50k
11 лет назад · 17 фото · 11023 просмотров · 84 комментария
Мотор-колеса и ядерный климат-контроль: как устроен Луноход (17 фото + 1 видео)
Полная автономность, год без заправки, саморемонтирующаяся подвеска для любого ландшафта и климат-контроль, стабилизирующий перепады до 100 0С. Автомобиль будущего? Отнюдь – такой транспорт придуман еще в 1969 году. Первый же экземпляр трижды перекрыл гарантийный пробег без единого отказа.
Если исходить из того, что братьев по разуму у нас нет, этот транспорт можно считать самым надежным во всей Вселенной. Американцы не в счет: они дважды ремонтировали свой «Лунный ровер» прямо на Луне. Наш «Луноход», сломайся он «в рейсе», ремонтировать было бы некому – экипаж находился от него за 400 тыс. километров…
Шасси для беспилотника
В освоении иных планет мы – как это бывало не раз – тоже пошли своим путем. Вместо человека СССР решил послать на соседнюю планету робота-исследователя.
Чтобы он смог сделать все то, что и живой космонавт, ему было необходимо транспортное средство. Ключевой проблемой было шасси, и решить ее поручили военному НИИ из Ленинграда, проектировавшему ходовую часть. Военные конструкторы остановились на старом добром колесе, отвергнув гусеничный ход, шагающий, прыгающий, перекатывающийся… Определяющих требований к шасси «Лунохода» было несколько.
Прежде всего, движитель должен быть настолько универсальным, чтобы свести к минимуму вероятность «засадить» планетоход – подтолкнуть-то его будет некому! Да и с «раскачкой», как покажет жизнь, у космических роботов проблемы. Кроме того, профиль протекторной части должен был препятствовать боковому сползанию транспортного средства при движении по склонам. Во-вторых, важна надежность, а что может быть проще колеса? Тут, кстати, сразу и в-третьих, – по причине простоты колесо как таковое предельно легкий узел. Наконец, оно – один из самых эффективных движителей, и требует наименьших энергозатрат. Применение шасси с колесами дает возможность варьировать их количество, а помимо снижения давления на грунт это еще и возможность повысить живучесть транспортного средства – за счет исключения из игры отказавших колес.
Прежде всего, движитель должен быть настолько универсальным, чтобы свести к минимуму вероятность «засадить» планетоход – подтолкнуть-то его будет некому! Да и с «раскачкой», как покажет жизнь, у космических роботов проблемы. Кроме того, профиль протекторной части должен был препятствовать боковому сползанию транспортного средства при движении по склонам. Во-вторых, важна надежность, а что может быть проще колеса? Тут, кстати, сразу и в-третьих, – по причине простоты колесо как таковое предельно легкий узел. Наконец, оно – один из самых эффективных движителей, и требует наименьших энергозатрат. Применение шасси с колесами дает возможность варьировать их количество, а помимо снижения давления на грунт это еще и возможность повысить живучесть транспортного средства – за счет исключения из игры отказавших колес.
Колесо заново
Правда, колесо пришлось существенно дорабатывать, и прежде всего потому, что в конце 1960-х человек очень приблизительно знал, что представляет собой лунный грунт. Комбинация камней всех калибров с рыхлыми породами непредсказуемой плотности требовала колеса с противоречивыми свойствами. И военные такое сделали. Три тонких титановых обода легко катились по твердой поверхности, натянутая между ними сетка вступала в действие на сыпучем грунте, когда обода начинали проваливаться. Приваренные поверх всего уголки-грунтозацепы помогали выгребать на рыхлой поверхности под нагрузкой; как потом оказалось, они были востребованы чаще, чем хотелось бы. Легкие спицы вместо дисков обеспечивали необходимую прочность и упругость на случай жесткого контакта колеса с камнями.
Окончательный вариант колес рождался в результате расчетов и многочисленных испытаний. Опытные образцы катали на трех полигонах с разными типами грунтов и даже в отсеке самолета, имитирующего лунную гравитацию, которая составляет 1/6 часть земной. Например, много времени занял подбор величины ячейки сетки, натянутой на обод.
В тонкую ступицу колес встроили электродвигатель постоянного тока с редуктором и пиропатроном. Последний подрывался дистанционно в случае аварийного заклинивания привода, и колесо, разобщенное таким образом с осью редуктора, превращалось из ведущего в ведомое – т.е. просто катилось по поверхности. Таким образом можно было без непосредственного участия человека «отремонтировать» привод пяти колес из восьми имеющихся – и аппарат мог продолжать выполнение задачи с тремя оставшимися ведущими!
