Луноход автомобиль с дистанционным управлением
Оживший «луноход» или игрушка, о которой слышали не все
Сегодня мне хотелось бы рассказать о модели лунохода программируемой самоходной, как написано на ней самой. О том, что такая игрушка существовала я знал только по слухам — друг рассказывал что в детстве у него была подобная. Внешний вид представлен на рис.1.
Рис. 1 Внешний вид лунохода
Всех заинтересовавшихся прошу под кат, где будет рассказана история знакомства и возвращения лунохода к жизни. Осторожно, под катом достаточно много фотографий.
Волею судеб доводится работать преподавателем в Ивановской государственной текстильной академии ИВГПУ. В один прекрасный день мой тогда еще студент, а ныне аспирант Сергей Баженов принес данное чудо техники, поскольку на кафедре мы занимаемся различными работами в этой области. Я сразу понял что это именно тот робот, о котором упоминал мой друг (как оказалось позднее, это действительно был он). Робота Сергею тоже кто-то отдал, со словами, что он полностью работоспособен. Внешний вид давал надежду на то, что он действительно запустится без проблем. Вид спереди представлен на рис. 2.
Рис. 2 Вид спереди
Осмотр показал, что это Модель лунохода программируемая самоходная ЭЛЕКТРОНИКА Заводской №476, дата выпуска аж ноябрь 1986 года, цена 27 рублей (рис.3).
Рис. 3 Бирка с информацией
От этой информации лично я испытал небольшой шок — такое чудо разработали у нас? Однако небольшой поиск принес и небольшое разочарование, это клон игрушки BigTrak.
Желания его запустить это однако не уменьшило. Были закуплены батарейки, установлены в отсек… (рис. 4) и нас ждало небольшое разочарование, робот не реагировал ни на какие операции.
Рис. 4 Батарейный отсек
Оказалось, что мы забыли еще одно место установки батареи питания типа крона для питания платы устройства (рис. 5).
Рис. 5 Отсек для установки «кроны»
Однако и это не помогло, контакты были сильно окислены, а вскрытие корпуса также выявило несколько оторванных от платы проводков (рис. 6)(один точно был, другой пациент, вероятно, получил после вскрытия).
Рис. 6 Внутреннее устройство лунохода
На фотографии вскрытого робота (рис. 6) хорошо видно его устройство. Слева (на рис. 6) черный бампер, расположенный спереди, соединенный с микропереключателями которые позволяли отключать игрушку при ударе в препятствие. Там же расположились динамик а выше лампочка. В центре находится блок управления (рис. 7).
Рис. 7 Блок управления
В задней части (на рис. 7 справа) клавиатура для программирования команд роботу. Под клавиатурой располагается блок с батарейками (рис.8).
Рис. 8 Фото с откинутой клавиатурой
После вскрытия прошло достаточно большое количество времени, в течении которого внутри боролись два желания — установить Raspberry Pi и Arduino и полностью модернизировать робота и желание сохранить первозданную красоту модели. В конце концов победило желание оставить его как память в том виде в котором он к нам пришел, только восстановить его работоспособность.
И вот в эти длинные выходные было выделено время для восстановления. Были обратно запаяны отвалившиеся провода, зачищены окислившиеся контакты. И о чудо — аппарат ожил, после нажатия на кнопку «Тест» он зазвучал и не просто зазвучал, а поехал, правда одним правым колесом. После небольшого толчка пришло в движение и левое. Пришлось перейти к вскрытию привода, благо по ремонтопригодности он на высоте (как и многие другие советские изделия, с которыми приходилось сталкиваться) (рис 9-12).
Рис. 9 Вид снизу с отсоединенным приводом
Рис. 10 Привод перед вскрытием
Рис. 11 Внешний вид приводного блока
Рис. 12 Блок правого двигателя
Вскрытие приводного блока (рис. 11-12) показало интересную схему определения пройденного расстояния. В одну из шестеренок установлено несколько магнитов (рис.12, красная шестеренка), а рядом установлен геркон (сам геркон и оторванный контакт вы можете увидеть на рис. 13). Для синхронизации оборотов обоих редукторов при прямолинейном движении на валу обоих моторчиков стоят прямоугольные магниты (для правого дивгателя представлен на рис. 12 слева).
Рис. 13 Геркон
К сожалению вскрытие показало, что в нескольких местах у шестеренки левого колеса сломаны зубья. Однако и сейчас робот вполне функционирует, о чем свидетельствует видео, представленное ниже.
Небольшой обзор показал что на сегодняшний день BigTrak производят наши вечные друзья китайцы (куда же без них).
Более того, существует реинкарнация BigTrack и новая версия с камерой и управлением через телефон.
