ЛУННЫЙ САМОХОДНЫЙ АППАРАТ
луноход,
транспортное устройство, управляемое автоматически или космонавтами, способное
передвигаться по Луне, предназначенное для проведения исследования Луны.
Перед сов. учёными и конструкторами при разработке и создании лунохода
встала необходимость решения комплекса сложных проблем. Надо было создать
совершенно новый тип машины, способной длит, время функционировать в необычных
условиях открытого космоса на поверхности др. небесного тела. Осн. задачи:
создание оптимального движителя с высокой проходимостью при малых массе
и энергопотреблении, обеспечивающего надёжную работу и безопасность движения;
систем дистанционного управления движением лунохода; обеспечение необходимого
теплового режима с помощью системы терморегулирования, поддерживающей темп-ру
газа в приборных отсеках, элементов конструкции и оборудования, расположенных
внутри герметичных отсеков и вне их (в открытом космосе в периоды лунных
дней и ночей) в заданных пределах; выбор источников питания, материалов
для элементов конструкции; разработка смазочных материалов и систем смазок
для условий вакуума и др.
Научная аппаратура Л. с. а. должна была
обеспечить изучение топографии, и селено-морфологич. особенностей местности;
определение хим. состава и физико-механич. свойств грунта; исследование
радиац. обстановки на трассе перелёта к Луне, в окололунном пространстве
и на поверхности Луны; рентгеновского космич. излучения; эксперименты по
лазерной локации Луны. Первый Л. с.а.- сов. "Луноход-1" (рис. 1), предназначенный
для проведения большого комплекса науч. исследований на поверхности Луны,
был доставлен на Луну автоматич. межпланетной станцией "Луна-17" (см. <Луна>),
проработал
на её поверхности с 17 нояб. 1970 по 4 окт. 1971 и прошёл 10540 м. ч
Луноход-1" состоит из 2 частей: приборного отсека и колёсного шасси.
Рис. 1. "Луноход-1": 1-солнечная батарея;
2 -телефотометр; 3 -штыревая антенна; 4 - прибор оценки проходимости; 5
- прибор счисления пути; 6 - мотор-колесо; 7 - выносной блок аппаратуры
РИФМА; 8 - телекамеры; 9 - уголковый отражатель; 10 - остронаправленная
антенна; 11 - малонаправленная антенна; 12 - блок рентгеновского телескопа;
13 - дозиметр.
Масса "Лунохода-1" 756 кг.
Герметичный
приборный отсек имеет форму усечённого конуса. Корпус его изготовлен из
магниевых сплавов, обеспечивающих достаточные прочность и лёгкость. Верхняя
часть корпуса отсека используется как радиатор-охладитель в системе терморегулирования
и закрывается крышкой. В период лунной ночи крышка закрывает радиатор и
препятствует излучению тепла из отсека. В течение лунного дня крышка открыта,
и элементы солнечной батареи, расположенные на её внутренней стороне, обеспечивают
подзарядку аккумуляторов, питающих бортовую аппаратуру электроэнергией.
В приборном отсеке размещены системы терморегулирования,
электропитания, приёмные и передающие устройства радиокомплекса, приборы
системы дистанционного управления и электронно-преобразоват. устройства
науч. аппаратуры. В передней части расположены: иллюминаторы телевиз. камер,
электрич. привод подвижной остронаправленной антенны, служащей для передачи
на Землю телевиз. изображений лунной поверхности; малонаправленная антенна,
обеспечивающая приём радиокоманд и передачу телеметрич. информации, научные
приборы и оптич. уголковый отражатель, изготовленный во Франции. По левому
и правому бортам установлены: 2 панорамные телефотокамеры (причём в каждой
паре одна из камер конструктивно объединена с определителем местной вертикали),
4 штыревые антенны для приёма радиокоманд с Земли в др. диапазоне частот.
Для подогрева газа, циркулирующего внутри аппарата, служит изотопный источник
тепловой энергии. Рядом с ним расположен прибор для определения физико-механич.
свойств лунного грунта.
Резкие температурные перепады при смене
дня и ночи на поверхности Луны, а также большая разница темп-р между деталями
аппарата, находящимися на Солнце и в тени, обусловили необходимость разработки
спец. системы терморегулирования. При низких темп-pax в период лунной ночи
для обогрева приборного отсека автоматически прекращается циркуляция газа-теплоносителя
по контуру охлаждения и газ направляется в контур подогрева.
Система электропитания лунохода состоит
из солнечной и хим. буферных батарей, а также приборов автоматич. управления.
Управление приводом солнечной батареи осуществляется с Земли; при этом
крышка может быть установлена на любой угол в пределах от нуля до 180°,
необходимый для макс, использования солнечной энергии.
Бортовой радиокомплекс обеспечивает приём
команд из Центра управления и передачу информации с борта аппарата на Землю.
Ряд систем радиокомплекса используется не только при работе на поверхности
Луны, но и на участке перелёта с Земли. Две телевиз. системы Л. с. а. служат
для решения самостоятельных задач. Система малокадрового телевидения предназначена
для передачи на Землю телевиз. изображений местности, необходимых экипажу,
управляющему с Земли движением лунохода. Возможность и целесообразность
применения такой системы, для к-рой характерна более низкая по сравнению
с вещательным телевиз. стандартом скорость передачи изображения, была продиктована
специфич. лунными условиями. Основное из них - медленное изменение ландшафта
при движении лунохода. Вторая теле-виз. система служит для получения панорамного
изображения окружающей местности и съёмки участков звёздного неба, Солнца
и Земли с целью астроориента-ции. Система состоит из 4 панорамных телефотокамер.
