[Impact]«Луна-17»: «Наш любимый лунный трактор…»[/Impact]
10 ноября 1970 года с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Протон-К» c автоматической станцией «Луна-17». К нашему ночному спутнику полетел первый в мире самоходный телеуправляемый аппарата для исследований обстановки на месте, вскоре ставший известен как «Луноход-1»
Гусеница или колесо?
Первые проработки аппаратов для перевозки космонавтов, которым предстояло высадиться на Луну, начались в ОКБ-1 ещё в конце 1950-х. Опыта и ресурсов для самостоятельной разработки таких вездеходов у «фирмы» С.П. Королёва не было, и он начал искать подходящего смежника. «Сначала проект … решили отдать Научно-исследовательскому тракторному институту (НАТИ), — вспоминает один из разработчиков лунохода Борис Гладких. — Но там от участия в проекте отказались, потому что задание было похоже на сказочную авантюру. Обозначенные условия для работы будущей машины были фантастическими: глубокий вакуум, перепад температур от –150°С до +150°С».
В конце 1959 года С.П. Королёв обратился к руководителю Специального конструкторского бюро №2 (СКБ-2) ленинградского Кировского завода Ж.Я. Котину с предложением разработать «внеземное транспортное средство». К 1961 году, рассмотрев несколько вариантов шасси и оценив сложности реализации, от проекта отказался и танковый конструктор.
Кадр из документального фильма, показывающий примерный вид лунохода Л2, разрабатываемого в ОКБ-1. (Источник)
В конечном итоге тема перекочевала в головную организацию танковой промышленности — ленинградский Всесоюзный научно-исследовательский институт №100 (ВНИИ-100, будущий Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения ВНИИТрансмаш), где за работу взялся коллектив под руководством А.Л. Кемурджиана.
Официально проект лунохода был санкционирован 10 февраля 1965 года решением №10 Комиссии президиума Совета министров СССР по военно-промышленным вопросам (Военно-промышленной комиссии). В пилотируемой лунной экспедиции Н1-Л3, реализация которой с августа 1964 года становилась основной задачей советской космической программы, луноходам отводилась важная роль: им предстояло прилуниться раньше человека и разведать район посадки, а также осмотреть резервный экспедиционный корабль ЛК, который прибудет вослед. Кроме того, луноходы должны были служить посадочными радиомаяками, средством перемещения космонавтов и передавать на Землю телевизионные изображения высадки советского человека на Луну.
А.Л. Кемурджиан – заместитель директора – главный конструктор ВНИИтрансмаш по космической тематике. (Источник)
Одной из «точек кипения» стал выбор движителя. Рассматривались разные варианты: шагающий, шнековый, гусеничный, колёсный. Поскольку не было ясности ни в свойствах грунта, по которому предстояло двигаться, ни в особенностях рельефа местности на Луне, до последнего момента шел спор между колесом и гусеницей, причем предпочтение отдавалось последней.
«Для проработки этого необычного для нас задания мною вначале была сформирована небольшая (со мною — пять человек) группа… Всё держалось в страшном секрете. Это была группа первопроходцев, осмысливавших задание и соображавших, что надо сделать, чтобы его выполнить, — вспоминал Александр Леонович. — Постепенно на эту работу переключился весь 25-й отдел. С привлечением специалистов из других отделов вопрос был изучен, сделаны конструкторские проработки, проведены некоторые экспериментальные исследования и определены проблемы. Все это было доложено С.П. [Королёву], который посетил наш институт 31 мая 1964 года вместе со своими ближайшими соратниками… А в июле 1964 года был выпущен отчет: «Определение возможности и выбор направления в создании самоходного шасси аппарата Л-2»».
Первые действующие макеты шасси аппарата Л2, 1965 год: А) с колесным движителем; Б) с гусеничным движителем. (Источник)
В 1965-1966 годах, как мы помним (см. «Луна-16»: триумф после поражения), все работы по межпланетной тематике ОКБ-1 передало на Завод имени С.А. Лавочкина. Последний отвечал за создание комплекса для доставки лунохода («объект Е-8»), а также — за проектирование собственно передвижного объекта. ВНИИ-100 занимался самоходным шасси с блоком управления и системой безопасности движения.
