Военная операция на Украине. Главное

Триумф НПО им. Лавочкина - роботы на Луне / Лунный грунт и Луноходы (да простят меня маскофилы)

145 7350

В этой статье мы наконец-то прокатимся по Луне на Луноходе! 

Вот такой долгий путь – 2 предыдущие статьи – мы проделали, чтобы приступить к изучению славных 70-х.

В этой статье – про наши «Луноходы» и станции «Луна», доставившие на Землю лунный грунт. Продолжается успешное исследование аппаратами СССР Венеры, делаются отправляются аппараты на Марс. Большие усилия мы прилагали к построению и обживанию орбитальных пилотируемых станций серии «Салют». 

Напомню, что в 1969 г. вторая авария РН Н-1 (Лунной ракеты) разрушила стартовую площадку на Байконуре. Восстановление заняло два года, но и последующие два пуска закончились аварией. Американцы дважды высадились на Луне (первый раз пуск 16 июля 1969 г., второй – 14 ноября 1969 г.). В апреле 1970 г. состоялся неудачный полет «Аполлон 13» - произошло несколько аварий на корабле, и космонавты чудом остались живы.

А в июне состоялся самый длительный, до сегодняшнего дня, полёт в одном космическом корабле. Рекорд продолжительности полёта =424 ч 59 мин., корабль «Союз-9».

А тем временем мы, параллельно с пилотируемым полетом к Луне, готовились отправить планетоходы для исследования лунной поверхности и поиска подходящего места для посадки пилотируемого корабля. 19 февраля 1969 г. состоялся неудачный запуск первого лунохода – его называли «изделие Е-8». В полете из-за неверных прочностных расчетов разрушился головной обтекатель, обломки пробили баки первой ступени, и РН взорвалась.

Предполагалось, что перед высадкой космонавта на Луну будут отправлены два планетохода – для поиска основного и запасного места для посадки. В запасной район должен был сесть беспилотный космический корабль в автоматическом режиме. А кабина с космонавтом должна была прилуниться в основной район, тоже в автоматическом режиме на сигнал радиомаяка лунохода. Луноход планировалось использовать и для транспортировки космонавта к резервной кабине в случае неисправности основной. Космонавт также мог использовать луноход как транспорт для себя и перемещаемого оборудования. На таком модифицированном луноходе предполагалось иметь запас кислорода, разъёмы для шлангов лунного скафандра, место космонавта в виде небольшой площадки с пультом управления в передней части аппарата.

Ну и, разумеется, «Луноход» предназначался для исследования грунта и фото- и телесъемки. На нем были установлены аппаратура для определения химического состава лунного грунта; радиометр для исследования радиационной обстановки на трассе перелета и на поверхности Луны; рентгеновский телескоп РТ-1 для исследования рентгеновского космического излучения.

Доставка лунного грунта на Землю.

Через год с небольшим после предыдущей неудачной попытки «Луны 15» (13 июля 1969 г., за три дня «Аполлона-11») мы запустили еще три станции «Луна» за лунным грунтом, но потерпели неудачу. Только КА «Луна-16», также предназначенный для доставки лунного грунта на Землю, выполнил свою задачу. Пуск осуществился с Байконура 12 сентября 1970 г. (РН «Протон-К» с разгонным модулем Д). 

АМС "Луна-16"

На посадочном модуле было установлено грунтозаборное устройство (ГЗУ), которое состоит из бурового станка с системой электрических приводов и бурового снаряда, штанги, на которой укреплен буровой станок, и приводов, перемещающих штангу в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Для выбора места бурения - азимута разворота ГЗУ - на посадочной платформе были установлены два телефотометра, аналогичные установленным на "Луноходе". Для освещения зоны работы ГЗУ параллельно телефотометрам были установлены светильники.