В тонкую ступицу колес встроили электродвигатель постоянного тока с редуктором и пиропатроном. Последний подрывался дистанционно в случае аварийного заклинивания привода, и колесо, разобщенное таким образом с осью редуктора, превращалось из ведущего в ведомое – т.е. просто катилось по поверхности. Таким образом можно было без непосредственного участия человека «отремонтировать» привод пяти колес из восьми имеющихся – и аппарат мог продолжать выполнение задачи с тремя оставшимися ведущими!
Нервы длиной 400 тыс. км
Самым сложным пунктом в лунном проекте СССР было управление «Луноходом». Оно было дистанционным, и более дистанционное найти было трудно: расстояние от Моря Дождей на Луне, куда высадился наш космический робот, до Центра дальней космической связи в Крыму, где располагался его экипаж, превышало 400 000 километров.
Командный радиосигнал преодолевал этот путь за 2,5 секунды, то есть с такой задержкой аппарат реагировал на команды водителя. Но это была не главная проблема. Основная трудность была в скорости обновления картинки на мониторе перед оператором. Передача изображения с камер «Лунохода» на Землю только называлось телевизионной, на самом деле водитель видел перед собой, мягко говоря, слайд-шоу: кадр сменялся не 25 раз в секунду, а один раз в 3 – 20 секунд (в зависимости от рельефа местности)! Ничего не поделаешь – обеспечить более быструю передачу данных каналы связи и счетно-решающие машины того времени не могли. Таким образом, после обнаружения препятствия машина продолжала двигаться еще не менее 8 секунд! Именно поэтому водители никогда не «гнали» быстрее 2 км\ч.
Усугубляли проблему особенности лунного освещения – настолько резкого и контрастного, что дорожная ситуация «за лобовым стеклом» выглядела для оператора как набор черных и белых пятен. В некоторые дни, когда солнце стояло в зените, «ехать» было вообще нельзя. Поэтому в помощь глазам водителя аппарат присылал ему данные с дополнительных датчиков: крена, дифферента, нагрузки и пробуксовки колес. Анализируя их, экипаж быстрее понимал, что происходит с его машиной: накренилась на каменной гряде, спускается в кратер, карабкается из него с 90-процентной пробуксовкой... Работа экипажа была столь напряженной, что больше двух часов «за рулем» он не выдерживал.
Усугубляли проблему особенности лунного освещения – настолько резкого и контрастного, что дорожная ситуация «за лобовым стеклом» выглядела для оператора как набор черных и белых пятен. В некоторые дни, когда солнце стояло в зените, «ехать» было вообще нельзя. Поэтому в помощь глазам водителя аппарат присылал ему данные с дополнительных датчиков: крена, дифферента, нагрузки и пробуксовки колес. Анализируя их, экипаж быстрее понимал, что происходит с его машиной: накренилась на каменной гряде, спускается в кратер, карабкается из него с 90-процентной пробуксовкой... Работа экипажа была столь напряженной, что больше двух часов «за рулем» он не выдерживал.
Что внутри?
Кстати, об экипаже – он состоял из пяти человек. Кроме водителя, сидевшего на рычагах (поворачивал «Луноход» по-танковому, с подтормаживанием колес), были еще штурман, бортинженер, оператор остронаправленной антенны и командир экипажа. Как бы там ни было, даже при прочих благоприятных условиях поместиться в своей машине все эти люди не могли бы, поскольку ее округлый корпус (макс. диаметр 2150 мм) полностью занят научной аппаратурой и системами, отвечающими за работу шасси. Маршевые электродвигатели планетохода питались от серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей, которые получали зарядку от солнечных панелей, размещенных на верхней откидывающейся крышке. Ночью (1 лунная ночь, как и лунный день, длится почти 14 земных суток) крышка закрывалась, чтобы беречь тепло в корпусе, и аппарат на это время замирал в «анабиозе». Причина – не в отсутствии мощных фар, а в отсутствии возможности подзаряжать батареи без солнца.
Одной из ключевых систем «Лунохода» была климатическая установка, которая обеспечивала заданную температуру в герметичном корпусе при забортной температуре –150°С ночью и + 150°С днем. Источником тепла служила капсула с радиоизотопом Полоний-210, излишнее же тепло отводилось через крышу корпуса, являющуюся радиатором. Газ-теплоноситель циркулировал внутри корпуса по двум контурам, причем второй был выделен для аппаратуры с особо строгим тепловым режимом. Эффективность тогдашнего климат-контроля была столь высока, что позволяла не беспокоиться за сохранность аппаратуры при разнице температур левого и правого бортов аппарата в 100 градусов!