«Лавочкинцы» переделали Е-8, приняв в качестве средства запуска к Луне ракету-носитель «Протон-К» и разгонный блок «Д». Полностью перекроен был и проект лунохода. Поскольку задача создать тележку, которая, с одной стороны, могла управляться дистанционно (нужных по размеру компьютеров и хоть какого-нибудь искусственного интеллекта тогда не было), а с другой — в случае необходимости — возить космонавтов, оказалась неподъемной, на первом этапе решили обойтись «полностью беспилотным вариантом». Но даже не оставив в проекте средств жизнеобеспечения и сняв рычаги управления и подножки, коренным образом снизить массу лунохода не удалось — она только росла…
«Луноход-1». Фото из архива НПО имени Лавочкина
В самом начале разработки ВНИИ-100 продолжил углубленное изучение различных типов движителей, начатое предшественниками: «Пробовали мы и гусеничный, и шагающий, и другие варианты, — вспоминал Борис Гладких. — … Для прокручивания гусениц нужна [была] большая мощность». У лунохода же последняя не превышала пару-тройку сотен ватт. К тому же разрыв гусеницы полностью обездвиживал аппарат, а починить ее было некому. Выход же из строя одного колеса в многоколёсном шасси не был критичным.
Важную роль в выборе движителя сыграла информация о физических свойствах лунного грунта, полученная в январе и декабре 1966 года «Луной-9» и «Луной-13». Возникла полная определенность, на каких тропинках оставит свои следы луноход: слой порошкообразного вещества («пыли»), который покрывал мелкие камушки «почвы», оказался очень тонок, что говорило о том, что со своей задачей неплохо справятся и колёса, а вот звенья гусеницы могли не выдержать воздействие мелкодисперсного абразива в условиях вакуума.
Станция «Луна-13» определяла механические свойства лунного грунта. Фото из архива НПО имени Лавочкина
В конечном итоге выбрали колёсное шасси, которое было легче и надёжнее, а также требовало для привода меньшую мощность, чем для вращения гусениц. Оставалось нужные колёса изготовить и испытать.
Разработка, испытания и доводка шасси шли параллельно с эскизным проектированием Е-8. Уже к концу 1967 года его отработали сначала в ВНИИ-100, а затем и на Заводе имени С.А. Лавочкина. Имитировать силу тяжести, которая на Луне вшестеро меньше земной, было сложно. Поэтому процесс взаимодействия модели колеса с лунным грунтом изучался на стенде с падающим контейнером. Затем к экспериментам подключили летающую лабораторию — самолёт Ту-104. Внутри пассажирского салона устроили грунтовый канал для изучения тяговых и сцепных характеристик колеса в условиях пониженной тяжести с учетом различных параметров конструкции. На полигоне построили стенд с системой разгрузки, которая имитировала лунную силу тяжести с точностью до процента.
Но некоторые технические вопросы требовали не только наземной, но и космической отработки — их проводили на спутниках «Луна-11», «Луна-12» и, особенно тщательно, на «Луне-14». У специалистов, управляющих этими станциями, даже появилась шутка: «Пойдем, потрёмся!...» — говорили они, давая команду на включение экспериментальной аппаратуры, установленной на последних аппаратах серии Е-6 (элементы редуктора для проверки работоспособности зубчатых — cтальных и стеклокерамических — и различных подшипников) для последующего использования результатов в проекте лунохода.
Глазастый бачок
С точки зрения современных лунных и марсианских роверов, первый луноход представлял собой довольно крупный аппарат массой около 750 кг, высотой 135 см и длиной 170 см. В верхней части его ширина достигала 215 см, тогда как в нижней он был заметно уже — около 160 см, благодаря чему внешне он напоминал огромный бак для кипячения белья, поставленный на колёса.