Приборный отсек, имеющий форму тора, служил стартовой площадкой для возвратной ракеты. Возвратная ракета представляет собой самостоятельный ракетный блок с однокамерным жидкостным реактивным двигателем тягой 1850 кг и системой из трех сферических баков с компонентами топлива тетроксид азота и несимметричный диметилгидразин.

Схема полета "Луна-16"
Схема посадки "Луна-16"

РН «Протон» могла доставить на поверхность Луны возвратную ракету массой не более 520 кг, а этого веса мало, с учетом необходимости корректировки траектории. Нашли решение: посадку на Луну надо было осуществить в ограниченный район восточной части экваториальной зоны Луны - в этом случае вертикальный старт с Луны в строго заданное время обеспечивал попадание на Землю без коррекций траектории. Это было ново.

Когда станция оказалась на высоте 13,28 км над поверхностью Луны, она начала торможение и закончила тормозить на высоте 2,45 км. После выключения двигателя аппарат в течение 43 секунд свободно падал. На высоте 600 метров от поверхности вновь начал работать основной двигатель станции в режиме регулируемой тяги, и на высоте 20 м основной ЖРД выключился, и мягкая посадка осуществлялась с помощью двигателей малой тяги.



По команде с Земли началось бурение до глубины 35 см и забор грунта в специальный герметичный контейнер возвратной ракеты.


21 сентября возвратная ракета с образцами лунного грунта стартовала с Луны и через 84 часа,  за 8 часов до входа спасаемого аппарата в атмосферу Земли произошло его отделение от возвратной ракеты. Скорость входа в атмосферу составила 10950 м/с, а максимальные перегрузки достигали 315 единиц.

Главным результатом полёта Луны-16 стала первая в мире доставка автоматическим аппаратом на Землю образцов лунного грунта. Общая масса колонки грунта, доставленного Луной-16, составила 101 грамм.

После вскрытия контейнера ученые увидели, что бур заполнен сыпучим лунным грунтом - реголитом, представляющим собой разнозернистый тёмно-серый (черноватый) порошок, легко формующийся и слипающийся в отдельные рыхлые комки. Эта особенность существенно отличает реголит от земной бесструктурной пыли; по этому свойству он напоминает влажный песок или комковатую структуру земных почв. При этом зернистость реголита увеличивается с глубиной. По химическому составу вещество лунного грунта представляет размельчённую горную породу базальтового типа.

Забегая вперед, отмечу, что вторая доставка лунного грунта была осуществлена станцией «Луна-20» в феврале 1972 г. по схожей схеме. В этот раз на Землю было доставлено 55 г реголита более светлого цвета. А в августе 1976 г. был отправлен доработанный КА «Луна 24», осуществивший бурение на глубину 225 см. Вес грунта составил 170 г.

Таким образом, доставленные на Землю образцы лунного грунта завершили серию проб: Море Изобилия ("Луна-16"), его древнее материковое обрамление ("Луна-20") и геологический разрез Моря Кризисов ("Луна-24").

«Луна-24» была последней русской станцией, отправленной к Луне. 

Роботы-планетоходы на Луне.

Предлагаю перейти к станции «Луна-17», которая доставила на Луну «Луноход-1».

Многие успехи наших космических аппаратов и планетоходов связаны и именем Георгия Николаевича Бабакина (31 октября (13 ноября) 1914 г. — 3 августа 1971 г.), главного конструктора НПО им. Лавочкина, в котором создавались и продолжают создаваться космические аппараты, разгонные блоки и спутники.

Радиотехник по образованию, он много сделал для того, чтобы аппараты безошибочно управлялись на огромном расстоянии, передавали информацию.

Шасси для «Лунохода» разрабатывал под руководством А. Л. Кемурджиана ВНИИтрансмаш (Ленинград), где до этого разрабатывались ходовые части танков.


Ждали только доставку грунта с Луны – подтверждение, что колеса сконструированы правильно, и можно запускать «Луноход». Ведь сначала никто даже не знал, что представляет собой лунная поверхность, и не следует ли вместо лунохода изготовить, к примеру, луноплав. Проблему решил Сергей Павлович Королев: он выпустил приказ считать Луну твердой.