Работа над восстановлением лунохода будет продолжена уже совместно со студентами (необходимо заменить шестеренку, проверить контакты, идущие от геркона), и он займет свое почетное место на кафедре системного анализа наземного транспорта и технических систем.
Как был устроен первый внедорожник для Луны
Эта история начинается 12 апреля 1961 года, когда Юрий Алексеевич Гагарин стал первым человеком, совершившим космический полет. СССР уверенно лидировал в космической гонке, в США готовились к ответному шагу. 12 сентября того же года американский президент Джон Кеннеди выступил перед студентами университета Райса в Хьюстоне. «Мы решили лететь на Луну!» Так было положено начало программы пилотируемых космических полетов «Аполлон». НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства) получило небывалое финансирование. Всего за 2 года неподалеку от Хьюстона был построен грандиозный Центр пилотируемых космических полётов (ныне — Космический центр) — комплекс из 100 зданий на площади 656 гектаров. Начались работы по выполнению задачи по доставке человека на Луну и его благополучному возвращению на земную твердь.
Командой инженеров под руководством главного американского ракетчика Вернера фон Брауна была разработана концепция: трехступенчатая ракета-носитель «Сатурн» выводит на лунную орбиту космический корабль «Аполлон». Тот состоит из нескольких частей — соединенных друг с другом служебного и командного отсеков, а также лунного модуля, обеспечивающего посадку на Луну и взлет с ее поверхности. Первый пробный пуск ракеты-носителя «Сатурн-1» состоялся 27 октября 1961 года. Успешный пилотируемый полет с экипажем был реализован в октябре 1968 года. 20 июля 1969 года астронавт Нил Армстронг произнес: «это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества», первым из людей ступив на поверхность Луны.
Следующая высадка на спутник Земли произошла в октябре того же года. С каждой миссией научные задачи становились все шире, для исследований требовалось больше образцов лунных пород. Стало ясно — передвигаться по Луне пешком неэффективно. Перед инженерами НАСА встала новая задача — создание транспортного средства для астронавтов программы «Аполлон».
На тот момент концепции подобной техники существовали в основном в научно-фантастической литературе. В романе “На серебряной планете” польского фантаста Ежи Жулавского еще в 1901 году фигурировал луноход на электротяге с герметичной кабиной; В 1918 году русский изобретатель Константин Эдуардович Циолковский в книге “Вне земли” описал лунный модуль, который отделялся от основного космического корабля и служил космонавтам транспортом на Луне: “Снаряд был закрыт герметически и наполнен одним кислородом (без азота) плотности в 1/10 по отношению к воздуху, т. е. вдвое реже, чем кислород атмосферный. При этих условиях прекрасно дышалось, но и не было возбуждения, подобного тому, которое бывает от вдыхания кислорода равной плотности с воздухом. Кроме того, благодаря малому внутреннему давлению газа стенки снаряда не надо было делать очень толстыми”.
У космического корабля Циолковского был “автоматический управитель”, электропривод, а также реактивные движители для посадки и взлета с лунной поверхности.
По мере развития науки концепции фантастов обретали реальные черты. Британский математик и физик Артур Кларк, в годы Второй Мировой принимавший участие в разработке навигационных радаров, не только выступил с реализованной ныне идеей создания системы спутников на геостационарных орбитах, но и с концепцией электрического лунохода с батареями (либо газовыми турбинами). Доктор фон Браун, в свою очередь, предложил оснастить луноход гусеничным приводом и реактивными двигателями, работающими на перекиси водорода (как и его известные ракеты).
Проект “Горизонт” армии США в 1959 году изучал возможность строительства лунной базы и лунного автомобиля — “Лунаровера”. Инженер Георг фон Тизенгаузен сформулировал базовые требования к этой машине, подразумевающие гибкие шины без воздуха внутри и полный привод с индивидуальными двигателями для каждого колеса.
При поддержке ведущих лабораторий и производителей техники двойного назначения (включая GM) одновременно стартовали различные проекты луноходов — Lunar Logistics Systems (LLS), Mobile Laboratory (MOLAB), Lunar Scientific Survey Module (LSSM), Mobility Test Article (MTA).
Конструкция всех этих аппаратов была интересной и передовой, но большой размер и масса, связанные с использованием герметичной обитаемой кабины, оказались решающими причинами, по которым большинство из них было отвергнуто по экономическим соображением. Запуск трехтонного ровера потребовал бы гораздо более мощной и дорогой ракеты-носителя, чем “Сатурн”. Поиск конструкторов сместился в направлении небольшой машины без обитаемой кабины — своего рода, пляжного багги, только для безводных лунных морей.