Луноход состоял из герметичного приборного контейнера, в котором размещалась вся служебная аппаратура, и самоходного шасси. Контейнер имел форму усеченного конуса: большое верхнее основание служило радиатором для сброса тепла, к меньшему нижнему крепились элементы шасси. На время лунной ночи радиатор закрывался теплозащитной крышкой, внутренняя поверхность которой была заклеена фотоэлектрическими преобразователями: элементы общей площадью около 3,5 м2 вырабатывали 180 Вт электричества, обеспечивая лунным днём подзаряд серебряно-кадмиевого буферного аккумулятора ёмкостью 200 А·ч. В рабочем положении крышка поднималась над задней частью аппарата, поворачиваясь электроприводом на шарнире и устанавливаясь под разным углом, располагаясь оптимально к Солнцу — в зависимости от его высоты над лунным горизонтом. Азимутальное наведение солнечной батареи обеспечивалось поворотами корпуса лунохода.
Устройство «Лунохода-1». (Источник)
Надо сказать, что при проектировании лунохода кроме солнечных батарей рассматривались различные источники электроснабжения, в том числе двигатели внутреннего сгорания и турбогенераторы на однокомпонентном топливе или использующие солнечное тепло, топливные элементы и радиоизотопные термоэлектрогенераторы. Всё это было отвергнуто, в основном по причине отсутствия готовых технических решений требуемой размерности.
Впрочем, радиоизотопный генератор всё же применили, но несколько в другом качестве: изначально луноход рассчитывался на работу в течение трех месяцев, за которые он должен был пережить три «лунных ночи», а каждая длилась две недели! За это время даже укутанный экранно-вакуумной изоляцией гермокорпус остывал до недопустимо низких температур, и довольно слабая электроника могла не запуститься «лунным утром». Поэтому было решено обогревать аппарат радиоизотопным источником: цилиндрическая «печка» с капсулой на основе полония-210 торчала снаружи сзади лунохода; днем она просто излучала избыточное тепло, а ночью сквозь нее циркулировал хладагент, отдавая тепло внутрь герметичного корпуса.
В задней части луноходов находилась радиоизотопная «печка». Фото Н. Дзись-Войнаровского. (Источник)
Собственно шасси с шириной колеи 1600 мм состояло из восьми ведущих мотор-колес (диаметр каждого по грунтозацепам — 510 мм, ширина 200 мм, колесная база — 170 мм). В первом варианте аппарат должен был иметь всего четыре больших (диаметром по 1100 мм) колеса — по два с каждой стороны. Позднее для повышения надежности число колес удвоили; этот вариант и был принят к реализации. Разворот осуществлялся «по-танковому», за счет изменения скорости и направления вращения колес левого и правого борта. Минимальный радиус поворота составлял всего 80 см.
Каждое колесо изготавливалось из проволочной сетки, имело снаружи титановые лопатки-грунтозацепы и оснащалось индивидуальной балансирно-торсионной подвеской. В герметичной ступице находились приводной электродвигатель, трансмиссия и тормоз. Смазка осуществлялась фтористым соединением.
Колесо лунохода (фото РИА «Новости») и его устройство: 1 - мотор-колесо; 2 – балансир; 3 – торсион; 4 – кронштейн; 5 – реактивная тяга; 6 – грунтозацеп; 7 – сетка; 8 – ступица; 9 – спицы; 10 – обод.
Благодаря независимой подвеске колеса могли занимать различное положение по отношению к корпусу, что позволяло луноходу преодолевать камни, выступы, небольшие трещины. На случай застревания или поломки колеса пиропатрон разрывал валик моторного привода, освобождая колесо — перемещение обеспечивали оставшиеся семь. Подвижность не терялась до тех пор, пока с каждой стороны не оставалось хотя бы по два работающих колеса.
Конструкция движителя шасси характеризовалось не только высокой экономичностью (на передвижение тратилось не более 300 Вт — гораздо меньше мощности обычного утюга или электрочайника), но и значительной проходимостью: луноход мог одолеть «порог» высотой до 40 см и шириной до 60 см, взобраться по откосу с крутизной в 20° и даже маневрировать на склоне до 45°. Для предотвращения опрокидывания при движении с большим креном или на уклонах имелись датчики, следящие за углом дифферента (наклон вперед-назад) и крена (наклон вбок), которые могли самостоятельно выдать команду «стоп». Пройденный путь измерялся девятым колесом-одометром в задней части.