Фрагмент колеса "Лунохода"

Колеса «Лунохода» состоят из трех титановых ободов с закрепленной на них стальной сетке с грунтозацепами из того же титана. На твердой поверхности опора приходится на средний обод, на мягком же грунте обод проникает глубоко и тогда работает сетка.

Испытания «Луноход» проходил, в частности, на «лунодроме» под Симферополем – его «пускали» по самому разному грунту, по камням, по расщелинам, горкам, имитировавшим лунную поверхность.

Испытания шасси "Лунохода"

«Луноход-1» представлял собой герметичный приборный отсек, установленный на самоходной тележке. Каждое из восьми колес тележки имело свой электродвигатель. Было еще и девятое колесо, но оно требовалось не для езды, а для замера пройденного расстояния. Колесо намерило за одиннадцать месяцев работы 10540 метров пути, учитывая объезды глубоких кратеров. Максимальная скорость «лунохода» не превышала 2 км/час. 

 Управлялся «лунный трактор» с Земли и на Землю же передавал увиденное «глазами» – телекамерами. Изотопный источник был вынесен наружу – раз включившись, он уже не выключался, и во время лунного дня, находясь внутри, мог перегреть приборы. Напомню, что лунная ночь (отсутствие прямого солнечного света) длится около 354 земных часов (14 суток и 18 часов). Верхний слой грунта промерзает до – 170 град Цельсия. На время лунной ночи солнечная батарея закрывалась, и «Луноход» «засыпал».

Схема "Луноход-1"

Для управления набрали специальный экипаж, вернее даже два сменных экипажа и в каждом командир, водитель, резервный водитель, штурман-навигатор, бортинженер, оператор. Экипаж лунохода, получая на Земле лунные телевизионные изображения и телеметрическую информацию, с помощью специализированного пульта управления обеспечивал выдачу команд на луноход. Основную сложность при управлении луноходом составляла задержка времени, радиосигнал двигался до Луны и обратно около 2 секунд, и применение малокадрового телевидения с частотой смены картинки от 1 кадра в 4 секунды до 1 в 20 секунд. В результате общая задержка в управлении доходила до 24 секунд.

Космический аппарат "Луна-17" был запущен 10 ноября 1970 год. 15 ноября при подлете к Луне был включен двигатель на торможение, и станция "Луна-17" вышла на орбиту искусственного спутника Луны. 16 ноября прошли коррекции, в результате которых минимальная высота над поверхностью снизилась до 19 км. 17 ноября 1970 года в 6 часов 41 минут был включен тормозной двигатель, и в 6 часов 46 минут 50 секунд станция "Луна-17" совершила мягкую посадку в прибрежном районе западной части Моря Дождей. 

После осмотра места посадки и развертывания трапов была выдана соответствующая команда, и "Луноход-1" съехал по трапу с посадочной платформы на лунный грунт. Автоматическая самоходная лаборатория приступила к выполнению программы научно-технических исследований и экспериментов.

За 157 сеансов связи с Землей «Луноходу-1» выдали 24820 команд. Аппарат обследовал 80 000 квадратных метров поверхности Луны и передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий.

«Луноход-1» проехал 10 540 м. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведён анализ его химического состава.

С «Луноходом-1» даже поигрались: 8 марта 1971 года в честь женского праздника операторы нарисовали его колесами цифру 8.

 
Красавчик!

В конце сентябре 1971 года у лунохода иссяк изотопный источник тепла, и 4 октября попытки связаться с ним прекратили.

Общее время активного функционирования лунохода (301 сутки 6 часов 57 минут) более чем в 3 раза превысило заданное по ТЗ. Программа полета станции "Луна-17" и самоходного аппарата "Луноход-1" была выполнена полностью.