Гарантийные обязательства
Всего было выпущено четыре экземпляра «Лунохода», не считая опытных версий и тренировочных экземпляров. Самый первый «боевой» экземпляр, которому последствие присвоили «Луноход-0», из-за аварии ракеты на старте в космос не попал. Второй аппарат под именем «Луноход-1» наездил по Луне 10 540 метров, выполнив множество научных задач. Производитель – оборонное предприятие Машиностроительный завод имени С. А. Лавочкина – гарантировал три месяца бесперебойной работы своего детища, но «Луноход-1» отработал без малого год, с 17 ноября 1970 г. по 15 сентября 1971 г. Эксплуатацию пришлось прекратить после того, как выработал свой ресурс изотопный источник тепла и начинка восьмиколесного робота окончательно замерзла холодной лунной 150-градусной ночью…
«Луноход-2» в 1973 году накрутил по Луне уже 40 000 метров, отработав более положенных 3 месяца, но вышел на заслуженный отдых не из-за поломки или выработки ресурса. Попав в особенно сложный кратер, аппарат зачерпнул открытой верхней крышкой грунта, при попытке стряхнуть который была загрязнена и крышка-теплообменник. Без пополнения электроэнергии от Солнца и при отсутствии охлаждения «Луноход-2» долго не протянул.
Третья версия лунного безпилотника, планетоход «Луноход-3», на свою планету снова не попал, поскольку СССР чуть раньше свернул свою лунную программу. Самое надежное транспортное средство Вселенной в отличном состоянии и с нулевым пробегом хранится сейчас в надежном месте. Заинтересованные лица берегут его пуще зеницы ока – а ну как попадется в руки автостроителей и они тоже научатся делать безотказные машины…
Заинтересованные лица берегут его пуще зеницы ока – а ну как попадется в руки автостроителей и они тоже научатся делать безотказные машины… :)авто ВАЗу можно доверить смело все равно ничего путнего не сделают
могли бы какие то технологии и в гражданское производство пустить, польза была бы.
"этот транспорт можно считать самым надежным во всей Вселенной"
-----------------
При заявленном ресурсе в те же три месяца, марсоход "Спирит" отработал пять с копейками ЛЕТ. Марсоход "Оппортьюнити", запущенный вместе со "Спиритом" в 2003 году и начавший работу на Марсе в начале 2004 года, работает ДО СИХ ПОР...
Кстати, имена им придумывала русская девчонка, родом из Сибири и удочеренная американцами.
Ну ты и сравнил!
Это на начало 70-х годов луноход был самым крутым.
Никто не спорит. Даже американцы.
нихера он не работает. Наса сказало что алюминиевые колеса стёрлись уже через полгода. Да он пересылает сейчас какие-то данные, включается, но не более.
Далеко не лазил, вот Педивикия:
---
2016 Аппарат продолжает двигаться по краю кратера Индевор, преодолевая в день 10-20 метров, в поисках выхода глинистых минералов.
--- https://ru.wikipedia.org/wiki/Оппортьюнитиhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Оппортьюнити
Двигаться, КАРЛ!
Videli
Какую Луну просрали
Нет, не просрали. Вон, за окном блестит, чистая такая, незагаженная.
Чо, в нептуне отдыхал?)
Да, прошлым летом.
А где это?
https://yandex.ru/maps/1107/anapa/?source=serp_navig&mode=search&ol=biz&ll=37.273498,44.970501&z=14&l=stv,sta&oid=1053354145https://yandex.ru/maps/1107/anapa/?source=serp_navig&mode=search&ol=biz&ll=37.273498,44.970501&z=14&l=stv,sta&oid=1053354145
были времена...
Тогда были да впереди планеты, но сейчас отстаем и на много по части марсоходов луноходов. Взять те же марсоходы НАСА. Да и расстояние сравните до луны и до марса.
Ну так вопрос был не в решении конкретных проблем, а в сравнении уровня достижений двух миссий. Ничего такого особенного в Атласе на одном РД-180 нету, а искусственный "интеллект" управления марсохода прекрасно отлаживается на Земле.
"...Результаты экспериментов, проведенных с реактором в 1978– 1981 гг., подтвердили правильность конструктивных решений. В принципе ЯРД был создан. Оставалось соединить две части и провести комплексные испытания...."
Играем понятиями?
Двигатель был, узлы испытания прошли. Продолжаем утираться.
Нет, просто понимаю, что сложное техническое устройство это несколько большее чем сумма его слагаемых. Иначе машины бы собирались из стандартных узлов и никаких испытаний было-бы не нужно. Toyota по разным данным отозвала от 3.8 до 7.3 млн машин из-за ковриков, которые цеплялись за педаль газа. По вашей логике это отличная машина, ведь по отдельности с машиной и с ковриками всё нормально. А сколько ещё может быть разных причин: Работа в условиях других вибраций(сам видел как при разных вибрациях гайка то закручивалась, то откручивалась), работа в условиях другого ускорения. Другое забортное давление. Да каждый в отдельности эффект просчитать можно. Проблема узнать о всех таких проблемах. Более с вами не общаюсь. Надоело.