Директором проекта назначили инженера-ракетчик Саверио Морея. У команды было больше вопросов, чем ответов. Например, не было полного понимания, насколько глубок слой лунной пыли. Не увязнет ли в нем машина? Но пробы, взятые советской автоматической лунной станцией “Луна-9” и ее американским последователем “Сервейер-1” показали, что слой пыли неглубок, под ним — твердый реголит. Другая проблема пришла с неожиданной стороны. Письмо из английского Солихолла от компании Rover Co. Ltd. было недвусмысленным — никаких Rover в названии! Проект получил имя LRV — Lunar Roving Vehicle.
Морея направил запросы на разработку в 29 компаний. Техзадание включая полный привод от индивидуальных электромоторов и аккумуляторов, запас хода в 120 км, максимальную скорость с полной загрузкой в 16 км/ч, возможность преодолевать препятствия высотой до 30 см и подъемы/спуски в 25 градусов, защиту от пыли и так далее. Луноход должен был… складываться, чтобы поместиться в вертикальном отсеке лунного модуля “Аполлон”. “Представьте себе Mercedes-Benz 190, который надо упаковать до состояния VW Beetle” — так позже скажу об этой непростой задаче конструкторы.
Предложения поступили лишь от четырех контрагентов, предложивших опытные образцы, и по результатам конкурса контракт на астрономические 19 000 000 долларов США достался 28 октября 1969 года корпорации Boeing, которой было поручено построить 8 луноходов, четыре из которых должны были применяться на Луне. На разработку машины было отведено полтора года. Чтобы успеть, в Boeing обратились в корпорацию General Motors, а точнее, ее подразделение Delco, ставшее главным субподрядчиком проекта.
LRV получил следующие характеристики: вес в 209 кг (это на Земле, а на Луне — всего 35 кг), грузоподъемность в 490 кг (более чем вдвое больше собственного веса!). Длина — 310 см, ширина — 183 см, радиус поворота — 305 см, клиренс 35.5 см, максимальная скорость — 14 км/ч, запас хода — 92 км.
Трубчатое шасси было сделано из авиационного алюминиевого сплава 2219. Каждое колесо имело пару рычагов, торсионную подвеску и демпфер вибраций. Клиренс — 35 см. Каждое колесо приводилось собственным электромотором. Именно колесо было самым сложным компонентом привода. Его, по сути, пришлось изобрести заново.
Фактически, главным создателем LRV можно считать польского ученого, профессора Мечислава Григория Беккера, истинного гения созданного им науки — террамеханики, изучающей взаимодействие машин и местности. За годы работы “оборонном” дивизионе Delco, Беккер испытал десятки масштабных моделей луноходов — колесных, гусеничных, шагающих, шнекоходных. Автор научных трудов, которые издавались и в СССР (например — “Введение в теорию систем местность – машина”), лучше других знал, каким именно должен быть лунный ровер и его колеса.
Колеса, разработанные польским ученым, показали лучшие результаты на тестах. Протектор состоял из металлической сетки. Наружный диаметр колеса — 81.8 см, вес каждого — всего 5.4 кг. Сетка была вручную сплетена из нитей из оцинкованной высокопрочной стали длиной 81.3 см и диаметром всего 0,83 мм. Каждая из 800 нитей предварительно проверялась на рентгеновской установке.
Присоединенные к формованному алюминиевому диску, сплетенные в сеть нити работали на неровностях подобно гибкому каучуковому протектору. Каркас из титановых лент предназначался для отработки наиболее сильных ударов в колесо.
Каждое колесо приводилось индивидуальным электродвигателем постоянного тока мощностью в четверть лошадиной силы, работающим на оборотах до 10 000 об/мин. Тяговое усилие передавалось волновым редуктором с понижающим отношением 80/1.
При каждом обороте каждого колеса, встроенный геркон девять раз посылал импульсы в бортовой компьютер, управляющий навигационной системой. Система торможения была двойной: ТЭД + барабанные тормоза. Рулевое управление было построено по модифицированному принципу Аккермана, и подразумевало больший угол поворота для внутреннего колеса, чем для внешнего при прохождении поворотов. Оси имели независимые рулевые механизмы с возможностью полного разделения механической связи между ними при нахождении колес одной из осей в нейтральном положении. Управление обеспечивали два электродвигателя последовательного возбуждения мощностью в 0,1 л.с.
Тяговые и рулевые двигатели приводились электричеством, хранимым в двух 36-вольтовых серебряно-цинковых аккумуляторах емкостью в 105 ампер-часов. В случае отказа одной из батарей, все системы ровера могли работать от другой. Зарядка батареи в ходе миссии не предусматривалась — ровер должен был отработать свое и остаться на Луне неподалеку от места посадки лунного модуля.
Управление разгоном, торможением и поворотами осуществлялось одной рукой при помощи многофункционального Т-образного джойстика. Для увеличения скорости, рычаг нужно было наклонить вперед, для торможения — назад. Для заднего хода нужно было воспользоваться переключателем на ручке и потянуть ее на себя, для поворота — отклонять рычаг вправо/влево. Если астронавт тянул рычаг до упора на себя, активировался механический тормоз, способный удерживать LRV на 25-градусном уклоне.