В 1971 г. запуск «Луны-18» за лунным грунтом потерпел неудачу – станция не смогла мягко приземлиться, в сентябре 1971 г. к Луне полетела исследовательская станция «Луна-19», которая проработала на орбите Луны 13 месяцев вместо запланированных трех – исследовалось магнитное поле Луны и солнечное излучение в период активности Солнца. 

В январе и июле 1971 г. «Аполлон-14» и «Аполлон-15» совершили 3 и 4 высадку на Луну. В четвертой миссии астронавты использовали Лунный ровер. Вот он:

Американский луноход

А СССР 19 апреля 1971 г. вывел на орбиту Земли первую в мире пилотируемую орбитальную космическую станцию «Салю́т» (ДОС-1, также проходит в документах как «Изделие 17К» или № 121)!

11 октября 1971 года, пробыв на орбите 175 суток, станция по командам ЦУПа была сведена с орбиты и вошла в плотные слои атмосферы. Несгоревшие обломки упали в Тихий океан.

Стыковка "Союз" и ДОС "Салют-1" (реставрация)

Как всегда бывает, с первым в своем роде изделии возникли проблемы.

Первая экспедиция на корабле «Союз-10» (запущен 24 апреля 1971 г., экипаж В. Шаталов, А. Елисеев, Н. Рукавишников) оказалась неудачной: «Союз-10» причалил к станции 24.04.1971, произошло касание, штырь стыковочного узла корабля зафиксировался в приёмном конусе станции. Однако попытки завершить стыковку, втянув штырь, тем самым создав герметичный переход на станцию, не увенчались успехом. Переход экипажа на борт «Салюта-1» был невозможен. Команда на расстыковку со стороны корабля не прошла, команда на расстыковку со стороны станции тоже не была выполнена. У космонавтов была возможность, активировав пиропатроны, «срубить» штырь стыковочного узла и вернуться на Землю. В этом случае «Салют-1» был бы потерян, другой корабль уже не смог бы состыковаться со станцией. Инженеры-конструкторы, создатели корабля «Союз», дали рекомендации, как космонавтам собрать альтернативную электрическую схему расстыковки, после чего корабль был отстыкован и совершил посадку.

Станция "Салют 1" с кораблем "Союз"

Вторая экспедиция окончилась трагично. «Союз-11» (командир Г. Т. Добровольский, бортинженер В. Н. Волков и инженер-испытатель В. И. Пацаев)запущен 6 июня 1971 г. Во время первого входа на станцию экипаж обнаружил, что воздух сильно задымлён, после ремонта вентиляционной системы космонавты провели следующие сутки в спускаемом аппарате, ожидая регенерации воздуха. За 22 дня трое членов экипажа, несмотря на некоторые нештатные ситуации (на станции произошёл пожар, ликвидированный космонавтами), успешно выполнили программу полёта. 29 июня была произведена расстыковка, и после выдачи тормозного импульса корабль начал спуск с орбиты. Однако после разделения отсеков произошла разгерметизация спускаемого аппарата — экипаж погиб в результате разгерметизации спускаемого аппарата на этапе спуска и посадки.

В 1972 г. СССР, как указано выше, отправил «Луну-20», которая привезла на Землю лунный грунт. А американцы два раза высадились на Луну («Аполлон-16» и «Аполлон-17»), завершив на этом программу исследования Луны с помощью космических аппаратов или пилотируемых полетов. Следующий американский аппарат - зонд Clementine – был отправлен только в 1994 г. Он передал на Землю около 1,8 млн снимков поверхности Луны. В 1990 г. японцы отправили Хитэн — первый японский космический зонд для исследований Луны. Зонд стал первой АМС, исследовавшей Луну после 14-летнего перерыва.

СССР же еще четыре года продолжал запуски на Луну. Напомню, что в 1974 г. на старте стояли две лунные ракеты Н-1 с беспилотными космическими кораблями, готовые лететь. Но программа была закрыта, ракеты и документация уничтожены.

