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 делать всё то же, 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, то есть 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.
1 / 6
2 / 6
3 / 6
4 / 6
5 / 6
6 / 6
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 2 150 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.
1 / 2
2 / 2
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 впоследствии присвоили наименование "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…
17
ноября 1970 года на Луну был доставлен советский Луноход.
Ученые бурно спорили о том что представляет из себя грунт Луны. От этого зависела сама конструкция Лунохода и инженеры ждали разрешения спора. Весьма популярна была гипотеза, что Луна покрыта толстым слоем пыли...
Для испытания аппарата было предложено построить гигантский ангар площадью несколько тысяч квадратных метров, усыпанный 5 метровым слоем нелущеного проса (которое очень скользкое и должно было стать аналогом "лунной пыли").
Это задержало бы запуск на многие месяцы. Проблему разрешил Сергей Королев, который своим внутренним приказом отдал указание считать лунный грунт твердым и без пыли. Можно сказать - не ошибся)))
Луноходу ходовую часть (на всякий случай) решили сделать гусеничной. Этим занялся ВНИИ-100 (позднее ВНИИ ТрансМаш), специализировавшийся на изготовлении ходовых частей танков - проектом руководил Александр Леонович Кемурджиан. «Королёвский» (как его впоследствии называли) луноход напоминал своим внешним видом блестящую металлическую черепаху на гусеницах - с «панцирем» в виде полусферы и прямыми металлическими полями внизу наподобие колец Сатурна. Глядя на этот луноход, становится немного жаль, что ему не было суждено выполнить своё предназначение. 3 Всемирно известный луноход Бабакина В 1965 году из-за чрезвычайной загруженности по пилотируемой лунной программе Сергей Павлович передал автоматическую лунную программу Георгию Николаевичу Бабакину в конструкторское бюро химкинского Машиностроительного завода имени С.А. Лавочкина. Это решение Королёв принял с тяжелым сердцем.
В 1966 году автоматическая межпланетная станция «Луна-9» совершила мягкую посадку на Селену, и советские учёные наконец-то получили точные представления о поверхности естественного спутника Земли.
Но первый луноход стартовал неудачно и взорвался. 19 февраля 1969 года ракета-носитель «Протон», которая и сейчас используется для получения первой космической скорости, необходимой для выхода на орбиту, стартовала, дабы отправить межпланетную станцию в космическое пространство. Но при разгоне головной обтекатель, закрывавший луноход, под воздействием силы трения и высоких температур начал разрушаться - обломки попали в топливный бак, что привело к взрыву и полному уничтожению уникального планетохода. Этот проект получил название «Луноход-0».
После этого внесли коррективы в проект лунохода, изменили ходовую часть, да и весь внешний вид претерпел существенные изменения. Луноход Бабакина встретил восторженные отзывы всего мира - как среди учёных, так и среди простых людей. Едва ли какое-нибудь средство массовой информации в мире обошло вниманием это гениальное изобретение. Кажется, что и сейчас - фотографией из советского журнала - перед глазами стоит луноход, как смышлёный робот в виде большой кастрюли на колёсиках со множеством замысловатых антенн.
17 ноября 1970 года на Луну был успешно доставлен Луноход. По размерам знаменитый луноход сопоставим с современным легковым автомобилем, но на этом сходства заканчиваются и начинаются различия. Колёс у лунохода восемь, причём у каждого из них свой собственный привод, что обеспечивало аппарату вездеходные качества. Луноход мог двигаться вперёд и назад с двумя скоростями и делать повороты на месте и в движении. В приборном отсеке (в «кастрюле») размещалась аппаратура бортовых систем. Солнечная батарея откидывалась, как крышка рояля, днём и закрывалась ночью. Она обеспечивала подзарядку всех систем. Радиоизотопный источник тепла (использующий радиоактивный распад) обогревал оборудование в тёмное время суток, когда температура с +120 градусов падала до -170. Кстати, 1 лунные сутки равняются 24 земным. Луноход предназначался для изучения химического состава и свойств лунного грунта, а также радиоактивного и рентгеновского космического излучения. Аппарат был снабжён двумя телекамерами (одна резервная), четырьмя телефотометрами, рентгеновскими и радиационными измерительными приборами, остронаправленной антенной (о ней речь впереди) и прочей хитрой техникой.