Блок автоматики шасси (БАШ) «Лунохода-1» с датчиком крена и дифферента (ДКД, прибор в желтом корпусе слева на плате разъемов). (Источник)
Вся служебная аппаратура, требуемая как для полёта Е-8, так и для работы на Луне (система управления, датчики и приборы контроля свойств окружающей среды, блоки телевизионного и радиокомплекса, телеметрической системы, схемы управления луноходом, блоки автоматики, а также аккумуляторы), устанавливалась внутри герметичного корпуса самого лунохода, исключая дублирование, а значит, снижая пассивную массу посадочной платформы. Для того, чтобы самоходный аппарат мог съехать с платформы на Луне, имелись пандусы в носовой и хвостовой частях платформы; при перелёте они были сложены пополам, а после посадки раскладывались. В зависимости от состояния рельефа местности луноход мог съехать на поверхность либо по передним, либо по задним пандусам.
Кроме телекамер на видиконах, служивших для управления, имелась телефотометрическая оптико-механическая система с панорамной разверткой из четырех передающих камер — по две с каждой стороны аппарата. Они формировали лунные панорамы размером в вертикальной плоскости 30°, которые не требовали высокой скорости (передавались на Землю за 25 или 100 минут каждая) и получались во время полной остановки лунохода.
Научное оборудование включало рентгеновский флуоресцентный спектрометр для измерения химического состава грунта, детекторы космических лучей, рентгеновский телескоп для солнечных и внегалактических наблюдений, французский лазерный уголковый отражатель и радиометр. Луноход имел коническую антенну с низким коэффициентом усиления, управляемую остронаправленную спиральную антенну с высоким коэффициентом усиления и выдвижные приборы, которые исследовали плотность лунной поверхности ударным способом.
Лазерный уголковый отражатель для точного измерения расстояния от Земли до Луны — в данном случае от «Лунохода-2». (Источник)
⇡#Профессия — водитель лунохода
Аппарат управлялся дистанционно с Земли группой из пяти человек — командира, водителя, бортинженера, штурмана и оператора наведения антенны. Собственно, «рулил» водитель, штурман выполнял навигационные расчеты, бортинженер контролировал состояние аппаратуры, а оператор ориентировал остронаправленную антенну в сторону Земли. Общее руководство осуществлял командир, принимая решения на основании сообщений членов группы.
Операторы смотрели на дорогу «глазами» лунохода, роль которых играли две малокадровые телекамеры с полем зрения 48 × 36°, установленные спереди. Вследствие малой чувствительности камер и того, что сейчас принято называть «малой шириной канала передачи», принимаемая на Земле картинка имела узкий динамический диапазон, низкое разрешение и малую скорость обновления — новый кадр появлялся на экране перед водителями один раз в 20 секунд!
За пультом управления – один из водителей луноходов Вячеслав Довгань. (Источник)
Учитывая, что задержка в подаче управляющего сигнала составляла до пяти секунд — с Луны на Землю и обратно с учётом реакции водителя — процесс управления был нетривиален. Он заключался в полном взаимодействии всей наземной группы, которая по приборам определяла положение лунохода в пространстве (наклон можно было оценить через камеру, которая смотрела на «датчик лунной вертикали» — внутрь вогнутой полусферической чаши с нанесенными кольцевыми рисками и свободно катающемуся по ним металлическому шарику) и прокладывала путь, ориентируясь по медленно сменяющейся «картинке» посредственного качества.
Дистанционное управление луноходом было налажено через наземный измерительный пункт НИП-10 под Севастополем, входивший в состав общесоюзного командно-измерительного комплекса (КИК). Операторы сидели в отдельной комнате НИПа перед черно-белыми мониторами с электронно-лучевыми трубками, на которых отображались поверхность Луны и телеметрия систем лунохода. Для руления использовались специальные пульты с ручками управления наподобие тех, которыми оснащались пилотируемые космические корабли. Перемещение ручки преобразовывалось в команды, передаваемые через антенну на луноход.