А 8 января 1973 г. стартовал КА "Луна-21". Он был предназначен для доставки на поверхность Луны самоходного аппарата "Луноход-2" и проведения научных исследований на лунной поверхности. Станция была аналогична станции «Луна-17», изменения коснулись лишь планетохода. Были добавлены две усовершенствованные аккумуляторные батареи, улучшена система управления луноходом, добавлена третья камера на выносной штанге. 

"Луна-21" совершила посадку на восточной окраине Моря Ясности, внутри кратера Лемонье, всего лишь в 3 метрах от края кратера. Система навигации «Лунохода-2» оказалась повреждена, и наземный экипаж лунохода ориентировался по окружающей обстановке и Солнцу.

В ходе выполнения программы работы "Луноход-2" прошел расстояние 37 км, то есть в 3,5 раза большее, чем путь, пройденный первым самоходным аппаратом "Луноход-1". За это время на Землю было передано 93 телефотометрических панорамы и около 89 тысяч снимков малокадрового телевидения. В ходе съемки получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей рельефа, позволяющие провести детальное изучение их строения, изучен химический состав грунта, проведено много исследований.

Некоторые панорамные фотографии, переданные "Луноходом-2" 

На пятый лунный день, 9 мая 1973 года луноход, пытаясь выбраться из кратера, "зачерпнул" тарелкой солнечной батареи пыль со стенки кратера. Этого бы не произошло, если бы одна из телекамер располагалась сзади. В результате пыль налипла и на солнечную батарею, и на радиатор-охладитель. За счет запыления солнечной батареи упал зарядный ток, а из-за того, что пыль попала на радиатор, нарушился тепловой режим: за сутки температура в отсеке выросла до +47°С. В последний раз телеметрическая информация была принята с "Лунохода-2" 10 мая 1973 года.

Оба "Лунохода" так и остались на "Луне, причем 11 декабря 1993 года «Луноход-2» вместе с посадочной ступенью станции Луна-21 были выставлен НПО им. Лавочкина на аукционе Сотбис. При заявленной начальной цене 5 000$ торги закончились на сумме 68 500$. По информации российской прессы, покупателем оказался сын одного из американских астронавтов. В каталоге было указано, что лот «покоится на поверхности Луны».

Был у нас еще и «Луноход 3». 

Его планировали доставить на Луну в 1977 году при помощи межпланетной станции «Луна-25», но запуск так и не состоялся. Сейчас этот планетоход стоит в музее НПО им. Лавочкина. 

В мае 1974 г. СССР запустил станцию «Луна-22», близнеца «Луны-19» для исследований на орбите искусственного спутника Луны. Станция проработала 18 месяцев вместо 3-х и полностью выполнила программу.

В октябре 1974 г. мы запустили станцию «Луна-23», которая должна была доставить лунный грунт, но при посадке станция была повреждена и не смогла выполнить работу. После полета станции "Луна-23", завершившегося аварийной посадкой на поверхность Луны, была предпринята еще одна попытка запустить аппарат для доставки на Землю образцов лунного грунта.

Автоматическая станция, которая была запущена 16 октября 1975 года в 17 часов 04 минуты 56 секунд с помощью ракеты-носителя "Протон-К", погибла из-за аварии ракеты-носителя на участке первого включения двигательной установки разгонного блока.

Автоматическая станция "Луна-24" была запущена с космодрома Байконур 9 августа 1976 г.  с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя "Протон-К". Были внесены изменения с грунто-заборное устройство. В процессе забора грунта до глубины 120 см использовался режим вращательного бурения, а далее происходила смена способов бурения - с вращательного на ударно-вращательный. Общая глубина бурения составила 225 см. Бурильная установка упаковывала образец в пластиковую трубку диаметром 8 мм, которая была намотана в спиральный контейнер.