Самоходное шасси обеспечивает решение принципиально
новой задачи космонавтики - передвижение автоматич. лаборатории по поверхности
Луны. Оно выполнено т. о., чтобы луноход имел высокую проходимость и надёжно
работал в течение длит, времени при ми-ним. собственной массе и потребляемой
электроэнергии. Шасси обеспечивает передвижение лунохода вперёд (с 2 скоростями)
и назад, повороты на месте и в движении. Оно состоит из ходовой части,
блока автоматики, системы безопасности движения, прибора и комплекса датчиков
для определения механич. свойств грунта и оценки проходимости шасси. Поворот
достигается за счёт различных скоростей вращения колёс правого и левого
бортов и изменением направления их вращения. Торможение осуществляется
переключением тяговых электродвигателей шасси в режим электродинамич. торможения.
Для удержания лунохода на уклонах и его полной остановки включаются дисковые
тормоза с электромагнитным управлением. Блок автоматики управляет движением
лунохода по радиокомандам с Земли, измеряет и контролирует осн. параметры
самоходного шасси и автоматич. работу приборов для исследования механич.
свойств лунного грунта. Система безопасности движения обеспечивает автоматич.
остановку при предельных углах крена и дифферента и перегрузках электродвигателей
колёс.
Прибор для определения механич. свойств
лунного грунта позволяет оперативно получать информацию о грунтовых условиях
движения. Пройденный путь определяется по числу оборотов ведущих колёс.
Для учёта их пробуксовки вносится поправка, определяемая с помощью свободно
катящегося девятого колеса, к-рое специальным приводом опускается на грунт
и поднимается в исходное положение. Управление аппаратом осуществляется
из Центра дальней космич. связи экипажем в составе командира, водителя,
штурмана, оператора, бортинженера.
Режим движения выбирается в результате
оценки телевиз. информации и оперативно поступающих телеметрич. данных
о величине крена, дифферента пройденного пути, состояния и режимах работы
приводов колёс. В условиях космич. вакуума, радиации, значит, перепадов
темп-р и сложного рельефа местности по трассе движения все системы и научные
приборы лунохода функционировали нормально, обеспечив выполнение как основной,
так и дополнит, программ науч. исследований Луны и космич. пространства,
а также инженерно-конструкторских испытаний.
"Луноход-1" детально обследовал лунную
поверхность на площади 80 000 м2. Для этого с помощью
телевиз. систем было получено более 200 панорам и св. 20 000 снимков поверхности.
Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механич. свойства
поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведён анализ его хим. состава.
Прекращение активного функционирования "Лунохода-1" было вызвано выработкой
ресурсов его изотопного источника тепла. В конце работы он поставлен на
практически горизонтальной площадке в такое положение, при к-ром уголковый
свето-отражатель обеспечил многолетнее проведение лазерной локации его
с Земли.
16 янв. 1973 с помощью автоматич. станции
"Луна-21" в район восточной окраины Моря Ясности (древний кратер Лемонье)
был доставлен "Луноход-2" (рис.2). Выбор указанного района посадки диктовался
целесообразностью получения новых данных из сложной зоны сочленения моря
и материка. Усовершенствование конструкции и бортовых систем, а также установка
дополнит, приборов и расширение возможностей аппаратуры позволили значительно
повысить манёвренность и выполнить большой объём науч. исследований. За
5 лунных дней в условиях сложного рельефа "Лунохрд-2" прошёл расстояние
37 км.
При полётах космич. кораблей "Аполлон-15",
"Аполлон-16" и "Аполлон-17" амер. космонавты использовали двухместные луноходы
"Ровер" (см. Космонавтика). Луноход четырёхколёсный, каждое колесо
имеет диаметр 81 см и ширину 23 см. Подвеска колёс торсионная.
Каждое колесо ведущее и имеет индивидуальный двигатель. В кабине лунохода
смонтирована штурвальная колонка самолётного типа, позволяющая космонавтам
регулировать скорость, тормозить, делать повороты. Система управления лунохода,
включающая малогабаритное выключательное устройство, позволяет определять
направление движения, общее пройденное расстояние, расстояние от лунной
кабины по прямой и направление на лунную кабину. Комплект спец. радиотехнич.
оборудования (лунный ретрансляционный блок) обеспечивает непосредственную
связь космонавтов с Землёй. Луноход размещается в сложенном состоянии в
посадочной ступени лунной кабины. Извлечение лунохода, установка его на
грунт и приведение в рабочее положение обеспечивается одним космонавтом.
Масса лунохода - 725 кг
(собственно
луноход - 211, космонавты с ранцевыми системами жизнеобеспечения - 364,
научные приборы - 54, съёмочное и связное оборудование - 69, образцы лунных
пород и пр.- остальное). Длина лунохода 3,1 м, ширина 2,1 л, высота
1,1 м, ширина колеи 1,83 м, ресурс хода 65 км,
макс,
скорость 13 км/ч.
Рис. 2. "Луноход-2": 1 - телекамера;
2- астрофотометр; 3-уголковый отражатель: 4 - магнитометр; 5-выносная телекамера;
6 - остронаправленная антенна; 7 - фотоприёмник; 8 - солнечная батарея;
9 - телефотометры; 10 - прибор оценки проходимости; 11 - выносной блок
аппаратуры для химического анализа грунта (РИФМА).
Луноход рассчитан на преодоление склонов
крутизной до 20°, препятствий высотой до 30 см, трещин шириной до
70 см. Макс, допустимый крен и дифферент 45°. Расстояние, пройденное
луноходами, составило (км) при полёте: "Аполлона-15" - 27,2, "Аполлона-16"
- 27,1, "Аполлона-17" - 35,7. "Ровер" намного облегчил работу космонавтов
на Луне.
Лит.: Передвижная лаборатория на
Луне "Луноход-1", М., 1971: Освоение космического пространства в СССР,
М., 1973. А. А. Ерёменко.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я