Луноход-1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия (не проверялась)

Перейти к: навигация, поиск

Луноход-1

Почтовая марка СССР. 1971. Луноход-1 управляется с Земли

Почтовая марка СССР. 1971. Первая колея Лунохода-1

Почтовая марка СССР. 1971. Луноход-1

Панорамный снимок с Лунохода 1

Фото с лунохода, показывающее станцию Луна 17

Файл:Luna17 1.jpg

The tracks of Lunokhod showing the "little wheel" in the center that was used for odometry.

Луноход-1 — первый лунный самоходный аппарат (планетоход). 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.

[править] История

Луноход-1 был создан в конструкторском бюро химкинского Машиностроительного завода имени С. А. Лавочкина под руководством Георгия Николаевича Бабакина. Самоходное шасси для Лунохода было создано во ВНИИТрансМаш под руководством Александра Леоновича Кемурджиана, где до этого разрабатывались ходовые части советских танков. Организации так же 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 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, выводились на траекторию полёта к Луне. Луноходу отводилось место и в рамках проводимой тогда подготовки к первой советской пилотируемой лунной экспедиции. Он не только должен был детально обследовать предполагаемый район посадки пилотируемой лунной кабины, но и играть роль радиомаяка, для осуществления посадки в заранее выбранное место. Предполагалось, что перед осуществлением высадки космонавта, на Луну будут отправлены два лунохода для выбора основного и запасного района прилунения. В запасной район потом должна была сесть в автоматическом режиме резервная беспилотная лунная кабина. В основном районе прилунилась бы лунная кабина с космонавтом. Основной режим посадки лунной кабины был избран 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. На луноходе предполагалось иметь запас кислорода, разъёмы для шлангов лунного скафандра, место космонавта с пультом управления спереди аппарата в виде небольшой площадки. Очевидно, что в этом случае скорость движения могла быть больше.

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 ещё 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 выставлены 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. Позднее выяснилось, что им является сын Оуэна Гэриотта — Ричард Гэрриот^[1]. В каталоге было указано, что лот «покоится на поверхности Луны».

[править] Конструкция

Луноход-1 представляет собой установленный на самоходном шасси, герметичный приборный отсек в форме усечённого конуса. На верхней поверхности отсека расположен радиатор системы охлаждения, закрываемый на ночь крышкой для сохранения тепла. Днём крышка открывалась на угол до 180° для оптимальной ориентации солнечных батарей смонтированных на внутренней стороне. Для обогрева аппаратуры применялся радиоизотопный источник тепла, содержащий ампулы с Полонием-210. Первоначальные планируемые параметры «Лунохода»: масса аппарата - 900 кг, диаметр приборного контейнера - 1800 мм, максимальная скорость передвижения по Луне - 4 км/час, предельное энергопотребление в течение 10 мин - 1 кВт, номинальное энергопотребление – 0,25 кВт. То есть все системы лунохода, а это и двигатели и мощные передатчики для связи с Землёй и научная аппаратура должны были потреблять мощность равную мощности, потребляемой простым утюгом. Невысокая скорость передвижения была обусловлена необходимостью обеспечения безопасности движения аппарата в сложных условиях и большой инерционностью контура управления аппарата. Герметичный корпус «Лунохода-1» является основной частью конструкции и служит для размещения аппаратуры бортовых систем и защиты её от воздействия окружающей среды. Для Луны, вследствие практически полного отсутствия атмосферы, характерны значительные перепады температуры от 150-ти градусной жары лунным днём до 150-ти градусного мороза ночью. Герметичный контейнер корпуса 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. Верхнее днище используется как радиатор-охладитель системы терморегулирования. Необходимая площадь поверхности радиатора для сброса излишнего тепла во время лунного дня, равного 13,66 суток и определила конусную форму приборного отсека с большим диаметром верхнего днища, с целью уменьшения нагрева поверхности радиатора-охладителя лучами солнца, его поверхность покрыта светоотражающим материалом. Корпус лунохода для сохранения тепла покрыт снаружи теплоизолирующим покрытием, толщиной около 20 см.

На Луноходе-1 размещены:

научные приборы;
антенны;
телекамеры и телефотометры;
лазерный уголковый отражатель
радиатор системы терморегулирования теплоизолирующей крышки, с установленными на ней с внутренней стороны панели из фотоэлектрических элементов.

Сверху радиатор-охладитель закрывается крышкой, выполняющей двойную функцию. В течение лунного дня, когда луноход получает энергию от солнца и активно работает, крышка открыта, при этом она используется как панель солнечной батареи. Электропривод крышки позволяет фиксировать её в любом положении в диапазоне углов от 0 до 180°, что обеспечивает высокую точность установки солнечной батареи в направлении солнца. Наведение солнечной батареи по азимуту осуществлялось поворотом всего лунохода. Светоотражающее покрытие верхней части корпуса даже несколько повышало эффективность работы солнечной батареи Лунохода, переотражая часть солнечных лучей на неё когда солнце стояло низко над лунным горизонтом и панель солнечной батареи располагалась под углом близким к 90°.

В течение лунной ночи, из-за недостатка энергии луноход временно простаивает, ёмкости его аккумуляторов не хватило бы на работу в этих условиях, крышка закрывает радиатор и препятствует излучению тепла из контейнера. Необходимо хотя бы обеспечить «спящей» аппаратуре нормальную температуру внутри контейнера, для подогрева газа, циркулирующего внутри аппарата, служит изотопный источник тепловой энергии, вынесенный назад за пределы корпуса. Ёкость аккумуляторов для этой цели опять же была бы недостаточна.

Шасси Луноход-1 было предназначено для перемещения аппарата по поверхности Луны. В его состав входят следующие агрегаты и системы:

ходовая часть, включающая восьмиколёсный движитель и индивидуальную эластичную подвеску колёс;
электрическая трансмиссия с индивидуальным приводом колёс;
тормозная система;
блок автоматики шасси;
комплект информационно-измерительной аппаратуры.

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, мощность — 180 ватт.

Масса «Лунохода-1» — 756 кг. Диаметр по верхнему основанию корпуса — 2150 мм, высота 1920 мм, длина шасси — 2215 мм, ширина колеи — 1600 мм. Колёсная база 1700 мм. Диаметр колёс по грунтозацепам 510 мм, ширина 200 мм.