Луноход

Луноход-1

Луноход - советский космический аппарат, планетохид, предназначенный для исследования Месяца


1. Исторические предпосылки проекта

В начале 1960 года разработку вопросов по созданию самоходного лунного аппарата и его мягкой посадки на Луну (тема E-8) в ОКБ-1 поручили проектному отделу М. К. Тихонравова. В отделе определили основные проектные параметры лунохода. Массу аппарата ограничили 600 килограммов. Масса спускаемого аппарата, для станций типа Е-6, уже разрабатывались в ОКБ-1, составляла 100 кг. Чтобы доставить на Луну такой тяжелый аппарат нужна была ракета большей грузоподъемности, чем 8К78 "Молния".

Потому как носитель Е-8 рассматривали ракету-носитель Н-2. Она должна была состоять из второй и третьей степеней мощной Н-1 и еще одного дополнительного третьей степени. Такая ракета (по состоянию проекта ракет серии Н на 1961 год) со стартовой массой 560 тонн должна выводить на низкую околоземную орбиту груз массой примерно 16 т. Применять ракеты чужой разработки для своих аппаратов Королев не собирался.

Чтобы разобраться с этими проблемами, в течение 1961-62 годов Королев привлек к работе по теме Е-8 ряд организаций и ученых, которые исследовали Луну (горьковский научно-исследовательский радиофизический институт, АстроРаду АН СССР, Пулковскую главную обсерваторию, Крымскую астрофизическую обсерваторию). Большинство ученых считали, что лунные пыльные моря является фантастикой. В конце концов проблему возможности мягкой посадки на Луну Сергей Павлович Королев решил приказом. После его высказывания "Луна считать твердым" (касающийся, правда, разработки аппарата Е-6), "мисяцеплавив" больше никто не предлагал. Ограничивались обычными средствами передвижения: на колесах, на гусеницах, на шнеках. Хотя были и несколько экзотические варианты: прыжками, шагами. Из всех этих способов рассматривались прежде колеса и гусеницы. Чтобы сделать окончательный выбор, нужны были специалисты, которые могли бы, используя опыт создания земных машин, создать машину для работы на Луне. Королев начал подыскивать те организации, которые смогли бы работать в этом направлении. Сначала выбор пал на Научно-исследовательский институт Госкомитета автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения (НАТИ).

Для ускорения работ специалистов, которые разрабатывали тематику лунохода, 1963 года объединили в специальную группу, которую возглавил Тихонравов. Но Е-8 возникли проблемы. Основная - с ходовой частью. В мае 1963 НАТИ отказался работать над созданием шасси лунохода в связи с требованием ОКБ-1 уменьшить массу шасси со 120 кг до 85-100. Нового подрядчика для изготовления шасси помог найти министр оборонной промышленности Устинов. Работы по созданию шасси лунохода передали ленинградского ВНИИ-100 (позднее ВНИИТрансМаш), который разрабатывал этому ходовые части советских танков. Там нашелся хороший специалист и энтузиаст - Александр Кемурджян, который впоследствии создал ходовую часть лунохода. Королев "озадачил" ВНИИТрансМаш работами по поиску способов передвижения на Луне.

В октябре 1963 года проектное задание по теме Е-8 переделали в связи с пересмотром проекта ракет серии Н. Н-2 по новому проекту могла выводить на низкую околоземную орбиту 20 т груза (при стартовой массы 700 т). Мисяцехидна группа со своей стороны выдала следующие основные технические требования: масса аппарата - 900 кг, диаметр контейнера с приборами - 1800 мм, максимальная скорость передвижения на Луне - 4 км / ч, предельное энергопотребление в течение 10 мин - 1 кВт, номинальное энергопотребление - 0, 25 кВт. 3 августа 1964 вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 655-268 "О работах по исследованию Луны и космического пространства", согласно которой программе Н1-ЛЗ придавалось приоритетное значение. По Королевым закрепили тему по высадке космонавта на Месяц. ОКБ-1 активизировало работы над ракетой Н-1. Тематика облета Луны перешла в ОКБ-52. Для облета должна использоваться ракета-носитель УР-50OK (8К82К), прототип которой разрабатывался в ОКБ-52 с 1960 года.