Пункт управления луноходами. (Источник)
Формирование экипажа лунохода началось еще при проектировании аппарата. Кандидаты подбирались из числа офицеров КИК. Тренировки начались в 1968 году до первой попытки запуска Е-8, прервались в ходе выполнения задач по программе Е-8-5 (точнее говоря, экипажи переключилась с управления луноходом на управление «луночерпалкой»), затем возобновились и продолжались чуть ли не до момента запуска «Луны-17».
«Лунодром» представлял собой модель участка лунной поверхности размером 71 × 119 м с типичным для «морских» районов рельефом, образованным искусственно созданными кратерами, каменными грядами и отдельными камнями различных размеров и формы, по которым ездил упрощенный макет лунохода. Тренировки велись по разработанным методикам с учетом состояния основных физиологических параметров операторов (пульса и дыхания) с учетом психо-эмоционального напряжения членов группы управления.
Лётчик-космонавт В.Ф. Быковский с экипажем «Лунохода-1» на «лунодроме» в поселке Школьное, Крым.
22 ноября 1970 года. (Источник)
Даже на земле управлять аппаратом, глядя в телевизионную картинку, оказалось очень непросто: изображение было контрастным, без полутеней, а сами картинки менялись всего лишь три раза в минуту. Выяснилось, что предельную скорость луноход развить не сможет — мешали неопределенности рельефа, которые оценивались по телевизору с учетом большой задержки сигнала. В связи с этим он мог проезжать не более 800 метров в час, передвигаясь короткими рывками и часто останавливаясь. Были и другие факторы, замедлявшие движение: несмотря на то, что в состав экипажа входил штурман, обязанный прокладывать маршрут, реальный выбор пути рождался в споре между управленцами и учеными, для которых интересен был каждый кратер и каждый лунный камень.
⇡#В путь!
Как мы помним из первой части статьи, первая попытка отправки к Луне станции Е-8, предпринятая 19 февраля 1969 года, окончилась аварией ракеты-носителя. Затем началась операция под кодовым названием «лунный грунт», и усилия по запуску передвижной лаборатории пришлось на время оставить.
После того, как «Луна-16» привезла ученым сто грамм реголита, 10 ноября 1970 года стартовала ракета «Протон-К» с разгонным блоком «Д» и станцией Е-8, которая получила официальное название «Луна-17». В этот раз выведение на траекторию полёта к цели прошло успешно. 12 и 14 ноября станция выполнила две коррекции, и 15 ноября вышла на окололунную орбиту высотой 85 × 141 км и наклонением 141°. На следующий день периселений был снижен до 19 км, а 17 ноября «Луна-17» совершила мягкую посадку в Море Дождей в точке с лунными координатами 38,25° с.ш. и 325,00° в.д.
Станция «Луна-17» (Е-8-5) на Заводе имени Лавочкина. Фото из архива НПО имени Лавочкина
Почти три часа водители оценивали окружающую обстановку. Реальная «картинка» с Луны оказалась ужаснее, чем ее имитация во время тренировок на «лунодроме». Наконец, пандусы раскрылись. Оператор «дал газ», и «Луноход-1» спустился на поверхность. Отъехав от посадочной платформы на 20 м, он остановился, и весь следующий день, оставаясь неподвижным, заряжал аккумуляторы. В следующие двое суток он проехал в общей сложности 190 м. На пятый день крышку закрыли, и луноход «заснул» в 197 м от платформы. Такое маленькое расстояние было пройдено именно из-за того, что решения по управлению необходимо было принимать «здесь и сейчас», учитывая множество факторов; не всё шло гладко и с детальной программой исследований: в целом она была прописана, но, увы, не по шагам.
Началась лунная ночь.
