10 ноября исполняется 45 лет со дня запуска Советским Союзом с космодрома Байконур автоматической межпланетной станции "Луна-17", которая доставила на поверхность Луны первый в мире автоматический самоходный аппарат, работавший на поверхности другого небесного тела - "Луноход-1".
История проекта
Идея самоходного лунного аппарата родилась в ОКБ-1 (ныне Ракетно-космическая корпорация им. С.П. Королева; г. Королев Московской обл.), где с начала 1960-х гг. начались работы по автоматическим межпланетным станциям (АМС) с целью исследования Луны. В конструкторском бюро под руководством Сергея Королева был разработан эскизный проект лунохода (с гусеничным движителем) и созданы восемь станций "Луна" (всего было запущено 24 станции в 1959-1976 гг.).
В апреле 1965 г. из-за загруженности ОКБ-1 все работы по межпланетным космическим аппаратам, в том числе лунным (включая луноход), были переданы Машиностроительному заводу им. С.А. Лавочкина (ныне НПО им. С.А. Лавочкина; Химки Московской обл.). Их возглавил главный конструктор Георгий Бабакин. После того, как АМС "Луна-9" в 1966 г. передала информацию о характеристиках лунного грунта, который оказался достаточно твердым, было решено отказаться от гусеничного шасси (вариант ОКБ-1) лунохода в пользу более простого колесного.
АМС "Луна-17"
Автоматическая межпланетная станция "Луна-17" была предназначена для доставки на поверхность Луны самоходного аппарата "Луноход-1" и проведения научных исследований на лунной поверхности.
Она состояла из корректирующе-тормозного модуля и самоходного аппарата (лунохода), который был установлен на посадочной ступени и съезжал на поверхность Луны по рампе. Основу конструкции модуля составляли четыре сферических топливных бака. Помимо основных баков топливо размещалось также в баках сбрасываемых отсеков.
Стартовая масса АМС составляла 5,7 т.
Луноход
Общая масса "Лунохода-1" - 756 кг, длина с открытой крышкой солнечной батареи - 4,42 м, ширина - 2,15 м, высота 1,92 м. Запланированный срок работы на поверхности Луны - 3 месяца.
Он состоял из герметичного приборного контейнера и самоходного шасси.
Контейнер имел форму усеченного конуса, верхняя часть которого служила радиатором для сброса тепла. Луноход был оснащен солнечной батареей с фотоэлементами (площадь - 3,5 кв. м, мощность - 180 Ватт), которая вырабатывала электричество в течение лунного дня (около 14 земных суток), а после наступления ночи закрывала собой радиатор. Во время лунной ночи питание систем лунохода обеспечивала аккумуляторная батарея (серебряно-кадмиевая, емкость - 200 ампер-часов). Нужный тепловой режим внутри гермоконтейнера поддерживался радиоизотопным нагревателем, который содержал ампулы с полонием-210 (был создан Всесоюзным НИИ экспериментальной физики; ныне Всероссийский НИИ институт экспериментальной физики, Саров Нижегородской обл.).
Внутри контейнера располагались приборы телевизионного и радиокомплекса, телеметрии, системы управления луноходом, блоки автоматики. Для получения панорамных изображений, не требующих высоких скоростей передачи изображения, на борту лунохода была установлена оптико-механическая система с панорамной разверткой, состоящая из четырех передающих камер.
Самоходное шасси было разработано ленинградским ВНИИ 100 (ныне ВНИИтрансмаш, Санкт-Петербург). Оно состояло из ходовой части с колесными движителями на упругой подвеске, электродвигателями и механической трансмиссии, предназначенной для вращения восьми колес (все они были ведущими), блока автоматики и прибора оценки проходимости. Каждое колесо имело три титановых обода, покрытых сеткой из нержавеющей стали. Диаметр колеса - 510 мм, ширина - 200 мм; колесная база шасси - 170 мм, ширина колеи - 1600 мм.
Управление луноходом
Для работы с луноходом была разработана система дистанционного управления. Все команды ему подавались с Земли - из научно-измерительного пункта номер 10 (НИП-10) под Симферополем. Управление осуществлял экипаж, в состав которого входили командир, водитель, бортинженер, штурман и оператор. Их команды доходили до "Лунохода" с пятисекундной задержкой. На борту лунохода имелась также автоматическая система безопасности, следившая за работой самоходного шасси и в случае нештатных ситуаций подававшая команду "стоп".
Запуск
Запуск автоматической станции "Луна-17" с луноходом на борту состоялся 10 ноября 1970 г. с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя "Протон-К". 15 ноября станция вышла на орбиту искусственного спутника Луны, а 17 ноября совершила посадку в Море Дождей.
К 19 февраля 1971 г. запланированная трехмесячная программа была выполнена луноходом полностью - за 4 лунных дня самоходная лаборатория преодолела расстояние в 5 тыс. 228 м. Однако бортовые системы функционировали нормально и было решено продолжить исследования. В итоге луноход отработал 10,5 месяцев - до сентября 1971 г., когда исчерпался ресурс радиоизотопного нагревателя. О завершении миссии было объявлено 4 ноября 1971 г.
Общее время активного существования лунохода составило 301 сутки 6 часов 57 минут (примерно 11 лунных суток). Самоходный аппарат прошел расстояние 10 тыс. 540 м, что позволило детально обследовать лунную поверхность на площади 80 тыс. кв. м. Максимальная скорость движения - 2 км/час.
Итоги миссии
"Луноход-1" передал на Землю 200 телефотометрических панорам и около 20 тыс. снимков малокадрового телевидения. Были получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей рельефа, позволяющие провести детальное изучение их строения. Топографическое изучение местности выполнялось на основе телевизионных панорам, снимков лунного ландшафта и данных о длине пройденного пути.
В итоге обследования были построены: топографическая схема трассы в масштабе 1:1000; уточненные схемы отдельных участков в масштабе 1:200; топографические планы отдельных участков в масштабе 1:100, полученные стереофотографическим методом; высотные профили трассы и кратеров.
Кроме того, была получена информация о химическом составе лунного грунта.
Другие планетоходы
В январе 1973 г. на Луну был доставлен второй советский аппарат "Луноход-2" (с помощью АМС "Луна-21"). Следующим самоходным аппаратом, работающим на Луне, стал китайский "Юйту" ("Нефритовый заяц"). Он был доставлен на ее поверхность в декабре 2013 г. межпланетной станцией "Чанъэ-3".
Кроме Луны, с помощью планетоходов исследовался Марс. США отправили на него четыре самоходных аппарата: Sojourner - работал с июля по сентябрь 1997 г.; Spirit - с января 2004 г. по март 2010 г.; Opportunity - ведет исследования с января 2004 г.; Curiosity - с августа 2012 г.
Луноходы и марсоходы стран мира - в галерее ТАСС.