З кінця 1950-х і приблизно до середини 1970-х років СРСР здійснював програму вивчення Місяця допомогою автоматичних міжпланетних станцій. В рамках одного з етапів цієї тривалої програми на поверхні супутника Землі протягом кількох місяців у 1970-71 роках, а також у 1973-му працювали дистанційно керовані мобільні дослідницькі зонди серії Е-8. Весь світ знає їх як радянські місяцеходи.
Етапи місячної програми СРСР
Апарати, за допомогою яких проводилося дослідження Місяця і прилеглого простору, прийнято ділити на три покоління. Автоматичні станції, що відносяться до першого покоління, мали завданням домогтися доставки зонда на супутник Землі, а також зробити її обліт і фотографування зворотного боку з передачею знімків на Землю. Апарати другого покоління були призначені для м’якої посадки, і, крім того, для виведення на навколомісячну орбіту штучного супутника, фотографування поверхні Місяця з його борту і відпрацювання систем зв’язку з Землею.
Третє покоління станцій (серія Е-8) створювалося вже для більш глибокого вивчення нашої найближчої космічної сусідки. В її рамках проектувалися керовані з Землі рухомі пристрої – місяцеходи, а також важкий супутник Місяця Е-8 ЛЗ і станції Е-8-5 з її обчислене апаратом, призначеним для доставки грунту з супутника Землі.
Серія міжпланетних станцій Е-8
Ще з 1960 року в ОКБ-1 (нині корпорація «Енергія») розглядалися питання створення самохідної місячної машини. У 1965 році роботи по проектуванню міжпланетних станцій були доручені конструкторському бюро Машинобудівного заводу (з 1971-го – НВО) ім. Лавочкіна, керованому Р. Н. Бабакиным, яке в 1967-му підготував документацію за власним варіантом апарату. Зокрема, був повністю змінений проект шасі. Замість передбачених раніше гусениць конструктори оснастили радянські місяцеходи вісьмома провідними колесами шириною 200 мм і діаметром 510 мм кожне.
Станція серії Е-8 складалася з двох модулів: посадкової ракетної ступені КТ і, власне, місяцеходу 8ЕЛ. Доставка на Місяць повинна була здійснюватися ракетою-носієм «Протон-К», забезпеченою розгінним блоком Д.
Конструкція і обладнання рухомого зонда
Луноход являє собою герметичний контейнер. Це приладовий відсік, встановлений на самохідне колісне шасі. Кришка контейнера забезпечена фотоелементами сонячної батареї потужністю 180 Вт для підзарядки буферної акумуляторної батареї. Шасі має комплекс датчиків, за допомогою яких оцінювалися властивості грунту, прохідність і вівся облік подоланої відстані. Цієї мети служило також опускаемое дев’яте колесо, вільно котиться і не відчуває пробуксовки.
Приладове наповнення включало апаратуру радіокомплексу, блоки автоматики для дистанційного управління, системи, що забезпечують електроживлення і терморегуляцію, телевізійні системи і наукові прилади: спектрометр, рентгенівський телескоп, радіометричну апаратуру.
Радянські місяцеходи були обладнані двома навігаційними камерами в передній частині корпусу і чотирма панорамними телефотокамерами.
Основні завдання пристрої
Апарати серії Е-8 покликані вирішити такі прикладні задачі, як:
- відпрацювання дистанційного керування мобільним зондом;
- дослідження місячної поверхні з точки зору її придатності для автоматичного переміщення транспорту;
- випробування і відробіток базової транспортної системи Місяця;
- вивчення радіаційної обстановки на шляху до супутника Землі і на її поверхні;
- у перспективі – обстеження основного і резервного районів для посадки пілотованого корабля і підтримка експедиції на деяких етапах, зокрема, при посадці або у разі аварійної ситуації на Місяці.
Був радянський місяцехід придатний до того, щоб служити транспортом для космонавта? В рамках програми пілотованої експедиції передбачалося створення такої машини. Однак у зв’язку з закриттям проекту це не було здійснено.
Місяцеходи виконували наукову програму дослідження хімічного складу і фізичних особливостей грунту, а також по вивченню розподілу інтенсивності рентгенівського випромінювання від різних космічних джерел. Для лазерної локації з Землі на борту машин встановлювався уголковий відбивач, створений у Франції.
Управління апаратами
В систему, що забезпечує управління місяцеходами, входили наступні елементи:
- комплекс апаратури на борту самого агрегату;
- наземний комплекс НІП-10, що розміщувався у Криму, в селищі Шкільне, де розташовувалося обладнання космічного зв’язку і пункт управління агрегатом з пультами управління для членів екіпажу і залом оперативної обробки телеметрії.
Там же, під Сімферополем, було влаштовано лунодром – полігон для тренування екіпажів, влаштований з урахуванням даних, отриманих з «Місяця-9» і «Місяця-13».
Було сформовано два екіпажу, кожен по п’ять чоловік: командир, штурман-навігатор, водій, бортінженер і оператор остронаправленной антени. Одинадцятим учасником групи управління був резервний водій та оператор.
Жоден радянський місяцехід на зворотному боці Місяця не був ніколи з причини складнощів, пов’язаних з організацією зв’язку та управління. Також і посадка пілотованих кораблів планувалася тільки на видимій стороні.