Изначально в Boeing планировали оснастить LRV сложной навигационной системой с гироскопами и встроенными акселерометрами, которая на тот момент разрабатывалась для баллистических ракет большой дальности. Однако инженеры Delco и сами астронавты сочли такое решение слишком сложным и недостаточно испытанным — никто не знал, как поведут себя гироскопы и датчики ускорения при движении по пересеченной местности, система была дорогой, тяжелой и, самое главное, еще не была испытана. В итоге на LRV установили сравнительно простую систему навигационного счисления. В ней применялся гироазимут (курсовой гироскоп), раздельные одометры для каждого колеса и твердотельный компьютер. Зная стартовое положение, скорость движения, дистанцию и направление движения, система всегда могла вернуть LRV к лунному модулю (конечно, с определенной погрешностью).
Отстыковка машины от лунного модуля предполагалась автоматической, но проверить такую систему в условиях ⅙ от земной гравитации было невозможно. Поэтому серийная система была полностью ручной.
Чтобы разложить LRV и отделить его от модуля, нужно было выполнить ряд манипуляций руками и потянуть за стропы.
Сиденья имели складной трубчатый каркас и простую тканевую спинку. Из “опций” у LRV были только ремни безопасности, ручки, чтобы держаться, упоры для ног и защитные крылья на колесах.
По результатам тестов, было решено отказаться и от дуги безопасности — астронавты и инженеры сочли, что вероятность переворота минимальна. Это позволило сделать машину еще легче.
Система термозащиты LRV была пассивной. Помимо термоотражающей краски и специального покрытия металлических частей, использовались защитные щитки и “одеяла”. Суть концепции была следующей — компоненты накапливали во время работы тепло, которое рассеивалась при неиспользовании ровера. Тепло накапливалось как в электронных модулях, так и в двух главных батареях. Также оно использовалось для растапливания воскового экрана массой 2.6 кг. После выключения ровера, щитки открывались, и тепло рассеивалось. При достижении заданной температуры, крышки вновь закрывались автоматически.
Элементы коммуникационной системы хранились в лунном модуле и устанавливались на LRV после распаковки. Антенна с высоким коэффициентом усиления предназначалась для ТВ-трансляции на Землю, антенна с малым коэффициентом усиления — для передачи голоса. Установленная на модуль телекамера весом в 4 кг могла транслировать сигнал только во время остановки, т.к. астронавты должны были вручную ориентировать антенну. Телекамерой можно было дистанционно управлять с земли. Помимо этого, у астронавтов была радиорелейная радиостанция с батарейным питанием.
Панель приборов была полностью аналоговой, она сообщала астронавтам о работе отдельных подсистем и помогала с навигацией на местности. Главными ориентирами были тревожные лампы, загорающиеся, если температура одной из батарей превысила 51.7 градуса Цельсия, или двигатель разогрелся до 204.4 градусов.
Несмотря на сжатые сроки разработки, тестовые испытания были полноценными — в том числе, LRV испытывали на имитации лунной поверхности, выполненной на одной из площадок Маршалловского центра.
Наибольшие трудности в разработке и тестировании были связаны с системами мобильности, навигации и отделения от лунного модуля. Отчеты по 32-м испытаниям имели объем в 6000 страниц, финальный образец тестировался в огромной вакуумной камере в течение 78 часов при более экстремальных температурах, чем на Луне. В лабораториях на имитации лунного грунта (использовался измельченный базальт) было протестировано шесть версий колес с сетчатым металлическим протектором. Часть тестов проводилось на борту самолета-лаборатории КС-135, выполнявшего баллистическую траекторию для создания условий ⅙ силы гравитации — именно в таких условиях машине и астронавтам предстояло работать на спутнике Земли.
Надо сказать, что заложенные инженерами Delco принципы дублирования систем пригодились: уже в первой же миссии “Аполлон-15” передние колеса отказались поворачиваться, но используя задний поворотный механизм, астронавты успешно преодолели 27.75 километров, с максимальным отдалением от лунного модуля на 5 км.
В ходе следующей миссии “Аполлон-16” батареи работали с повышенной температурой, был разбит индикатор высоты, также был утрачен один из колесных щитков. Это не помешало Астронавту Джону Янгу снять знаменитый ролик, известный как “Гран-При”, преодолеть 26.55 км, и собрать 94 кг образцов лунных пород.
Гонки на LRV по Луне на видео:
В ходе своих 35.9-километровых вылазок, астронавты “Аполлона-17” столкнулись с тем, что один из штифтов шасси не полностью вошел в зацепление при раскладывании лунохода. Несмотря на различные мелкие проблемы, три LRV успешно справились со своей задачей. Без них объем научных знаний человечества о Луне был бы гораздо меньше. А инженеры ACDelco и других подразделений GM получили новый уникальный опыт, который неоднократно пригодился им в дальнейшем.