Согласно постановлению № 655-268 изменили основные задачи аппарата Е-8. Луноход предполагалось использовать для детального обследования района посадки пилотируемой лунной кабины с космонавтом. На базе аппарата Е-8 предполагалось создать искусственный спутник Луны Е-8ЛС для телесъемки с высоким разрешением вероятных районов посадки сначала лунохода, а затем лунной кабины. В конце 1964 года смежники ОКБ-1 по теме Е-8, прежде ВНИИ-100, подтвердили возможность выполнения требований, заложенных в проекте. В ОКБ-1 началась работа над конкретным эскизным проектом. Его разработали в начале 1965 года. Выбор остановили на гусеничном шасси. Но утвердить его Королев не успел. ОКБ-1 было перегружено работами по многим космическими направлениям. Руководство отрасли решило передать часть работ другим организациям. Тематика автоматических межпланетных станций предназначалась Химкинском машиностроительному заводу имени С. А. Лавочкина. "Передача" АМС с ОКБ-1 до МЗЛ началась в апреле 1965 года. В конце апреля Королев настаивал на рассмотрении ближайшее время эскизного проекта лунохода, но в мае тему Е-8 передали Химок без защиты проекта.

На основе большого исследовательского материала, полученного из ОКБ-1, в КБ МЗЛ работа над луноходом продвигалась довольно быстро. Однако химкинци решили не развивать королевский проект Е-8, а разработали свой вариант. Тем более, что станция Е-6М № 13 (Луна-9) передала информацию о характеристиках лунного грунта, которой при разработке лунохода в ОКБ-1 не было. Грунт оказался достаточно жестким, слой пыли - небольшим. Поэтому конструкторы пересмотрели проект шасси, отказавшись от гусениц в пользу восьми ведущих колес. Осенью 1966 года переработанный эскизный проект лунохода был утвержден Георгием Николаевичем Бабакин. Главной задачей для лунохода было определение физико-механических и химических параметров лунного грунта. На борту также была специальная аппаратура для изучения магнитных полей, аппаратура для телевизионной съемки и телефотометричнои панорамной съемки. Все эти задачи должны решаться во время движения лунохода. Активная работа должна продолжаться в течение 3 месяцев.

В серии советских луноходов входили:

  • Луноход-1 - первый лунный самоходный аппарат. Доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года советской межпланетной станцией Луна-17.
  • Луноход-2 - второй лунный самоходный аппарат. Доставлен на поверхность Луны 16 января 1973 года советской межпланетной станцией Луна-21.
  • Луноход-3 - третий лунный самоходный аппарат. Планировалось, что он будет доставлен на поверхность Луны 1977 года советской межпланетной станцией Луна-25 (запуск не состоялся). Сегодня находится в музее НПО Лавочкина.

2. Управление лунохода

Помимо традиционных методов проектирования и создания космической техники, Бабакин организовал специальную лабораторию, которая работала при КБ. Она занималась вопросами управления и логики этого аппарата. Создали экипаж лунохода. Он отвечал за реализацию той логики и идеологии управления, которая создавалась в лаборатории КБ. В составе экипажа находились водитель, бортинженер, штурман, оператор наведения остронаправленных антенн и командир.

Это была узкоспециализированная, хорошо дисциплинированная команда. Их специально выбирали. Они проходили медкомиссию почти такую ​​же, как и космонавты. Это были молодые ребята с крепким здоровьем, в которых нервы были в порядке, эмоции не брали верх над делом. К концу 1967 года была полностью готова вся конструкторская документация объекта Е-8. Сам аппарат 8ЕЛ весил 756 кг, имел длину (с открытой крышкой солнечной батареи) 4,42 м, ширину 2,15 м, высоту 1,92 м. К тому времени отработали шасси: сначала в ВНИИТрансМаш, а потом на МЗЛ. Масса шасси составляла 84 кг, ВНИИТрансМаш уложился в установленный лимит. Диаметр каждого из восьми ведущих колес с грунтозацепы составлял 510 мм, ширина 200 мм. Колесная база равна 170 мм, а ширина колеи - 1600 мм. Для отработки методики управления луноходом в Крыму под Симферополем создали специальный "лунодром". Здесь экипажи лунохода смогли попрактиковаться в управлении аппаратом. Для управления луноходом выбрали 11 офицеров, распределенных по экипажами:

  • командиры - Николай Еременко. Игорь Федоров
  • водители - Габдухай Латыпов, Вячеслав Довгань
  • штурманы-навигаторы - Константин Давыдовский, Викентий Самал
  • бортинженеры - Леонид Мосензов, Альберт Кожевников
  • операторы остронаправленных антенн - Валерий Сапранов, Николай Козлитина,
  • резервный водитель и оператор - Василий Чубукин.