Схема посадки станции «Луна-17» (участок торможения): 1 – включение основного двигателя; 2 – включение двигателей малой тяги; 3 – участок «парашютирования» (снижения с малой скоростью). Из архива НПО имени Лавочкина
«Луноход-1» удивил весь мир. «… На Западе ждали доставки образцов, как в прошлой программе «Луна-16». Реакция мировой общественности была потрясающей, — вспоминает непосредственный участник событий Михаил Маров. — Мысль о том, что автоматический аппарат передвигается на колесах по другому миру, так или иначе находила резонансный отклик у людей, даже несмотря на то, что сам факт этого путешествия носил для многих из них виртуальный характер. О триумфе высадки лунохода станцией «Луна-17» восторженно объявила и советская, и западная пресса, тогда как доставка образцов лунных пород станцией «Луна-16» вызвала скорее мимолетное и менее сильное восхищение. Притягательность лунохода, возможно, была частично вызвана его необычным внешним видом. Первые дни его гротескные изображения не сходили со станиц прессы… Прошло более четверти века, прежде чем США смогли возродить интерес к исследованиям другого мира с помощью аппарата-робота, но подобной реакции уже не было».
Первая лунная ночь прошла спокойно. На восходе крышка открылась и, зарядив за два земных дня аккумуляторы, «Луноход-1» двинулся в путь. Уже наработав необходимый опыт, экипаж в этот раз действовал гораздо увереннее — за второй лунный день было пройдено уже целых полтора километра! Но в «лунный полдень» пришлось остановиться: солнечные лучи, бившие из зенита, полностью заливали телекартинку белыми пятнами бликов. Были и плановые остановки для съёмки панорам, определения свойств лунного грунта, а также сеансов лазерной локации через уголковый отражатель.
Панорама №5, переданная «Луноходом-1» во время третьего сеанса связи. (Источник)
В целом аппарат показал себя отлично. Гарантированный ресурс в три месяца он перекрыл втрое, выполнив при этом огромный объём научных и прикладных исследований. В частности, отрабатывался поиск подходящего места посадки пилотируемого корабля ЛК (на тот момент актуальность миссии Н1-Л3 еще не была безвозвратно потеряна): через два месяца после прилунения, используя только навигационные средства, «Луноход-1» вернулся к месту старта, где сфотографировал посадочную ступень «Луны-17». Справились и со сложными ситуациями (например, когда не могли долго выбраться из небольшого кратера).
Когда закончился четвёртый лунный рабочий день, ТАСС сообщил о полном выполнении первоначальной программы работ. Но бортовые системы работали нормально, и программу продлили — реально она завершилась лишь 14 сентября 1971 года.
Фото посадочной платформы станции «Луна-17», сделанное «Луноходом-1». Фото из архива НПО имени Лавочкина
Конечно, проблем хватало. В частности, исторический отчет "Радиотехнический комплекс автоматических станций «Луна-17» и «Луноход-1»", опубликованный на сайте холдинга «Российский космические системы» (РКС), сообщает, что «Во время четвертого лунного дня при проведении сеансов связи через второй комплект передатчика (С-163М-2) наблюдалось уменьшение информативной мощности. <…> Второй передатчик функционировал нормально до седьмого лунного дня. В сеансе №707 (11 мая 1970) постепенно уменьшалась информативная мощность, в некоторые моменты доходя до нуля. К моменту отказа передатчик наработал 212 часов 36 минут».
«После седьмого лунного дня при малой информативной мощности с борта передавалась только телеметрия, при нормальной передавалось телевидение и телеметрия. <…> В двенадцатый лунный день передатчик не включился, отказало бортовое питание объекта. «Луноход-1» прекратил свое существование».
К этому времени аппарат преодолел расстояние в 10 540 м, обследовал площадь в 80 000 м2. Максимальная скорость движения не превышала 2 км/ч. За время работы удалось получить свыше 20 тысяч телевизионных изображений лунной поверхности, а также 206 фотопанорам. Прибор оценки проходимости отработал 537 циклов определения физико-механических свойств грунта, а в 25 точках был выполнен его химический анализ.
«Восьмёрка» на Луне, нарисованная колёсами. Так водители «Лунохода-1» поздравили своих жён и женщин-коллег с 8 марта. Фото из архива ГЕОХИ
⇡#Продолжение и наследие
После начала работы «Лунохода-1» советская программа исследования нашего ночного светила выглядела следующим образом. 2 сентября 1971 года стартовала «Луна-18»: полет станции Е-8-5, которая должна была доставить на Землю образцы грунта из горных районов, был успешен вплоть до посадки 11 сентября. Однако расход топлива на предпосадочные операции был выше расчётного, и в момент прилунения станция разбилась.
