Перейти к содержанию

Луноход (космическая программа)

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Запрос «Луноход» перенаправляется сюда. На эту тему нужна отдельная статья.

Лунохо́д — планетоход, предназначенный для передвижений по поверхности Луны. В более узком смысле луноход есть транспортное средство (транспортная платформа), предназначенное для передвижений по поверхности Луны. Луноход мог управляться как дистанционно (например, с Земли), так и служить самоходным роботом. Ярким примером является «Луноход» («проект Е-8») — серия советских дистанционно управляемых самоходных аппаратов-планетоходов для исследования Луны. В честь двух запущенных в рамках неё аппаратов была названа равнина на Плутоне (лат. Lunokhod Planitia), название утверждено МАС 3 февраля 2021 года[1].

  • «Луноход-0» — автоматический луноход, который должен был стать первым и мог значительно опередить американскую экспедицию «Аполлон-11». На Луну не прибыл вследствие неудачного старта ракеты-носителя с аппаратом Е-8 № 201 19 февраля 1969 года. Причина аварии — разрушение головного обтекателя ракеты-носителя[2][3];
  • «Луноход-1» — первый автоматический луноход, благополучно доставленный на Луну и выполнивший на Луне поставленную задачу. Доставлен на Луну 17 ноября 1970 года советским лунным кораблём-автоматом «Луна-17» (Е-8 № 203), стартовавшим 10 ноября 1970 года;
  • «Луноход-2» — второй автоматический луноход. Доставлен на поверхность Луны[16 января 1973 года советским лунным кораблём-автоматом «Луна-21» (Е-8 № 204), стартовавшим 11 января 1973 года;
  • «Луноход-3» — третий автоматический луноход. Должен был быть доставлен на поверхность Луны в 1977 году советским лунным кораблём-автоматом «Луна-25А» (запуск не состоялся). В настоящее время действующий экземпляр находится в музее НПО имени С. А. Лавочкина.

В рамках реализации советской лунно-посадочной пилотируемой программы Н-1-Л3 в экспедициях предусматривалось использование модификации луноходов, дооборудованных радиомаяком (для предварительного выбора места посадки) и ручным управлением (как транспорт для перемещения космонавта).

Создание

«Луноходы» создавались под руководством Г. Н. Бабакина в конструкторском бюро Машиностроительного завода имени С. А. Лавочкина[4] (Химки, Московская область). Самоходное шасси для лунохода было создано под руководством А. Л. Кемурджиана во ВНИИтрансмаш (Ленинград), где до этого разрабатывались ходовые части танков[5][3]. Этой же организации была поручена разработка самоходного шасси с блоком управления движением и системой безопасности с комплектом информационных датчиков.

Эскизный проект лунохода был утверждён осенью 1966 года. К концу 1967 года была готова вся конструкторская документация. Масса и габариты создаваемых луноходов были обусловлены 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.

Модифицированные для пилотируемых экспедиций луноходы должны были заранее детально обследовать предполагаемый район посадки лунного корабля, а также исполнять роль радиомаяков для осуществления посадки пилотируемого корабля в выбранное место. Предполагалось, что перед осуществлением высадки космонавта на Луну будут отправлены два лунохода для выбора основного и запасного районов прилунения. В запасной район впоследствии должна была сесть в автоматическом режиме резервная беспилотная лунная кабина. В основном районе прилунилась бы лунная кабина с космонавтом. Основной режим посадки лунной кабины предполагался автоматическим — на радиомаяк лунохода. Если же при посадке основной лунный корабль получал повреждения, которые не позволили бы ему стартовать с Луны, то космонавт должен был воспользоваться одним из луноходов для поездки к резервной лунной кабине. Космонавт также мог использовать луноход как транспорт для себя и перемещаемого оборудования. На таком модифицированном луноходе предполагалось иметь запас кислорода, разъёмы для шлангов лунного скафандра, место космонавта в виде небольшой площадки с пультом управления в передней части аппарата.

Созданные луноходы проходили полевые испытания на базе «Ленинградская» на Камчатке, в местности, покрытой вулканическим шлаком, по свойствам максимально близким к уже изученному реголиту[6].

Конструкция

«Луноход» представляет собой установленный на самоходное шасси герметичный приборный отсек.

