Среда, 29 июня, 2022

Мы считаем, что мир 2051 — это мир без войны.

Про любимый лунный трактор: какие аппараты ездили по спутнику

Время на чтение 6 мин.

Вчера компания Northrop Grumman, главный подрядчик NASA по строительству лунного транспорта для программы Artemis, презентовала Lunar Terrain Vehicle — автомобиль, на котором высадившиеся на спутник астронавты смогут передвигаться по поверхности. В связи с этим мы решили посмотреть, какие аппараты передвигались (и передвигаются) по поверхности Луны и какими технологическими особенностями должна обладать техника, чтобы сохранить работоспособность в не самых благоприятных условиях.

Луноходы

Первым аппаратом, который покатался по поверхности Луны, стал «Луноход-1». Он же стал вообще первым планетоходом в истории человечества, то есть устройством, которое свободно перемещалось по поверхности другого небесного тела.

Конец 1960-х был временем напряженной лунной гонки. Для СССР, который выиграл на старте, первым запусти искусственный спутник и космонавта, очень важно было и на Луне оказаться впереди. Для США оставалась последняя осуществимая возможность заявить о себе в космическом соревновании.

Для подготовки самих луноходов и инженеров, которым предстояло ими управлять, под Симферополем построили испытательный полигон. На нем отрабатывали операции, которые аппаратам предстояло совершать на спутнике. Старт аппарата «Луноход-1» состоялся 19 февраля 1969 года, однако закончился катастрофой. На 51,4 секунды полета разрушился головной обтекатель ракеты-носителя «Протон». Эта авария позволила США выиграть лунную гонку, в июле того же года отправив на спутник астронавтов. «Луноход-1» был доставлен на спутник межпланетной станцией «Луна-17» спустя год. Он совершил посадку в Море Дождей 17 ноября 1970 года и проработал чуть больше 10 месяцев.

Про любимый лунный трактор: какие аппараты ездили по спутнику
Советская марка, посвященная «Луноходу-1». Изображение: Википедия

«Луноход-1» был оборудован восемью колесами с независимыми подвеской и приводами, которые обеспечивали ему нулевой радиус разворота на месте и 2,7 м на ходу. Машина могла преодолевать уклоны в 27 градусов, трещины шириной до 1 метра и выступы высотой 35 сантиметров. Передвигаться луноход мог вперед и назад со скоростями 2,0 и 0,8 км/ч. Управление им было нетривиальной задачей для операторов. Изображение с камеры (их было две — основная и резервная) передавалось с задержкой 5 секунд, поэтому оператором нужно было «действовать на опережение». Кроме того, само по себе изображение передавалось не движущейся картинкой, а, скорее, набором фотоснимков, которые держались на экране по 20 секунд. Да и сама по себе картинка была набором светлых и темных пятен, в которых приходилось угадывать очертания лунного рельефа. А когда солнце находилось высоко и тени исчезали, то изображение сливалось в сплошное белое пятно — и работу лунохода приходилось останавливать на 2–3 дня.

Энергией аппарат обеспечивали два источника питания. Во время «лунной ночи» (длится 14 земных суток, температура в это время подает до –170 градусов) аппарат «подогревался» радиоизотопным источником энергии на полонии-210. Когда над спутником всходило солнце, в дело вступали солнечные батареи — порядка 2–3 земных дней уходило на то, чтобы зарядить от них луноход.

За время работы «Луноход-1» передал на Землю более 20 тысяч снимков, провел сотни тестов лунного грунта и 25 рентгенологических анализов. Было точно измерено расстояние от Земли до Луны.

В сентябре 1971 года температура внутри корпуса лунохода резко упала — радиоизотопный источник тепла выработал свой ресурс. Аппарат перестал выходить на связь, и 4 октября было объявлено о завершении его миссии.

Спустя полтора года — в январе 1973 — на Луну сел спускаемый аппарат станции «Луна-21», который доставил на спутники «Луноход-2». Конструктивно он практически не отличался от первого. Вместо кремниевой солнечной батареи была установлена арсенид-галлиевая, обеспечивавшая бо́льшую мощность. Была добавлена выносная камера, располагавшаяся на уровне глаз человека, что облегчило операторам управлением аппаратом. Однако при посадке было повреждено навигационное оборудование, поэтому ориентироваться приходилось по Солнцу и звездам. Ну и по неофициально полученным картам с «Аполлона-17», ведь «Луноход-2» работал в 172 км от места его посадки.

«Луноход-2» проработал на поверхности четыре месяца, пройдя за это время порядка 40 километров. Дальнейшую работу остановил перегрев аппаратуры. Попав в кратер с рыхлым грунтом, машина зачерпнула солнечной панелью немного грунта. Впоследствии, когда батареи закрывали на ночь, этот грунт попал внутрь и стал теплоизолятором. 4 июня 1973 года миссия аппарата закончилась. За время работы он передал на Землю тысячи фотографий Луны, определен состав лунного грунта, проведена первая маршрутная съемка магнитного поля у поверхности спутника.

В 1977 году планировался запуск «Лунохода-3», но он не состоялся. Следующий раз что-то проедет по поверхности Луны только через почти сорок лет.

Про любимый лунный трактор: какие аппараты ездили по спутнику
«Луноход-3» в музее НПО имени Лавочкина. Фото: Википедия.

Юйту

В 2013 году Китай стал третьей после СССР и США страной, которая прилунила свой аппарат. Миссия «Чанъэ-3» доставила на спутник «Нефритового зайца» — луноход «Юйту».

Энергию «Юйту» получал, как и советские «Луноходы», от солнечной батареи, а холод лунной ночи переживал за счет изотопного источника тепла на плутонии-238. Аппарат был оборудован двумя навигационными и двумя панорамными камерами, установленными на полутораметровой мачте. Для предупреждения столкновений спереди поставили две камеры Hazcam. Научные приборы включали георадар и два спектрометра.

В январе 2014 года стало известно о поломке лунохода. Аппарат больше не мог передвигаться, однако продолжал работать в статическом положении. «Юйту» посылал сигналы до 2016 года, когда было официально объявлено об окончании миссии.

3 января 2019 года на Луну прибыл «Юйту-2» — он стал первый луноходом на обратной стороне спутника. Первоначально предполагалось, что активный режим работы аппарата составит три месяца, но он продолжает бороздить лунные просторы уже больше двух лет.

Про любимый лунный трактор: какие аппараты ездили по спутнику
«Юйту-2». Снимок сделан с посадочного модуля аппарата «Чанъэ-4». Фото: russian.news.cn

«Юйту-2» проводит изучает лунный грунт, ландшафт местности, ищет полезные ископаемые и измеряет уровень нейтронной радиации на поверхности спутника.

А мы ждем, когда на Луну снова ступит нога человека.


В этой статье мы подробно писали о китайской лунной программе, в которую входит и «Юйту»:

Путь в тысячу тысяч ли: как Китай покоряет Луну

А здесь разбирались, когда человек снова ступит на Луну:

Ticket to the Moon: когда человек снова ступит на Луну?