами с тачскринами. Прогресс остановился. И только уголковые отражатели установленные на безжизненных советских луноходах, оставшихся на лунной поверхности, иногда посылали отраженные сигналы на Землю, как бы снова призывая человечество начать новое покорение поверхности своей ближайшей космической соседки...В 90-х годах вообще стало как-то не до космоса и луноходов, бывших советских людей больше занимали другие, более земные дела. Символы космоса тоже стали другим, на смену восторженным статьям советских газет пришло американское кино, и фантастическая литература, иностранная и отечественная, типа романа Виктора Пелевина "Омон Ра", где автор создал потрясающий по своей силе образ советского первопроходца луны, сидящего в корпусе лунохода в телогрейке, противогазе и приводящего луноход в движение велосипедными педалями под последние аккорды "Пинк флойд". Оставим этот постмодернистский образ на совести автора и попробуем коротко проследить историю советских луноходов, тем более повод для этого у нас есть.

Известно, что луноходов было четыре:- Луноход-0 — автоматический луноход, который должен был стать первым. Не был доставлен на поверхность Луны ввиду неудачного старта ракеты-носителя с аппаратом Е-8 № 201 19 февраля 1969 года;- Луноход-1 — первый автоматический луноход. Был доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года советской межпланетной станцией Луна-17 (Е-8 № 203), стартовавшей 10 ноября 1970 года. Официальное завершение миссии 4 октября 1971 года.Луноход-2 — второй автоматический луноход. Был доставлен на поверхность Луны 16 января 1973 года советской межпланетной станцией Луна-21 (Е-8 № 204), стартовавшей 11 января 1973 года. Официальное завершение миссии 3 июня 1973 года.- Луноход-3 — третий автоматический луноход. Должен был быть доставлен на поверхность Луны в 1977 году советской межпланетной станцией Луна-25. Запуск не состоялся, в настоящее время находится в музее НПО имени С.А.Лавочкина.

В конце ноября, в небольшой компании блоггеров мне удалось посетить музей НПО имени С.А.Лавочкина, который находится на территории предприятия и теперь переехал в новое просторное помещение. Работники этого известнейшего предприятия, одного из крупнейших в отрасли, создали отличный музей, где можно отследить не только историю предприятия, но и практически весь путь отечественной космонавтики, особенно той её части, которая касается межпланетных исследовательских полётов и высадок на поверхности ближайших планет. Руководителем предприятия долгое время работал Георгий Николаевич Бабакин, один из основных разработчиков и организаторов межпланетных полётов, человек, на долгие годы вперёд определивший приоритеты в исследовании планет и межпланетного пространства. Под его непосредственным руководством и создавались советские Луноходы.

Выставленный в музее Луноход-3 как уже было сказано должен был быть доставлен на поверхность Луны в 1977 году, но по различным причинам этот запуск и миссия лунохода не состоялись. Аппарат 8ЕЛ №205 (заводское обозначение Л-3) был полностью укомплектован научным оборудованием, прошел весь цикл наземных испытаний и подготовлен к экспедиции. Однако, к тому времени изменилось отношение к лунной тематике руководства космической отраслью. Было видно, что американцы не собираются возвращаться на Луну, тем более уже тогда представлялась более интересной программа доставки на Землю марсианского грунта. Все силы КБ были брошены на решению этой задачи, и хотя аппарат был готов, сами же его творцы запускать его не собирались. Кроме того, получилось так, что в графике космических пусков 1977 года для Л-3 попросту не нашлось свободного носителя.Благодаря этому стечению обстоятельств мы получили возможность рассмотреть поближе этот полностью укомплектованный для работы на поверхности Луны аппарат.

1. Луноход-3 выставлен в музее в посадочной конфигурации, съезжающим с посадочной ступени, за мгновение до касания колёсами поверхности Луны.

2. Вид с другой стороны, хорошо видна стереоскопическая носовая телекамера, блок уголковых отражателей и конусовидная малонаправленная антенна.

3. Самоходное шасси для лунохода было создано во ВНИИ ТрансМаш под руководством Александра Леоновича Кемурджиана, где до этого разрабатывались ходовые части советских танков. Организации также была поручена разработка самоходного шасси с блоком управления движением и системой безопасности с комплектом информационных датчиков. В музее мы можем хорошо рассмотреть знаменитые спицованные мотор-колёса лунохода, хорошо видна независимая торсионная подвеска.

4. Эскизный проект лунохода был утверждён осенью 1966 года. К концу 1967 года была готова вся конструкторская документация. Масса и геометрические размеры создаваемых луноходов были обусловлены следующими предпосылками: максимальной возможной массой, доставляемой на поверхность Луны унифицированной посадочной ступенью, и габаритами головного обтекателя ракеты-носителя «Протон», с помощью которой связка «посадочная ступень — луноход» выводилась на траекторию полёта к Луне.Можно хорошо рассмотреть посадочную ступень (ПС) Лунохода-3, унифицированную с ПС других спускаемых лунных аппаратов.