28 сентября 1971 года стартовала «Луна-19». Станция Е-8ЛС, созданная на базе «Луны-17» (для снижения затрат при разработке максимально использовались конструктивные узлы и агрегаты лунохода и посадочной ступени), 3 октября вышла на окололунную орбиту, откуда должна была производить картографирование поверхности и измерение высоты рельефа местности. Однако 6 октября, при проведении коррекции для формирования рабочей орбиты из–за отказа системы управления станция перешла на нерасчетную орбиту. Как следствие, основную задачу пришлось отменить, а программу работы на лунной орбите скорректировать.
Станция типа Е-8ЛС. Фото из архива НПО имени Лавочкина
14 февраля 1972 года в полёт отправилась «Луна-20». 21 февраля станция Е-8-5 совершила успешную посадку в горах Аполлония близ Моря Изобилия, всего лишь в 1 800 м от места гибели «Луны-18». Садились в дневное время, и камеры станции отправили на Землю снимки местности перед началом работы. При включении бур практически сразу встретил большое сопротивление — его пришлось трижды останавливать во избежание перегрева. Он проник в породу на 25 см и взял 55 г образцов, которые были успешно доставлены на Землю 25 февраля. Спасаемый аппарат приземлился на островке реки Каркингир в 40 км к северу от Джезказгана в условиях снежной бури, и был обнаружен лишь на следующий день.
Стартовавшая 8 января 1973 года «Луна-21» (Е-8) доставила «Луноход-2» — заметно усовершенствованный самоходный аппарат. Он успешно работал на лунной поверхности до 4 июня 1973 года, пройдя расстояние 37 км — в 3,5 раза большее, чем предшественник, и передав на Землю 93 телефотометрических панорамы и около 89 тысяч снимков малокадрового телевидения. Кроме того, он измерял химсостав грунта и напряженность магнитного поля.
«Луноход-2» был усовершенствованным вариантом своего старшего собрата. (Источник)
29 мая 1974 года на окололунную орбиту улетел очередной картограф — станция «Луна-22» (Е-8ЛС), успешно выполнявшая задачу до декабря 1975 года. Было проведено четыре сеанса картографирования поверхности Луны (запланированный пятый сеанс отменили в связи со значительным понижением перицентра орбиты). Полученные телевизионные панорамы отличались хорошим качеством. Высотомер проводил подробное изучение характера рельефа исследуемых участков; химсостав лунных пород определялся по их гамма–излучению.
Следующая «луночерпалка» создавалась по модернизированному проекту Е-8-5М. Эту станцию, имеющую усовершенствованный механизм бурения, запустили 28 октября 1974 года под названием «Луна-23». 6 ноября она совершила посадку в заданной точке в южной части Моря Кризисов. Из–за отказа измерителя скорости и прилунения на крутой склон станция опрокинулась в сторону грунтозаборного устройства и получила механические повреждения. Был разгерметизирован приборный отсек, отказал один из передатчиков, грунтозаборное устройство в рабочее положение привести было невозможно. Возвратную ракету запускать не стали, но связь с «Луной-23» продолжалась до 9 ноября.
Снимок опрокинутой на бок станции «Луна-23», сделанный американским орбитальным зондом LRO (D-посадочная ступень; А-возвратная ракета). Фото NASA
16 октября 1975 года была предпринята попытка запуска следующей станции типа Е-8-5М, которая завершилась аварией из-за отказа блока «Д».
9 августа 1976 года в путь отправилась «Луна-24». 18 августа эта станция типа Е-8-5М совершила посадку в Море Кризисов. Ночное прилунение произошло неподалёку от мест неудачных посадок предыдущих станций: в 2 400 м от точки, где села «Луна-23» и вблизи района падения «Луны-15». Целью полета было получение проб грунта с глубины более 2,5 м на поверхности маскона. Бур смог проникнуть на глубину 2,25 м под небольшим углом наклона. Образцы общей массой 170,1 г оказались на Земле 22 августа. Посадка произошла в 200 км севернее Сургута.