Но это уже совсем другая история…
Новый конкурс от ACDelco
Внимание, конкурс завершен! Оглашение победителей по этой ссылке
Мы объявляем второй конкурс от ACDelco! Выбранные случайным образом 10 победителей получат, по своему выбору, масляный, воздушный или салонный фильтр, либо щетки стеклоочистителя производства ACDelco для указанного в БЖ автомобиля. У нас есть запчасти на многие автомобили популярных в России марок — Chevrolet, VAG, Toyota, Hyundai/Kia, Renault, Lada и так далее. Если на ваш автомобиль не сможем подобрать — вручим другой приз от ACDelco! Если вы участвовали в первом конкурсе — можете участвовать снова!
Для участия в конкурсе, необходимо:
— Быть подписчиком страницы ACDelco на Drive2
— Объявить о своем участии в комментариях к этому посту
Спасибо за участие в конкурсе, и за то, что прочитали материал — мы постарались сделать его интересным! Будем рады ответить на ваши вопросы по продукции ACDelco в комментариях!
Луноход автомобиль с дистанционным управлением
В начале 1970-х годов с успехом развивались две лунные программы — американская и советская. И если США блистательно удавались пилотируемые миссии, то СССР не менее впечатляюще осваивал земной спутник с помощью автоматических станций. Спустя всего несколько месяцев после триумфа экспедиции «Луна-16» советские конструкторы вновь вписали свои имена в книгу космических рекордов.
17 ноября 1970 г. произошло знаменательное событие: автоматическая межпланетная станция «Луна-17» доставила в район под названием Море Дождей телеуправляемую мобильную научную лабораторию — «Луноход-1». В течение 322 земных суток колесная машина, управляемая экипажами с Земли, передвигалась по лунной поверхности, передавая полученные изображения и данные с научных приборов.
Начинал все легендарный Королёв
История изучения Луны автоматами началась в январе 1958 г., когда вице-президент Академии наук СССР М.В.Келдыш предложил главному конструктору ОКБ-1 (ныне — РКК «Энергия» имени С. П. Королёва«) разработать несколько проектов космических аппаратов для исследования Луны. В ОКБ-1 к этому заданию приступил 9-й отдел М.К.Тихонравова.
В результате менее чем через три месяца, 20 марта 1958 г., вышло постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР «О создании объекта „Е“» (такой индекс для соблюдения секретности присвоили серии лунных автоматов). Этот документ давал «зеленый свет» разработке нескольких вариантов лунных станций, один из которых, получивший индекс Е8, предусматривал доставку лунохода на Селену.
Подключились Бабакин и Кемурджиан
Первоначальное назначение лунохода стало известно не так давно. В 1960-х годах ОКБ-1 разрабатывало программу Н1—Л3 по высадке человека на Луну, в которой луноходу, управляемому дистанционно, отводилась очень важная роль. Прежде чем на Луну ступила бы нога советского космонавта, в район высадки планировалось доставить два лунохода и с их помощью детально обследовать предполагаемые районы прилунения. Затем луноходы послужили бы радиомаяками при посадке резервного лунного модуля без космонавта в автоматическом режиме. В случае удачи вблизи него должен был прилуниться уже пилотируемый модуль.
Если бы при посадке он получил повреждения, космонавт, выйдя на поверхность, должен был подойти к одному из ближайших луноходов и, водрузившись на него, переехать к резервному лунному модулю. С помощью взлетной ступени космонавт мог бы покинуть Луну и перейти к следующему этапу программы — встрече с космическим кораблем, ожидающим на орбите.
Однако у С. П. Королёва из-за перегрузки предприятия различными проектами до создания луноходов «руки не дошли», поэтому тематику лунных автоматов в 1965 г. он передал в ОКБ-301 Машиностроительного завода имени С. А. Лавочкина, которое возглавлял Г. Н. Бабакин. Его ОКБ и стало головным по разработке универсальной для всех вариантов станций «Е» платформы, а также полезной нагрузки для них, в том числе и лунохода.
А вот разработку шасси лунохода поручили ленинградскому ВНИИ-100 (ныне — ВНИИтрансмаш, пос. Горелово Ленинградской области), где ее возглавил начальник отдела новых принципов движения А. Л. Кемурджиан.
Первый в мире планетоход
Луноход состоял из двух основных частей: герметичного корпуса с научной и служебной аппаратурой и ходовой части (шасси). Корпус имел форму «кастрюли» диаметром 2 м 15 см, накрываемой сверху, как крышкой, солнечной батареей. Длина лунохода с откинутой назад крышкой — 4.42 м, ширина — 2.15 м, высота — 1.92 м.