5. Герметичный корпус лунохода является основной частью конструкции и служит для размещения аппаратуры бортовых систем и защиты её от воздействия окружающей среды. Корпус выполняет также роль несущей конструкции шасси и служит для крепления на нём элементов ходовой части. Корпус имеет форму усечённого конуса с выпуклыми верхним и нижним днищем. С целью уменьшения массы корпус изготовлен из магниевых сплавов. Корпус лунохода для сохранения тепла покрыт снаружи теплоизолирующим покрытием, толщиной около 20 см.

6. Остронаправленная управляемая антенна. С её помощью осуществлялась связь с Землёй.

7. Телевизионная система лунохода (привет Wall-e) — она была стереоскопической. Конструктивные отличия Лунохода-3 от предыдущих моделей заключались в размещении двух телекамер на подъемной платформе, а также возможности одновременной передачи на Землю изображения с обеих телекамер для стереоскопического обзора местности. У предыдущих моделей луноходов тоже были парные телекамеры, но работать они могли только поодиночке, и просто резервировали друг друга. Телевизионная стереопара Л-3 стояла в поворотном гермоблоке, который значительно расширял возможности обзора. Теперь аппарату было достаточно повернуть стоящий на выносной штанге гермоблок, а не разворачиваться целиком для обзора местности.

8. Верхняя поверхность корпуса лунохода используется как радиатор-охладитель системы терморегулирования, закрываемый на ночь крышкой с солнечной батареей для сохранения тепла. Крышка приборного отсека, она же солнечная батарея, самая запоминающаяся деталь дизайна лунохода. Крышка закрывалась во время передвижения и в период лунной ночи.

9. Вид на посадочную ступень, её основу составляла связка из четырёх основных сферических топливных баков, с двух сторон к которым крепились сбрасываемые отсеки (СО) и цилиндрические баки. В СО находились системы, обеспечивавшие перелёт к Луне и функционирование на орбите ИСЛ.

10. На посадочной ступени располагались антенны для связи с Землёй, радиовысотомер, доплеровский измеритель скорости, посадочное устройство. Сам луноход жёстко крепился с помощью пироузлов. Перед съездом по радиокоманде производился их подрыв, луноход несколько приподнимался — «отскакивал», – освобождались механические связи и происходило разъединение электрических связей, после чего посадочная ступень дополнительно опускалась для улучшения схода.

11. Складывающиеся трапы для съезда лунохода на поверхность Луны. Одна пара трапов предназначалась для съезда вперёд, другая — назад. Направление съезда выбиралось в зависимости от положения посадочной ступени на грунте, углов съезда и окружающей обстановки. Для предохранения от сваливания лунохода с трапов при «отскоке» или наклоне посадочной ступени на трапах имелись небольшие перила.

12. Ещё один вид на луноход сзади. Для обогрева аппаратуры применялся радиоизотопный источник тепла, содержащий ампулы с полонием-210. Источник был вынесен за пределы корпуса. Использовалась активная двухконтурная система терморегулирования.

13. Лапа посадочной ступени. Именно эти устройства первыми касались поверхности Луны, амортизировали энергию толчка при посадке. Также виден один из управляющих двигателей.

Непосредственно про миссии луноходов и управлении ими с земли я рассказывать не буду. Об этом можно много писать писать и уже написаны целые книги. Упомяну только, что Управление луноходами осуществлялось группой операторов из 11 человек, составлявших посменно экипаж аппарата: командир, водитель, оператор остронаправленной антенны, штурман, бортинженер. Каждый сеанс управления длился ежедневно до 9 часов, с перерывами в середине лунного дня (на 3 часа) и на лунную ночь. Отработка действий операторов проводилась на действующей модели лунохода на специальном полигоне с имитацией лунного грунта.Дистанционное управление осуществлялось при помощи комплекса аппаратуры контроля и обработки телеметрической информации на базе ЭВМ Минск-22.Основную сложность при управлении луноходом составляла задержка времени: радиосигнал проходит до Луны и обратно около 2 секунд, а частота смены картинки малокадрового телевидения составляла от 1 кадра в 4 секунды до 1 кадра в 20 секунд. Общая задержка в управлении доходила до 24 секунд в зависимости от рельефа. Несколько фотографий, найденных мной в интернете.

Действующая модель лунохода на специальном полигоне с имитацией лунного грунта.

Центр управления луноходами.

Капитан Вячеслав Довгань - один из первых водителей лунохода.

Пара снимков сделанных мной во время посещения так называемого "Ангара-18" где группа энтузиастов под руководством Руслана Владимировича Комаева готовит к экспозиции в музее предприятия и в создающемся образовательном детском космическом центре различные космические аппараты, в том числе и действующую модель Лунохода-2, полностью индентичную той, что работала на Луне. О посещении "Ангара-18" можно почитать здесь.

14. В задумке Руслана Владимировича сделать в детском космическом центре полноценный лунодром, на котором можно было бы практиковаться в управлении луноходом. Предполагаются два режима: «Луноход», когда управление полностью соответствует тому, как оно осуществлялось в 1973 году; и «Марсоход», когда необходимо написать программу действия, отправить на аппарат, а он уже займется выполнением. Для первого режима будет сделан пульт управления, который соответствует оригинальному пульту.

15.

Такой получился репортаж и только об одном из экспонатов музея НПО им. Лавочкина. А там их много и каждый заслуживает подобной (или более развёрнутой) статьи. Да пребудут с нами наши силы!

zelenyikot.livejournal.com


Смотрите также