Макет станции «Луна-24» в Мемориальном музее космонавтики. Обратите внимание на грунтозаборное устройство. (Источник)
Этот полет оказался последним: всего в Советском Союзе были запущены 11 станций Е-8-5, из которых только 5 полностью или частично выполнили свою задачу. Успехи луноходов были более значительны: две из трех станций Е-8 выполнили задачу.
Поскольку посадочная платформа Е-8 показала себя с хорошей стороны, на ее базе были реализованы не только «луночерпалки» и луноходы, но и тяжелые лунные спутники Е-8ЛС. Позднее платформа была модифицирована — на ее основе создали автономную двигательную установку для зондов «Фобос», запущенных в 1988 году, а также разгонный блок «Фрегат», успешно используемый в наши дни. Однако самые большие перспективы задела так и не были реализованы.
Современный разгонный блок «Фрегат» - потомок посадочной платформы КТ проекта Е-8. (Источник)
Недавно рассекреченные «Роскосмосом» материалы позволяют узнать о нескольких интересных проектах лунных станций на основе Е-8-5М и Е-8. В 1975 году в НПО имени С.А.Лавочкина был подготовлен документ «Предложение по использованию объектов типа Е8 для исследования Луны и окололунного пространства в 1977 — 1980 годы», где, в частности, отмечается, что на 1983 года «планируется обеспечить посадку автоматических станций на невидимую сторону Луны с последующей доставкой образцов грунта на Землю». Для решения задачи предполагалось привлечь лунные искусственные спутники-ретрансляторы. Кроме научной ценности, данные миссии должны были закрепить советские приоритеты в лунных исследованиях, так как до тех пор «ни один космический аппарат не совершал посадку на невидимой стороне Луны».
Однако в период с полета «Луны-24» и до запуска станции на «темную сторону» страна могла потерять приоритет, поскольку NASA планировало высадить на невидимую сторону свой зонд. Новые советские лунные станции и спутники предлагалось создавать на базе перспективных комплектующих систем, что могло привести к затягиваю сроков, в связи с чем предлагалось ускорить высадку за счёт применения проверенной матчасти: Е-8-5М (посадочная станция Е-8) и Е-8ЛС (спутник ретранслятор Е-8Л1С). Такое решение позволило бы осуществить экспедицию уже в 1977 году.
Один из вариантов усовершенствованной станции для доставки образцов грунта Е-8-5М. Фото из архива НПО имени Лавочкина
К тому времени в НПО имени С.А.Лавочкина были изготовлены третий луноход, а также ещё одна станция для доставки грунта. С помощью этого лунохода возможно было уже в 1978 году «исследовать распространение радиоволн на поверхности Луны с целью изучения загоризонтной радиосвязи для использования этого принципа в дальнейшем при создании лунных баз». В 1979 — 1980 годах предлагалось «произвести крупномасштабное фотографирование всей поверхности Луны, а также отдельных районов с высоким разрешением, с доставкой фотопленки на Землю (!) с целью создания полной карты Луны». Это мог сделать усовершенствованный аппарат на базе Е-8-5М.
Все эти проекты были вполне реальны, поскольку совершенствование ракеты-носителя «Протон-К» позволяло увеличить массу орбитального блока с 19 640 кг до 20 140 кг, а с учётом модернизации блока «Д» было возможно отправить к Луне станцию массой 6 200 кг — на четыре центнера больше, чем ранее.
Увы, все эти предложения так и остались на бумаге: центр тяжести межпланетных исследований сместился в сторону Венеры и Марса.
«Луноход-3» остался на Земле. Фото из архива «Новостей космонавтики»
P.S. Как отмечалось на международной научной конференции «Геодезия и картография внеземных территорий: история и современность», прошедшей 12 февраля 2013 года в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК), «результаты картографирования территории по маршруту «Лунохода-1» по новейшим данным американского аппарата LRO (разрешение снимков – 0,2 м на пиксель) до некоторой степени сравнимы с результатами картографирования, выполненного 40 лет назад на основе фототелевизионной информации, принятой Симферопольским Центром дальней космической связи. Это свидетельствует как о высоком качестве работ, выполненных в рамках программы луноходов, так и возможностях современной орбитальной съёмочной аппаратуры».
.jpg)