Технические параметры

  • Масса машины (по исходному проекту) — 900 кг,
  • диаметр по верхнему основанию корпуса — 2150 мм,
  • высота — 1920 мм,
  • длина шасси — 2215 мм.
  • Колея — 1600 мм.
  • Колёсная база — 1700 мм.
  • Диаметр колёс по грунтозацепам — 510 мм при ширине в 200 мм.
  • Диаметр приборного контейнера — 1800 мм.
  • Максимальная скорость передвижения по Луне — 4 км/ч.

Герметичный корпус

Гермокорпус «Лунохода» является основной частью конструкции и служит платформой для аппаратуры бортовых систем и её защиты от воздействия внешней среды. Гермокорпус выполняет также функции платформы для шасси и служит для крепления на нём элементов ходовой части. Корпус имеет форму перевёрнутого усечённого конуса с выпуклыми верхним и нижним днищем. С целью уменьшения массы корпус изготовлен из магниевых сплавов. Верхняя поверхность корпуса используется как радиатор-охладитель системы терморегуляции, закрываемый на ночь крышкой с солнечной батареей для сохранения тепла. Корпус «Лунохода» для сохранения тепла покрыт снаружи теплоизолирующим покрытием толщиной около 20 см. Для обогрева аппаратуры применялся радиоизотопный источник тепла, содержащий ампулы с 210Po. Источник был вынесен за пределы корпуса. Использовалась активная двухконтурная система терморегулирования[7].

Шасси

Шасси «Лунохода» было предназначено для перемещения аппарата по поверхности Луны (для смазки узлов вращения в вакууме использовался сульфид молибдена(IV)). В состав шасси входят следующие агрегаты и подсистемы:

Для поворота колёса с одного борта вращались быстрее, чем с другого (т.н. принцип бортового поворота), рулевые колёса не применялись.

Электропитание

Система электропитания «Лунохода», выполненная по схеме «солнечная батарея — буферная аккумуляторная батарея», обеспечивает питание всех бортовых систем постоянным током. На «Луноходе» применены серебряно-кадмиевые аккумуляторные батареи ёмкостью 200 ампер-часов. Площадь солнечной батареи составляла 3,5 м² (электрическая мощность — 180 ватт).

Предельное энергопотребление составляло в течение 10 мин — 1 кВт. Номинальное энергопотребление — 250 Вт.

Управление

Система управления луноходом состояла из двух телевизионных камер, подключённых к центральному блоку, содержащему узлы электроники и автоматики. Блок состоял из двух полукомплектов (по одному для каждой камеры), из которых один работал, а второй находился в резерве. Телевизионные камеры «Лунохода-1» были выполнены на видиконах с регулируемой памятью диаметром 13,5 мм. Вес телевизионной системы составлял 12 кг, потребляемая ею мощность равнялась 25 Вт. В передающей камере «Лунохода-2» были использованы видиконы диаметром 26 мм, что положительно повлияло на качество изображения, при том, что габариты и потребляемая мощность камер увеличились незначительно. Конструкция видиконов обладала высокой механической прочностью и устойчивостью как на активном участке траектории полёта, так и в движении.[8]

Антенны:

Пробы грунта

Группой учёных Тюменского индустриального института была использована технология применения тепловых труб для охлаждения породоразрушающего инструмента при сверхглубоком бурении, а также при бурении скважин в вакууме на поверхности космических тел, где обычная технология бурения неприемлема. Эту технологию первым в мире предложил доктор технических наук, проректор ТИИ по науке В. Е. Копылов. Затем совместно с другими учёными он разработал метод алмазного внеземного бурения, использованный при взятии грунта на Луне[9].

Ход полёта

На 125-й секунде полёта двигатель первой ступени прекращал работу; производилось её отделение, запускался двигатель второй ступени. На 200-й секунде полёта, на высоте 80 км, сбрасывался головной обтекатель. На 375-й секунде полёта выключались двигатели второй ступени; при этом аппарат имел скорость 4,5 км/с. Производилось разделение ступеней, включался двигатель третьей ступени. На 588-й секунде полёта происходило отключение двигателя третьей ступени и отделение головного блока; дальнейший разгон производился двигателями блока «Д». На 958-й секунде полёта двигатель блока «Д» отключался; аппарат оказывался на промежуточной орбите вокруг Земли. На 35-й минуте полёта раскрывались опоры посадочного устройства. На 66-й минуте полёта блок «Д» ориентировался в пространстве необходимым образом и вновь запускал двигатель для перелёта к Луне. Через 12 секунд после отключения двигателя блока «Д» происходило его отделение и раскрытие антенн.[2]

Через 4 суток 7 часов после старта Е-8 с помощью двигательной установки ступень КТ выводился на окололунную орбиту с высотой 120 км и периодом обращения 2 часа. Через сутки проводилась первая коррекция для снижения высоты перицентра над выбранной точкой посадки до высоты 20 км, а ещё сутки спустя — вторая коррекция для исправления плоскости подхода аппарата к точке посадки.