Не согласен с прекрасным отлаживанием. Атмосфера другая. Выглядеть всё должно по другому. Грунт другой. И главное."ИИ" в большинстве случаев не способен понять где начинается непредусмотренная ситуация.
Дальность связи тоже сильно отличается. Нужны более остронаправленные антенны с более точным ориентированием.
Моё мнение: проект марсохода осуществить технически сложнее. Но если сравнивать размер шага вперёд по тому что было и стало. 1-й механизм передвигающийся по телу, которое не земля бОльший шаг, чем 1-й механизм передвигающийся по другой планете.
А вы на 100% уверены, что американский марсоход на Марсе, а не в пустыне Невады?
На аукционе Сотбис в 1994 году луноход был продан за 68500 долларов с условием самовывоза. Покупателем стал некий богатый японец, заявивший, что за эту машину он спокоен - угнать ее не смогут, да и не заржавеет никогда. "А когда Япония долетит до Луны, я этот луноход и заберу". "Если найдешь", - ехидно фыркнули в толпе наши земляки.
Вообще, тема интересая, но написано ужасно: то НИИ, то "Военные", то "за лобовым стеклом"...
это всё конечно хорошо и в этом плане слава советскоскому союзу,
но сейчас мы сильно устарели и пора бы уже навёрстывать мировых лидеров космических исследований, а не хвастаться былыми заслугами 30-летней давности..
куда устарели, и кто отстал, любезный, до сих пор никто не создал лучше лунохода, а ваш предпологаемый аргумент в виде американского " исследователя" на марсе, есть не что иное как апгрейт нашего лунохода. Привет всепросральщикам. Ау.
спасибо ! хорошая добрая песенка...
Если в это шасси поставить современную аппаратуру (а она легче и компактнее) более эффективные солнечные батареи вписать в габариты крышки,поставить новый источник питания. И Луноход-3 с новыми потрохами к старту готов. С таким оборудованием и современным дистанционным управлением он пройдёт не 40 км, а даже страшно сказать сколько.
И в качестве вишенки на торт, на нём можно сгонять и посмотреть, так, чтоб с фотками и видео, на места "высадки" пиндосов на Луне.
Тока само-собой сразу договориться за эксклюзив на Фишки
Аааа-аа, моя первая электрическая игрушка, в 8 лет дарили, сколько она пережила...
Да ты мажор братец. У меня такой не было.
Жаль, что все достижения остались в СССР...
Дядя, ты дурак? Россия до сих пор №1 в космосе, самое большое число запусков, весь мир в космос на наших ракетах летает. А Ангара? А новый космодром? Тебе Навальный про это не рассказывал что ли?
и долго мы будем №1, пока двигатели разработанные в СССР есть?
что не вкурсе как космодром строится? в СССР уже 99% строителей сидели
Я думаю, что 100% недовольных комментаторов сидели бы тоже.
Третий Луноход берегут от автостроителей, не для того чтобы украли секреты, а шоб эти секреты не уничтожили! Кому нужны авто которые не ломаются?
Это просто шутка. Авто давно уже можно делать очень надёжными, только это невыгодно, поэтому заранее закладывают время износа, типа разбивающихся пластмассовых втулок в КП Шевроле.
Про первый луноход в 70 годах ходили слухи что с человеком отправили. Смертником. Правда или нет - кто знает?
Какой 2ой круг,школота?Буран отвернул на 90град от посадочной глиссады ,а затем вернулся ,задавив таким образом перегрузкой излишнюю скорость.Учи МЧ сынок.
Пелевина почитай "Омон Ра" там как раз про это. ))
у конструкторов автопилот не предполагался.
Не просто слухи: почитайте документальную повесть проф. Пелевина, там все рассказано без регистрации, смс и баннеров.
за что купил - за то продал.
Хочется обзора автомотического зонда (аппарата) , построенного в современной России, который успешно выполнил программу освоения какого-либо участка солнечной системы. Но нет такого, лучше потёмкинские деревни строить во Владике и Сочи.
на марсоходе есть узлы российской разработки.
я в курсе. Но это лишь узлы. А хочется полноценного проекта, обидно, когда в стране другие приоритеты.
система предупреждения о метеоритной угрозе ~= система предупреждения (обнаружения) целей на орбите плюс астрономическая составляющая, это было и до челябинского метеорита, просто кто-то сделал денюжку на красивом названии. Да и челябинский метеорит показал всю несостоятельность подобных систем. Всё таки это должно быть мировое сотрудничество с зондами на удалении, но это на данном этапе развития нецелесообразно.
сейчас не те времена, и масштабные проекты пытаются делать вскладчину. а те которые делают в одиночку мы о них узнаем не скоро.
Автоматическая система предупреждения о метеоритной угрозе
это та которая по факту предупредила челябенцев?