Шасси лунохода было сделано из сплава на основе титана. Восемь колес имели спицы, вместо шин — металлическая сетка с титановыми грунтозацепами. В ступице каждого колеса находился электродвигатель, поэтому каждое колесо было ведущим. Это позволяло не прекращать движение при отказе какого-либо из них. Пройденный путь определялся по числу оборотов третьего и шестого колес. Для компенсации их пробуксовки с помощью свободно катящегося девятого (заднего) колеса вносилась поправка. Для удержания лунохода на уклонах и его полной остановки имелись дисковые тормоза с электромагнитным управлением. Автоматическая система следила за работой каждого колеса и подавала команду «стоп» в случае возникновения нештатных ситуаций.
Стартовая масса универсальной платформы с луноходом составляла 5750 кг, масса на селеноцентрической орбите — 4100 кг. На поверхность Луны садилась посадочная платформа с луноходом массой 1900 кг. Масса самого лунохода — 756 кг.
Как управлять дистанционно?
Телеоператорное управление луноходом представляло принципиально новую сложнейшую проблему, которая до того времени ни советской, ни зарубежной космонавтикой еще не была решена. Дело в том, что луноход — дистанционно управляемая машина. Ее «водитель» находится на расстоянии около 384 тыс км. При этом «дорогу» он видит не в реальном времени, а с задержкой 1.2 сек (примерно столько идет сигнал от Луны до Земли). Плюс к этому — время на принятие решения и отправку команды. Затем те же 1.2 сек — на достижение Луны, плюс какое-то время на ее исполнение луноходом.
Можно представить, что было бы с водителем автомобиля на Земле, если бы он начал тормозить только через 5–6 секунд после возникновения препятствия. Управлять луноходом требовалось круглосуточно. Поэтому сформировали два экипажа в составе командира, водителя, штурмана-навигатора, бортинженера и оператора остронаправленной антенны (ОНА) (ориентированной на Землю).
Задачи членов экипажа
Командир осуществляет общее руководство.
Водитель выдает команды на движение: «Вперед-1», «2-я скорость», «Назад», «Направо», «Налево», «Поворот 5°», «Поворот 20°», «Стоп», а также опознает возникающие препятствия, определяет расстояние до них.
Бортинженер следит за состоянием бортовых систем по телеметрической информации, сообщает полученные данные командиру и всем членам экипажа, докладывает о случаях отклонения параметров от заданных.
Штурман отвечает за планирование и прокладку курса в заданную точку.
Оператор обеспечивает бесперебойную связь и передачу телевизионного изображения посредством специальных команд, направляя на Землю остронаправленную антенну.
Их отбирали как космонавтов
К выбору кандидатов отнеслись очень серьезно. Командир командно-измерительного комплекса Минобороны генерал-майор И. И. Спица отобрал 45 добровольцев из состава воинской части Центра управления военными космическими аппаратами. Все они были направлены в Институт медико-биологических проблем для оценки физического состояния, выносливости, возбудимости, долговременной и оперативной памяти, способности ориентироваться в пространстве, умения быстро переключать внимание, адаптивности, остроты зрения и многого другого.
«Нам поначалу не сообщили, зачем отправляют на медкомиссию, но по всему сложилось впечатление, что нас отбирают в отряд космонавтов ВВС, — рассказывает Вячеслав Довгань, который стал водителем второго экипажа. — Требования были так высоки, что „добро“ от врачей получили всего 18 человек из 45. Но, когда выяснилось, что в космос мы не полетим, а будем управлять машиной на Луне, продолжать подготовку отказались еще четверо. В результате горнило отбора прошли 14 офицеров, которых разделили на три группы.
Пятерых направили в ОКБ имени С. А. Лавочкина для изучения бортовых систем лунохода. Семь человек выехали в поселок Горелово Ленинградской области во ВНИИтрансмаш (бывший ВНИИ-100) для изучения устройства шасси. Еще два офицера отправились в Институт космических исследований, где в одном из отделов была сформирована оперативная научная группа от Академии наук по изучению карт Луны.
После месячной стажировки все продолжили подготовку в КБ С. А. Лавочкина в Химках, а также в симферопольском Центре дальней космической связи (ЦДКС), неподалеку от которого был оборудован макет поверхности Луны 70×120 м, где мы упражнялись в управлении луноходом».
В связи с явным отставанием программы Н1—Л3 по высадке человека на Луну было решено запускать луноходы по автономной схеме, а средства фиксации на них космонавтов не устанавливать.
Луноход достиг цели, но началось с неудачи
В начале 1969 г. ракета-носитель 8К82К, позже получившая название «Протон-К», с разгонным блоком «Д», а также лунная станция с первой научной лабораторией «Луноход» были готовы к запуску. Старт состоялся 19 февраля. Но на 52-й секунде полета разрушился головной обтекатель: его обломки пробили топливные баки — и ракета-носитель взорвалась.