Людей там не было и управлять лунной машиной предстояло с Земли. Экипажи меняли друг друга. В состав каждого входило пять человек: командир, водитель, бортинженер, штурман и оператор остронаправленной антенны. Последнему необходимо было следить за тем, чтобы антенна всегда «смотрела» на Землю, обеспечивая радиосвязь с луноходом. Между Землёй и Луной приблизительно 400 000 км и радиосигнал, с помощью которого можно было подкорректировать движение аппарата, проходил это расстояния за 1,5 секунды, а картинка с Луны формировалась - в зависимости от ландшафта - от 3-х до 20-и секунд. Вот и получалось, что пока формируется картинка, луноход продолжает движение, а после того, как изображение появлялось, экипаж мог обнаружить свой аппарат уже в кратере. Ввиду большого напряжения, экипажи сменяли друг друга каждые два часа.
Таким образом, «Луноход-1», рассчитанный на 3 земных месяца работы, проработал на Луне 301 сутки. За это время он проехал 10 540 метров, обследовал 80 000 квадратных метров, передал множество снимков и панорам и так далее. В итоге радиоизотопный источник тепла исчерпал свой ресурс и луноход «замёрз». Возможно в будущем его оживят. И он замет место в музее...
Россия планирует построить первый отечественный «луномобиль». Проектирование и строительство машины для исследований Луны предусмотрено проектом Федеральной космической программы (ФКП) на период с 2016 по 2025 годы, которая в настоящее время проходит утверждение в правительстве России.
«Луномобиль», аналогичный транспорту, который американские астронавты использовали для перемещения по Луне во время пилотируемых миссий по программе «Аполлон», начнут разрабатывать в 2021 году. Начало наземных испытаний транспорта для Луны должно состояться в 2025 году. «Тестирование» машин планируется проводить на полигоне, где будут созданы условия, приближенные к лунному грунту.
История планетоходов, то есть машин, предназначенных для перемещения по поверхности других небесных тел, началась в 1960-х годах.
«Отцом-основателем» планетоходостроения следует считать советского инженера Александра Кемурджиана . В 1963 году он возглавил работы по созданию самоходного автоматического шасси для луноходов и марсоходов.
Многие разработки Кемурджиана и его помощников обогнали своё время и использовались не только в космосе, но и на Земле. Например, именно под руководством Александра Кемурджиана на основе его «космических» наработок был создан самоходный робот, участвовавший в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
«Луноход» идёт вперёд
17 ноября 1970 года советская межпланетная космическая станция «Луна-17» доставила на поверхность спутника Земли первый в мировой истории планетоход, получивший название «Луноход-1».
В задачу «Лунохода-1» входило изучение особенностей лунной поверхности, радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне, химического состава и свойств грунта.
Масса «Лунохода-1» составила 756 кг, длина с открытой солнечной батареей — 4,42 м, ширина — 2,15 м, высота — 1,92 м. Диаметр колёс — 510 мм, ширина — 200 мм, колёсная база — 1700 мм, ширина колеи — 1600 мм.
Управление «Луноходом-1» осуществлялось с Земли двумя сменными экипажами операторов, в состав которых входили командир, водитель, бортинженер, штурман и оператор наведения остронаправленной антенны.
«Луноход-1» в три раза перекрыл предполагаемое время своей работы на Луне, успешно функционируя в течение более чем десяти месяцев. За время нахождения на поверхности Луны в районе Моря Дождей «Луноход-1» проехал 10 540 м, обследовав площадь в 80 000 квадратных метров, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Максимальная скорость движения «Лунохода-1» составила 2 км в час.
Второй советский планетоход — «Луноход-2» — не имел кардинальных конструктивных отличий от своего «старшего брата», хотя масса аппарата была увеличена до 836 килограммов.