3. Назначение

Модификовани для пилотируемых экспедиций луноходы должны не только заранее детально обследовать предусмотрен район посадки лунного корабля, но и выполнять роль радиомаяков для осуществления посадки на выбранное место. Предполагалось, что перед осуществлением высадки космонавта на Месяц будет отправлены два луноходы для выбора основного и запасного районов посадки. В запасной район впоследствии должна была сесть в автоматическом режиме резервная беспилотная лунная кабина. В основном районе садилась лунная кабина с космонавтом. Основной режим посадки лунной кабины предусматривался автоматическим, с указанием на радиомаяк лунохода. Если же при посадке основной лунный корабль получал повреждения, которые делали невозможным старт с Луны, то космонавт должен воспользоваться одним из луноходов для поездки в резервной лунной кабины. Космонавт также мог использовать луноход как транспорт для себя и оборудования. На таком модифицированном луноходе предусматривался запас кислорода, разъемы для шлангов месячного скафандра, место космонавта с пультом управления спереди аппарата в виде небольшой площадки.


4. Схема вывода

Lunokhod-mission.jpg

Комплекс Е-8 запускался с космодрома Байконур ракетой 8К82К. На 25 секунде полета на высоте 500 м заканчивалась вертикальный участок траектории, начиналось отработки программы угла тангажа. На 125-й секунде отделялся первая ступень, на 200-й - похож главный обтекатель, на 375-й сек - отделялся вторую ступень. Через 588 секунд после старта выключался двигатель третьей ступени и запускался двигатель 11Д58 разгонного блока 11С824. На 958-й секунде он отключался и аппарат Е-8 с блоком Д выходил на круговую околоземную орбиту высотой 200 км с наклонением 51,6 ?. Через 35 минут после запуска раскрывался посадочное устройство на степени КТ, запускались 8 двигателями малой тяги системы стабилизации. В Т +66 сек осуществлялась ориентация комплекса, запускались двигатели обеспечения запуска двигателя в невесомости. На 70 секунде полета двигатель 11Д58 блока Д запускался повторно. Отработав 400 секунд он увеличивал скорость комплекса в 3170 м / сек и станция ложилась на траекторию полета к Луне. Через 12 секунд после выключения двигателя 11Д58, блок Д отделялся от станции Е-8.

В полете предполагалось два коррекции. Через 4 суток 7 часов после старта Е-8 с помощью двигательной установки степени КТ выходила на окололунную орбиту с высотой 120 км и периодом обращения 2 часа. Через сутки осуществляться Первая коррекция для снижения высоты апоцентр над выбранной точкой посадки до высоты 20 км, а еще через сутки спустя - вторая для исправления плоскости подхода аппарата до точки посадки. На седьмые сутки включался тормозной двигатель. Он снижал скорость практически до нуля на высоте 2,3 км над поверхностью. До высоты 700 м станция опускалась с выключенным двигателем. Далее спуск осуществлялся с работающим двигателем до высоты 20 м, а затем основной двигатель степени КТ выключался и включался двигатель малой тяги. На высоте 1-2 метра двигатель выключался и станция осуществляла посадку. Весь спуск от начала торможения продолжался примерно 6 минут. После посадки раскрывались две пары трапов. Телефотометры передавали панораму места посадки. Избирался направление съезда лунохода и состоял дальнейший маршрут на ближайшее время. Гарантийный срок активных передвижений лунохода определялся в 3 месяца.

Первая станция серии не смогла выполнить запланированную программу: 19 февраля 1969 в 9 часов 48 минут стартовала ракета 8К82К с разгонным блоком 11С824 и аппаратом Е-8 № 201. На 51-й секунде полета ракеты разрушился главный обтекатель. Запуск 19 февраля был первым полетом ракеты с этим новым обтекателем. В зоне максимального скоростного напора возникли аэродинамические вибрации, вследствие чего произошло разрушение узлов крепления створок обтекателя.


См.. также

Источники

Космонавтика Это незавершенная статья по космонавтики.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.
п ? в ? р АМС для исследования Луны
Программы
Пионер ? Луна ? Рейнджер ? Зонд ? Сервейор ? Lunar Orbiter ? Луноход ? Китайская программа изучения Луны ? Lunar Precursor Robotic Program
NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter
Орбитальные аппараты
Explorer 35 ? Hiten ? Clementine ? Lunar Prospector ? SMART-1 ? Kaguya (Okina ? Ouna) ? Chang'e 1 ? Chandrayaan-1 ? Lunar Reconnaissance Orbiter ? Chang'e 2 ? " GRAIL
Запланированные
Луна-Глоб ? LADEE ? Chandrayaan-2 ? ILN Node 1 ? ILN Node 2 ? Chang'e 3
Предложенные
SELENE-2 ? MoonLITE ? MoonRaker ? Luna-Glob 2 ? Google Lunar X Prize ? ILN Node 3 ? ILN Node 4 ? Chang'e 4 ? MoonNext
Пролеты
Луна-1 ? Луна-3 ? Nozomi ? Galileo ? Cassini-Huygens
Столкнулись с Луной
Отменено
Lunar-A ? Lunar Observer ? LEO
Смотри также
Жирной письмивкою обозначено действующие программы