17 ноября в 06:46 посадочная ступень «Луны-17» благополучно совершила мягкую посадку в районе Моря Дождей, к югу от Залива Радуги, в точке с координатами 38°14’17’’ северной широты и 35°00’05’’ западной долготы.
Теперь настал черед экипажей показать свое мастерство.
«Примерно за полтора часа до посадки по циркулярной громкоговорящей связи на пункте управления луноходом была объявлена „часовая готовность“, — вспоминает Вячеслав Довгань. — Свои рабочие места заняли дежурные смены командной радиолинии, телеметристы, телевизионщики, селенологи и другие специалисты, ну и, конечно, экипаж первой смены во главе с Николаем Ерёменко. Мы же, члены экипажа второй смены, не могли усидеть в общежитии и заняли места рядом с первым экипажем, находясь в „горячем резерве“.
Вскоре в пункт управления „Луноходом-1“ прибыли члены Госкомиссии во главе с Г. А. Тюлиным и Г. Н. Бабакиным. В 7 часов 20 минут начался сеанс управления № 101 (1 — первый лунный день, 01 — первый сеанс связи с луноходом). Около двух часов ушло на осмотр с помощью телекамер места посадки и развертывание трапов, по которым луноход должен был спуститься с посадочной ступени на лунную поверхность. Анализ панорамы показал, что в районе посадки поверхность ровная, условия для схода хорошие. „Луноход-1“ был готов „ступить“ на лунную поверхность и начать свой исторический рейс.
Сход с посадочной ступени для всех нас был самым волнующим моментом. Понятно, что эта операция неоднократно „проигрывалась“ на Земле, правда, в заводских условиях и не экипажем. А на лунодроме, где мы тренировались по управлению, макета посадочной ступени не было, поэтому сход лунохода экипаж не отрабатывал.
Командир Николай Ерёменко выслушал доклады всех членов экипажа и принял решение дать команду „Вперед-1“. Водитель Габдулхай Латыпов перевел штурвал управления от себя на одно деление, нажал кнопку на его торце — и в космос полетела команда на сход лунохода. Историческое событие произошло в 09:27 московского времени: „Луноход-1“ коснулся лунной поверхности и начал отпечатывать свою первую 20-метровую колею».
Первые шаги по Луне
Движение «Лунохода-1» проходило в старт-стопном режиме. Завершив свой первый 20-метровый путь, он остановился.
«Теперь надо было выйти на ровную площадку и развернуть луноход так, чтобы его солнечная батарея сориентировалась на Солнце, — объясняет Довгань. — Такой маневр необходим для пополнения запаса электроэнергии в аккумуляторах. Вскоре это задание было выполнено, и на Землю „прилетело“ изображение панорамы Луны, на которой все увидели оставленную советской машиной первую колею на поверхности. На этом первый сеанс работы с луноходом завершился».
Ко второму сеансу связи на НИП-10 из Москвы прибыли академики М. В. Келдыш, М. Д. Миллионщиков, А. П. Виноградов, М. С. Рязанский, летчик-космонавт СССР В. Ф. Быковский и другие. Первый экипаж провел три сеанса управления «Луноходом-1». На четвертом сеансе места за пультами занял расчет второго экипажа: И. Л. Фёдоров (командир), В. Г. Довгань (водитель), Н. Я. Козлитин (оператор ОНА), В. Г. Самаль (штурман) и А. Е. Кожевников (бортинженер). Неподалеку от пульта водителя расположился Валерий Быковский, который входил в группу подготовки космонавтов для полета на Луну. Этот сеанс управления, как и следующий, прошел удачно.
На следующий день (18 ноября) все газеты Советского Союза и многих зарубежных стран опубликовали сообщение ТАСС: «Передвижение по Луне самоходного аппарата осуществляется с помощью восьмиколесного шасси. Управление движением „Лунохода-1“ производится из Центра дальней космической связи с использованием телевизионной информации о положении аппарата и характере рельефа окружающей лунной поверхности. »
О людях, управлявших «Луноходом-1», ничего не говорилось. Вячеслав Довгань рассказывает: «Спецкорам центральных газет было дано распоряжение не сообщать, что луноходом управляют военные.
И в следующем сообщении ТАСС отмечалось: „Система телевизионного наблюдения и радиотелеметрии позволила операторам, осуществляющим управление луноходом из Центра дальней космической связи, уверенно вести самоходный аппарат по маршруту, контролировать прохождение препятствий и следить за состоянием бортовых систем“. А 11 декабря в сообщении ТАСС впервые прозвучало, что „под управлением экипажа луноход совершал маневры, обходя естественные лунные препятствия“.