«Луноход-2» был доставлен на Луну межпланетной станцией «Луна-21» 15 января 1973 года. Аппарат начал свою работу в Море Ясности, в 170 километрах от места прилунения «Аполлона-17». Управление «Луноходом-2» также осуществлялось экипажами с Земли. На сей раз операторы учли опыт первой миссии и смогли обеспечить прохождение большей дистанции. Правда, сроки работы «Лунохода-2» оказались существенно короче — всего четыре месяца.
За четыре месяца работы прошёл 42 километра, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки.
К сожалению, остальные советские проекты планетоходов — «Луноход-3», «луномобиль» для передвижения советских космонавтов по Луне, марсоход «ПрОП-М» — не были до конца реализованы. Советский «луномобиль» почил в бозе после отмены советской программы пилотируемых полётов на Луну, «Луноход-3», уже готовый к выполнению программы, был отправлен в музей в связи с прекращением полётов советских межпланетных станций на Луну. Наиболее незавидная участь выпала на долю советских марсоходов «ПрОП-М» — первый разбился при неудачной посадке станции «Марс-2», а второй совершил мягкую посадку вместе со станцией «Марс-3», однако так и не начал работу из-за потери станцией связи с Землёй спустя 14,5 секунды.
«Луноход-3», так и не полетевший в космос. Фото: Commons.wikimedia.org / Dzis-voynarovskiy
«Лунный ровер» разгонялся до 18 километров в час
В отличие от СССР, США начали разработку планетоходов не с автоматических моделей, а с машин, управляемых человеком.
Американские «луномобили» — «лунные роверы» — были построены корпорацией «Боинг» для миссий «Аполлона-15», «Аполлона-16» и «Аполлона-17».
«Лунный ровер» представлял собой 4-колёсный двухместный электромобиль-вездеход с неперезаряжаемыми батареями.
«Луномобиль» обладал массой в 210 кг и грузоподъёмностью в условиях лунной силы тяжести в 490 кг. Рама длиной в 3 м с колёсной базой в 2,3 м была сварена из алюминиевых труб. Рама состояла из трёх частей, скреплённых шарнирами, благодаря чему она складывалась и во время полёта к Луне была закреплена снаружи лунного модуля в сложенном виде. Машина опускалась на грунт двумя астронавтами с помощью блочно-тросовой системы. Максимальная высота автомобиля составляла 1,1 м. Клиренс с полной загрузкой — 35 см. Радиус разворота — около трёх метров.
Несмотря на наличие в «луномобиле» системы связи, теле-, кино- и фотокамер, «луномобиль», в отличие от луноходов, не был научной лабораторией, а предназначался для расширения возможностей по перемещению астронавтов на Луне.
«Луномобили» использовались американскими астронавтами в 1971-1972 годах. Первыми прокатиться по Луне «с ветерком» довелось экипажу «Аполлона-15» — Дэвиду Скотту и Джеймсу Ирвину. Их путешествие на «луномобиле» продолжалось чуть более 3 часов, за которые он проехал 27,76 км, максимально удалившись от космического корабля на 5 километров. Экипаж «Аполлона-16» проехал по Луне чуть меньше — 26,55 км, зато астронавты «Аполлона-17» покатались от души — 35,89 км с наибольшим удалением от космического корабля на 7,6 км.
Зато экипаж «Аполлона-16» оставил за собой лунный рекорд скорости, разогнавшись аж до 18 километров в час при средней скорости в 8-10 километров в час.
От «Соджонера» до «Кьюриосити»
Что касается Марса, то по понятным причинам людям прокатиться там пока не удалось. Зато марсоходы уже вовсю осваивают «автобаны» Красной планеты.
Первопроходцем стал аппарат «Соджонер», доставленный на поверхность Марса спускаемым аппаратом станции «Марс Пасфайндер».
Вес «Соджонера» составлял чуть более 10 килограммов, длина его равнялась 70 см, ширина — 50 см, а высота — 30 см. При расчётном сроке работы в 7 марсианских суток «малыш» отработал 83 и мог бы работать и дальше, однако из строя вышел спускаемый аппарат, через который поддерживалась связь. За время своей работы «Соджонер» прошёл около 100 метров.