«Місяцехід-0»
Всього було побудовано чотири самохідних місячних апарату. Найперший з них не досяг мети, оскільки при запуску 19 лютого 1969 року сталася аварія ракети-носія, яка завершилася на 53-й секунді польоту вибухом.
Втрачений при аварії апарат отримав умовне найменування «Луноход-0».
«Місяцехід-1»
Наступний зонд цього типу стартував у складі станції «Луна-17» 10 листопада 1970 року. 17 листопада вона здійснила посадку в західній області Моря Дощів. Зійшовши з посадочної платформи станції, почав свою роботу на Місяці перший радянський місяцехід.
Маса машини становила 756 кг, габарити – 4,42 м в довжину (з відкритою сонячною панеллю), 2,15 м в ширину і 1,92 м у висоту. При русі вона залишала колію шириною 1,60 м. Переміщення по поверхні супутника здійснювалося протягом 11 місячних днів. З настанням місячної ночі кришка корпусу закривалася, і апарат очікував настання дня у стаціонарному стані.
Кілька слів про те, що виявив на Місяці перший радянський місяцехід і яких досяг результатів. Він пропрацював втричі довше запланованого терміну – до 14 вересня 1971 року, обстежив територію площею 80 тис. м2 і пройшов в цілому 10,54 км. На Землю було передано понад 20 тисяч телевізійних знімків і понад 200 панорам Місяця. Фізико-механічні тести ґрунту проводилися понад 500 разів, а хімічний склад його досліджувався в 25 пунктах. Лазерна локація з використанням кутового відбивача, виконана радянськими та французькими вченими, дозволила визначити відстань до супутника Землі з точністю до 3 метрів.
«Місяцехід-2»
Запуск наступної станції серії Е-8 («Луна-21») відбувся 8 січня 1973 року. Апарат благополучно здійснив посадку в Море Ясності 16 січня. Принципових відмінностей від попереднього зонда «Луноход-2» не мав, але деякі удосконалення в його конструкцію були внесені з урахуванням побажань операторів-водіїв.
Зокрема, на ньому була встановлена третя навігаційна камера на висоті людського зросту, що суттєво полегшило керування машиною. Деякі зміни торкнулися і приладового складу, а маса апарату склала вже 836 кг.
Знімки з радянського місяцеходу номер два були отримані вже в кількості понад 80 тисяч. Крім того, він передав 86 телевізійних панорам. В умовах складного рельєфу самохідний зонд функціонував 5 місячних днів (4 місяці), подолав 39,1 км, докладно досліджував грунт і виходи скельних порід Місяця. Відстань до нашого природного супутника на цей раз було визначено вже з точністю до 40 див.
До питання про знаходження місяцеходів
У 2010 році на знімках, отриманих американським Місячним орбітальним зондом LRO, були виявлені і перший радянський місяцехід, і другий. У зв’язку з цими подіями поширилася інформація про нібито «загублених» радянськими вченими, а нині «знайдених» апаратах. Фахівці, які працювали в місячній програмі СРСР, підкреслюють, що апарати ніколи не губилися. Їх координати були відомі з досяжною для того часу точністю. «Місяцехід-1» був сфотографований екіпажем «Аполлона-15» з низької орбіти, а місце посадки «Місяць-21» – астронавтами «Аполлона-17», причому ці знімки використовувалися для навігації другого апарата.
Що стосується фотографій, одержаних станцією LRO, вони, завдяки високій роздільній здатності (0,5 метра на піксель), зіграли значну роль в уточненні координат тих місць, де радянські місяцеходи залишилися назавжди припинить свою роботу. Це уточнення важливо ще й тому, що в 2005 році у зв’язку зі створенням нової єдиної селенодезической мережі була оновлена координатна прив’язка деталей поверхні супутника Землі.
«Місяцехід-3»
У 1977 році повинен був відправитися на Місяць наступний самохідний зонд. Він відрізнявся серйозними удосконаленнями навігаційної системи. Однак збудований в 1975 році, повністю укомплектований обладнанням і пройшов випробування третій радянський місяцехід на Місяці так і не побував. У місячній гонці, як і в інших космічних програмах, початковий пріоритет мали політичні та економічні, а не суто наукові мотиви. До речі, реальний науково-технічний розвиток взагалі невіддільне від економіки.
Після 1972 року США фактично закрили свою програму. Остання радянська станція «Луна-24», побувала на супутнику Землі в 1976 році, доставивши з нього зразки грунту. Що ж сталося з останнім апаратом? «Місяцехід-3» зайняв місце серед експонатів музею НВО ім. Лавочкіна, де і перебуває до цього дня.
Роль місяцеходів в розвиток космонавтики
Сконструйовані радянськими вченими та інженерами перші в історії мобільні зонди, керовані з Землі, явили собою величезний внесок у технології створення автоматичних міжпланетних станцій. Вони продемонстрували великі можливості і перспективи планетоходов в дослідженні, а в майбутньому, можливо, і в освоєнні інших планет.
Радянські місяцеходи довели придатність подібних машин для тривалої експлуатації, здатність до різнобічного вивчення досить великих площ, на відміну від стаціонарних апаратів. Зараз самохідні зонди – безумовно, необхідний інструмент планетології. Слід пам’ятати, що «місячні трактори» – родоначальники високотехнологічних нинішніх, обладнаних бортовими комп’ютерами і сучасним автоматичним обладнанням агрегатів, а також машин, яким ще належить залишити колії на поверхні інших планет.