Возвратная ракета станции "Луна-24" с образцами лунного грунта стартовала к Земле 19 августа.

Продолжительность обратного перелета составила 84 часа. 22 августа она приблизилась к Земле со второй космической скоростью. На высоте 15 км была введена в действие парашютная система, и спускаемый аппарат совершил посадку в 200 км юго-восточнее Сургута. Программа полета станции "Луна-24" была выполнена полностью.

Лунная программа в СССР была официально закрыта. 

Следующим планетоходом, оказавшимся на Луне, стал китайский «Юйту». Он сломался очень быстро – работал меньше 2 месяцев и прошел всего 140 м. В 2018 году Китай планирует запустить второй луноход.

Больше на Луне планетоходов не было.

В последующие годы Китай, США и Япония довольно вяло, по сравнению с Лунной гонкой, отправляли станции к Луне. С 1990 г. успешные (хотя бы частично) миссии были такие: Япония – 5 КА, Китай – 4, Индия – 1, ЕКА – 1, США – 6.

Возникает естественный вопрос: а что же дальше? Ступит ли россиянин на поверхность неприступной соседки Земли?

У России грандиозные планы по освоению Луны. О новой Лунной программе я напишу в четвертой статье «лунного цикла». Луна по-прежнему ждет!

Как иллюстрацию к моему небольшому рассказу о советских луноходах я предлагаю посмотреть советский документальный фильм «Объект Е-8». Он 35-минутный, но заслуживает потраченного времени из-за уникальных реальных кадров.

Если интересно - первая часть (немного сравнительной планетологии и первые шаги в изучении Луны)  и вторая часть статьи (Лунная гонка, кратко история Лунной ракеты).

Немного хорошей музыки от «старого доброго Зодиака», как написал один из читателей: «Фотофиниш».

И традиционный бонус – почтовый блок, посвященный «Луноходу-2». 

Пользуясь случаем, хочу поздравить дорогих Защитников Отечества с 23 февраля и пожелать вам любви и счастья, и чтобы ваши высокие мечты о дальних путешествиях, полетах и подвигах сбылись… хотя бы здесь, и КОНТовской реальности!

Самые сильные, самые смелые,

Умные, чуткие, добрые, верные...

Всех ваших качеств нам просто не счесть!

Мы очень рады, что вы у нас есть.

Дружно сегодня мы вас поздравляем,

Успехов, удачи, достатка желаем.

Ваш день февральский сейчас наступил,

Пусть он придаст вам здоровья и сил!

Благодарю за прочтение! 

В статье использованы материалы с сайтов

http://znaniya-sila.narod.r...

http://stp.cosmos.ru/index....

http://itgsol.ucoz.com/news...

https://scientificrussia.ru...

http://dosoaftor.ru/2017/04...

http://mentallandscape.com/...

https://ru.wikipedia.org


Немцы испугались реакции Москвы на "нацистские слова" Бербок о России

Немцы потребовали отставки главы МИД Германии Бербок после слов о России на языке нацистов  Сторонники бывшего председателя Социал-демократической партии Германии Оскара Лафонтена о...

Жестокие кадры: Спецназ «Отважных» уничтожил врага и захватил опорный пункт ВСУ (ФОТО 18+)

Спецназ «Отважных» уничтожил врага и захватил опорный пункт ВСУ на лиманском направлении. Об этом в новом репортаже военкоров «Русской Весны» из зоны спецопера...

Любимый анекдот Сталина

В хорошей компании Сталин обожал рассказывать свой любимый грузинский анекдот, выдаваемый им за реальную историю. Однажды жители грузинского села обиженные самоуправством местного чинов...

Обсудить
  • :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup:
  • Отличная статья! :clap:
  • Очень познавательно! Спасибо! :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup:
  • Как всегда :thumbsup:  а эти лунный моря-  море Изобилия, моря кризисов, море Дождей, песня же!
  • Спасибо , поновательно