В 2004 году на Марс были доставлены сразу два американских марсохода-близнеца — «Спирит» и «Оппортьюнити». Аппараты весом около 185 килограммов, длиной в 1,6 метра, шириной в 2,3 метра и высотой в 1,5 метра работали на Марсе исключительно успешно. «Спирит» работал с 4 января 2004 года по 22 марта 2010 года. Роковым для марсохода стало застревание в песчаной дюне в конце 2009 года, из которой «Спирит» уже не смог выбраться. За время своей работы на Марсе «Спирит» передал огромный объём информации, провёл экспериментальное бурение и проехал около 7,73 км.
Что касается его близнеца «Оппортьюнити», то он, прибыв на Марс на три недели позже, функционирует и по сей день. К концу февраля 2014 года марсоход прошёл по поверхности Марса 38,740 км.
6 августа 2012 года на Марс высадился новый американский марсоход «Кьюриосити». Машина весом почти 900 кг имеет длину в 3,1 м, ширину 2,7 м и высоту 2,1 метра. Самый оснащённый и передовой из всех планетоходов, когда-либо создававшихся человеком, «Кьюриостити» может преодолевать препятствия высотой до 75 сантиметров.
Основная миссия марсохода рассчитана на два года, за которые «Кьюриосити» в обязательном порядке должен пройти 19 километров. Однако запасов энергии, по мнению специалистов, должно хватить ещё на 12 лет, за которые он может побить абсолютно все рекорды предшественников. Если, конечно, не застрянет в дюнах или его не возьмут «напрокат» марсиане.
Этот лунный самоходный аппарат (Lunar Roving Vehicle, LRV), на котором ездили астронавты, был разработан фирмой Boeing в 1969–1971 годах. На его конструирование было выделено $19 млн., но уложиться в эту сумму специалистам Boeing не удалось, и первая такая машина обошлась в $38 млн. При массе 209 кг LRV был способен перевозить двух астронавтов в скафандрах с ранцами PLSS массой 180 кг каждый и еще 130 кг груза. Системы ровера, в том числе четыре мотор-колеса, питались от двух серебряно-цинковых аккумуляторных батарей напряжением 36 В и емкостью 120 Ач. Максимальная дальность хода составляла 65 км. Все четыре колеса лунохода были ведущими. В сложенном виде луноход размещен в посадочной ступени лунной кабины. Занимаемый им объем не превышает 0,85 кубических метров.
В их ступицах располагался электромотор мощностью 0,25 л.с. и механический редуктор с передаточным отношением 80:1. Имелись также два независимых электромотора мощностью 0,1 л.с. – передний и задний – для поворота колес, они работали в паре с редуктором с передаточным отношением 257:1. Колеса были сплетены из оцинкованной рояльной проволоки и снабжены титановыми пластинками для улучшения сцепления и защиты от износа проволочного обода. Хотя луноход можно было разогнать до скорости 16 км/ч, в основном астронавты двигались медленнее – 9–10 км/ч. Слишком большая скорость превращала ровер в «необъезженного скакуна», пугающе встающего на дыбы при каждом ударе о незамеченную преграду. Управлялся луноход рычагом, расположенным между сидениями пилотов. Причем несмотря на то, что все астронавты страшно хотели порулить луноходом, до управления был допущен только командир экипажа. Всего было построено четыре летных образца роверов – три из них предназначались для миссий Аполло 15, 16 и 17, а еще один использовался как источник запасных частей после отмены планов следующих лунных миссий.
В ходе экспедиции «Аполлон-16» был установлен рекорд скорости передвижения по Луне - 18 км/ч.
Схема:
1 Остронаправленная антенна.
2 Телевизионная камера.
3 Малонаправленная антенна.
4 Пульт управления.
5 Кинокамера (16 мм).
6 Ручка управления.
7 Контейнеры для лунных образцов.
8 Оборудование и инструменты.
9 Колесо с ободом из проволоки.
10 Контейнеры под сиденьями.
11 Защита от пыли.
12 Приемопередающее оборудование для непосредственной связи с Землей.
Технические характеристики
Длина 3,1 м.
Ширина колеи 1,82 м.