Затем последовал репортаж корреспондента газеты „Правда“ В. Смирнова: „20 ноября незадолго до сеанса связи руководитель группы управления познакомил нас с экипажем лунохода. Это молодые, подтянутые ребята в синих элегантных костюмах спортивного покроя со значками на отворотах рубашек — рубиновыми пятиугольниками с рельефными буквами „СССР““. Впервые наши фамилии были названы в открытой печати только через 23 года — в 1993 г. — в газете „Красная звезда“».
Спасибо «сидячим космонавтам»
22 ноября в конце заключительного, седьмого, сеанса первого лунного дня (сеанс 107) выбрали место для ночлега. Луноход установили так, чтобы во второй лунный день панель солнечной батареи смогла воспринять лучи восходящего Солнца.
Сложность и напряженность работы по управлению «Луноходом-1» подчеркнул полковник медицинской службы Ю. А. Петров, руководитель медицинской бригады ИМБП, сопровождавшей экипажи, выступая на заключительной госкомиссии: «. необходимо учитывать работу операторов в необычных сложных условиях. Значительна моральная ответственность операторов, в чьих руках находится судьба огромного труда большого коллектива конструкторов и ученых: достаточно допустить одну грубую ошибку в технике управления луноходом, чтобы программа грандиозного эксперимента оказалась невыполненной. Эту нагрузку на нервы, сердце и мозговой центр трудно даже сравнивать с чем-то в наземных условиях — даже с разминированием».
Георгий Николаевич Бабакин на вопрос корреспондента «Правды», как он, главный конструктор, оценивает работу экипажа и других наземных служб, участвовавших в управлении луноходом, ответил: «В Командно-измерительный комплекс входят различные службы. Среди них в данной работе основная, ведущая роль принадлежит экипажу лунохода, или, как мы их называем, „сидячим космонавтам“. Мы учим луноход „ходить“ по Луне. Экипаж должен хорошо ориентироваться и приводить его в точно заданное место. Параллельно с этим проводится большой объем научных исследований. С работой экипажи справляются прекрасно. Но далось это им не так просто. Они прошли большой курс теоретической учебы, включающий изучение конструкции и работы всех систем подвижной лаборатории, многодневные тренировки на лунодроме. В результате экипаж получил хороший опыт, навыки. Но волнения, как всегда, конечно, были. Хотя и привычные уже операции выполнялись, но сердце иногда щемило. Правда, мы действуем очень осторожно. Это вполне естественно, ведь когда-то и трамвай и автомобиль были первыми. Теперь появилась первая лунная машина. Управлять ею трудно: я имею в виду водителей лунохода, мастерство которых еще далеко до совершенства. Но первые шаги сделаны, а навыки даются практикой. Я уверен, наши водители станут настоящими лунными ассами».
Председатель Госкомиссии Г. А. Тюлин, подводя итоги, поблагодарил всех участников за четкую и слаженную работу и предложил сфотографировать экипажи лунохода вместе с главными организаторами и руководителями этого уникального космического эксперимента. Так появилась эта памятная фотография.
Интересные факты
8 марта 1971 г. водители «Лунохода-1» в честь Международного женского дня «нарисовали» на Луне колесами цифру «8» и передали изображение на Землю.
В марте 2010 г. «Луноход-1» сфотографировала американская лунная орбитальная станция Lunar Reconnaissance Orbiter.
14 июня 2012 г. Международный астрономический союз утвердил названия 12 кратеров по трассе «Лунохода-1», присвоив им имена членов экипажей управления: Альберт, Боря, Вася, Валера, Витя, Гена, Игорь, Коля, Костя, Леонид, Николя, Слава. Небольшое отступление: Габдулхай получил кратер с названием «Гена», а Викентий — «Вася».
Lunokhod — понятно без перевода
15 сентября 1971 г. температура внутри герметичного контейнера лунохода стала падать, поскольку исчерпался ресурс изотопного источника тепла. 30 сентября аппарат на связь не вышел, а 4 октября 1971 г. все попытки войти с ним в контакт были прекращены.
Почти 11 лунных дней работал «Луноход-1» на нашем естественном спутнике, превысив расчетный ресурс в три раза. За 301 сутки 06 часов 37 минут «Луноход-1» проехал 9900 метров (уточненные данные), передал на Землю 211 лунных панорам и более 20 тысяч фотографий. С ним состоялся 171 сеанс связи и передано на борт 24829 команд.
В свое время конструктор шасси луноходов А. Л. Кемурджиан сказал: «Так же, как мы помним о первом пароходе, первом самолете, первом автомобиле, все будут помнить и о первом луноходе. » Слово «Lunokhod» вошло в мировое обращение без перевода, как ранее слово «Sputnik».
Журнал «Русский космос»
Октябрь, 2020