Через 7 суток 16 часов после старта запускалась тормозная двигательная установка, снижавшая скорость почти до нуля на высоте 2,3 км над поверхностью. До высоты 700 м происходил спуск с выключенным двигателем; далее до высоты 20 м спуск шёл с работающим двигателем, после чего основная двигательная установка ступени КТ отключалась и запускались двигатели малой тяги. На высоте 1-2 метра, определяемой гамма-высотомером «Квант-2», двигатель отключался, и станция совершала мягкую посадку на поверхность Луны.

После прилунения изображение места посадки передавалось на Землю, и по команде операторов раскрывались две пары трапов. Луноход отделялся от ступени КТ и сходил на лунную поверхность; открывалась его солнечная батарея и начиналась зарядка аккумуляторов.

Управление

Пульт фиксации хода машины.
Пульт оператора остронаправленной антенны
Радиотелескоп ТНА-400 Симферопольского центра космической связи

«Луноход» мог двигаться с двумя различными скоростями, в двух режимах: ручном и дозированном. Дозированный режим представлял собой автоматический этап движения, программируемый оператором.

Поворот осуществлялся путём изменения скорости и направления вращения колёс левого и правого бортов.

Управление «Луноходами» осуществлялось группой операторов из 11 человек, составлявших сменные «экипажи»: командир, водитель, оператор остронаправленной антенны, штурман, бортинженер.[4] Центр управления находился в посёлке Школьное (НИП-10). Каждый сеанс управления длился ежедневно до 9 часов, с перерывами в середине лунного дня (на 3 часа) и на лунную ночь; экипажи менялись каждые два часа.[4].

Состав команды:

  • командиры — Николай Еременко, Игорь Федоров;
  • водители — Габдулхай (Геннадий) Латыпов, Вячеслав Довгань;
  • штурманы — Константин Давидовский, Викентий Самаль;
  • бортинженеры — Леонид Мосензов, Альберт Кожевников;
  • операторы остронаправленной антенны — Валерий Сапранов, Николай Козлитин;
  • резервный водитель и оператор — Василий Чубукин.

Отработка действий операторов проводилась на действующей модели «Лунохода» на Лунодроме, на котором имитировались лунные реголит и рельеф[4][10]. Лунодром посещали с целью тренировочных поездок на луноходе космонавты Виктор Горбатко и Георгий Добровольский.[источник не указан 4901 день]

Дистанционное управление осуществлялось при помощи комплекса аппаратуры контроля и обработки телеметрической информации на базе ЭВМ «Минск-22» — СТИ-90.

Основную сложность при управлении луноходом создавало запаздывание радиосигнала, — радиосигнал с Земли до Луны и обратно проходит около 2 секунд, а передача одного кадра занимала от 3 до 20 секунд, в зависимости от рельефа[11].

См. также

Примечания

  1. ↑ №15967 (англ.). Gazetteer of Planetary Nomenclature. IAU Working Group for Planetary System Nomenclature.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Ракетно-космический комплекс 8К82К-Е8-5 [Учебный фильм]. Проверено 21 февраля 2017. Архивная копия от 5 июля 2015 на Wayback Machine
  3. ↑ 3,0 3,1 Первушин, 2019.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Борисов, 2010.
  5. ↑ Хозиков, 2000.
  6. ↑ База Ленинградская. Камчатский край.
  7. ↑ Лунный самоходный аппарат / А. А. Еременко // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  8. ↑ Дерюгин, Ведерко, 1997.
  9. ↑ Виктор КОПЫЛОВ: Ученый, краевед, просветитель. ТОР: Территория опережающего развития (19 сентября 2019).
  10. ↑ Первый в мире лунодром оказался заброшен. Один из самых засекреченных космических объектов Советского Союза оказался никому не нужен.. НТВ (3 августа 2004). Дата обращения: 21 февраля 2018. Архивировано 5 октября 2010 года.
  11. ↑ Лантратов, 1995, с. 74.

Литература

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Луноход_(космическая_программа)&oldid=24940580