Колесная база 2,3 м.
Диаметр колеса 81,3 см.
Клиренс 35,5 см. Радиус поворота 3,05 м.
Максимальная скорость около 18 км/ч.
Приведение в рабочее состояние лунохода
Сложенный лунный «джип» с электрическим двигателем хранится в перевернутом виде в посадочной ступени лунной кабины, откуда астронавт может извлечь его с помощью двух нейлоновых тросов.
Развертывание лунохода производится полуавтоматически.
1 Луноход извлекается из отсека посадочной ступени лунной кабины.
2 Откидывается задняя секция шасси и задние колеса фиксируются в рабочем положении.
3 Задние колеса опускаются на грунт, откидывается передняя секция шасси и передние колеса фиксируются в рабочем положении.
4 Астронавт опускает передние колеса на грунт. Теперь он может установить сиденья и подставки для ног.
Схемы взяты из книги «Космическая техника»
Изучая историю транспортных средств, невозможно пройти мимо темы "космических внедорожников" – луноходов и марсоходов. Эпоха планетоходов стартовала 17 ноября 1970 года, когда на поверхности чужой планеты (точнее – спутника) впервые оставил следы аппарат Луноход-1.
Идея использования внеземного транспорта принадлежит ученым и конструкторам, реализовавшим космическую программу СССР. "Программа исследования Луны", озвученная в1958 году "конструктором №1" – С. П. Королевым, предусматривала ряд изысканий и экспериментов, которые давали возможность более подробно изучить природу этого небесного тела. Планетоходы, благодаря своей мобильности, позволяли расширить зону исследуемой поверхности спутника Земли.
Луноход - фото
Изготовителем первого планетохода стало знаменитое НПО им. С. А. Лавочкина – преемник легендарного ОКБ-1 в сфере межпланетных исследований. Конструкторское бюро этого научно-производственного объединения аккумулировало все теоретические и практические разработки советских НИИ. К декабрю 1967 года был готов полный пакет конструкторской документации по изготовлению "изделия Е-8". Так в секретных документах обозначали будущий "Луноход-1".
В окончательном варианте это транспортное средство представляло собой восьмиколесную платформу (все восемь колес были ведущими) весом в 756 килограмм и габаритами 4,42х2,5х1,92 метров (длинна/ширина/высота). В качестве силового агрегата использовались электродвигатели, а источником питания была солнечная батарея. Кроме того, "на борту" планетохода находился источник тепла (для обогрева научной аппаратуры) на основе радиоактивного изотопа. Диаметр колес первого космического внедорожника превышал 500 мм, а ширина колеи была более 1,5 метров. Максимальная скорость "Луноход-1" составила 1.2 км/час, а гарантийный срок эксплуатации исчислялся одним месяцем. Общий пробег по лунной поверхности составил более 10-ти километров.
Аппарат управлялся удаленно, специально отобранным экипажем, который размещался в наземном центре. Общая численность экипажа (с учетом дублирующих пилотов) составила 11 человек. Примечательно, что к основным критериям отбора "водителей" первого планетохода не относилось умение управлять обычными, земными транспортными средствами. Луноход-1 потерял управляемость 21 сентября 1971 года, после выхода из строя изотопного обогревателя. Сегодня Луноход-1 является личной собственностью неизвестного победителя торгов аукциона Сотбис, устроенного 11 декабря 1993. Стоимость приобретения первого планетохода (на условиях самовывоза) составила 68,5 тысяч долларов США.
Необходимо отметить, что "Луноход-1" был, по своей сути, первым космическим грузовиком, поскольку перевозил только исследовательскую аппаратуру. Первый пассажирский планетоход - Lunar Roving Vehicle появился на Луне несколько позднее – 30 июля 1971. Детище американской промышленности (в лице концернов Boeing и General Motors) представляло собой двухместный четырехколесный кабриолет. Пробег LRV составил 27,8 километров, а максимальная скорость равнялась 13 км/час. В качестве силового агрегата применялись четыре электродвигателя (по 190 Вт каждый). Соответственно – все 4 колеса Lunar Roving Vehicle были ведущими.
Источником питания служили аккумуляторы (без возможности перезарядки). Масса американского "лунного автомобиля" равнялась 210 килограмм, зато грузоподъемность (в условиях ослабленного лунного притяжения) превысила отметку в 450 кг. Основным конструкционным материалом LRV стал алюминий. Из него создали каркас и колесные диски лунного авто. А вот материалом для изготовления протекторов стал титан. Время эксплуатации первого LRV составило всего 3 часа.
В результате использования Lunar Roving Vehicle американские астронавты исследовали значительную территорию на поверхности Луны, удаляясь от посадочного модуля на расстояние до семи километров (третья лунная экспедиция на Аполлоне 17). Интересный факт – во время 2-й лунной экспедиции Lunar Roving Vehicle получил повреждение, вследствие неосторожности астронавтов. Однако лунный автомобиль быстро починили, используя при этом обычную липкую ленту.
И на Марсе будут яблони цвести!
Следующим этапом в развитии индустрии космических внедорожников стали марсоходы. С большой натяжкой можно утверждать, что первым транспортным средством на Марсе был аппарат ПрОП-М, изготовленный ВНИИТрансМаш в 1971 году.
Однако, после высадки на марсианский грунт, состоявшейся 2 декабря 1971 года, "Прибор оценки проходимости - Марс" функционировал всего 20 секунд. Исходя из этого, паритет Советского Союза в деле строительства марсоходов сомнителен, а на роль первого, рабочего ПЛАНЕТОхода (ведь Луна, с точки зрения астрономов, всего лишь спутник Земли) может претендовать американский аппарат Sojourner, проложивший первую колею на марсе 5 июля 1997 года. Американский "Поселенец" весил чуть более 10 килограмм, а мощность двигателя (всего их было 6 штук – по числу колес) едва дотягивала до 3 Ватт. Зато в блоке управления марсоходом находился процессор Intel 80C85 с частотой 100 kHz, объем "оперативки" достигал 512 KB, а емкость жесткого диска (на флеш накопителе) составляла 176 KB – совсем неплохо для мобильного устройства образца 1997 года.
Программу исследования Марса продолжили в январе 2004 году еще два марсохода – Spirit и Opportunity. Конструкция этих планетоходов основана на классической шестиколесной схеме. Масса аппарата равнялась 185 килограммов. Большую часть составлял вес научно-исследовательского оборудования и приборов, в число которых вошли: бур, спектрометр, манипулятор и прочее. Силовым агрегатом нового марсохода стал электродвигатель, а в качестве источника питания использовался аккумулятор, подзаряжаемый от солнечной батареи. Электронная начинка блока управления претерпела более существенные изменения - 128 МБ "оперативки",256 МБайт флэш-памяти и 20 МГц процессора RAD6000.
Последняя попытка удачного соединения с блоком управления планетохода Spirit состоялась 22 марта 2010 года. Работа марсоходов Spirit и Opportunity позволила совершить несколько грандиозных открытий и уникальных наблюдений. Помимо этого, наземные операторы получили бесценные навыки удаленного управления транспортным средством.
Все только начинается!
Современные перспективы развития отрасли планетоходов неразрывно связаны с запланированными на ближайшие десятилетия программами освоения и исследования Луны и Марса. Для лунной программы 21-го века уже подготовлен новый автомобиль - Lunar Electric Rover, созданный благодаря совместным усилиям компаний Michelin, Nissan и GM.
Этот электрокар превосходит по всем статьям «дедушку» лунного транспорта Lunar Roving Vehicle. Активная подвеска, система автоблокировки дифференциала, потрясающая мобильность каждого из шести сдвоенных колес (допускается оборот на 360 градусов) – все достижения современного автопрома сосредоточены в конструкции этого новейшего космического внедорожника. Ориентировочный старт Lunar Electric Rover назначен на 2020 год.
Не обделен вниманием и Марс. В ближайшее десятилетие планируется запуск американского аппарата Mars Science Laboratory, европейского ExoMars и, после длительного перерыва, российского планетохода Марс-Астер. Словом, можно утверждать, что эра планетоходов еще только начинается!