Текст книги "Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам"

Автор книги: Вячеслав Довгань

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 22 страниц)

Глава 5
ЛУННЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

На пороге десятилетия Космической эры ракетно-космическая отрасль СССР подошла к возможности создания более мощных PH и многофункциональных ЛКА.

В начале 1967 г. Г.Н. Бабакин, при активной поддержке М.В. Келдыша получив одобрение руководства страны, сконцентрировал основные силы на проектировании космических аппаратов нового поколения для исследования Луны и окололунного пространства. Это поколение должно было включать в себя комплекс автоматизированных устройств и телеуправления, который позволял бы проводить исследования как с орбиты ИСЛ, так и непосредственно с поверхности Луны, изучать самые различные участки видимой и обратной её сторон – и доставлять образцы вещества на Землю.

Аппараты проекта Е8 планировалось запускать не на носителе «Молния», а на более мощной четырёхступенчатой PH «Протон-К» (УР-500), созданной под руководством главного конструктора В.Н. Челомея. Если для объектов проекта Е6 была предусмотрена прямая схема прилунения, то по проекту Е8 оно осуществлялось с орбиты спутника Селены, что практически снимало ограничения по координатам точки посадки.

Лунные самоходные аппараты (ЛСА) должны были значительно расширить возможности исследований в местах с неблагоприятными для человека условиями работы, исключая риск для его жизни. Создание и использование ЛСА – важный этап в исследовании Луны и окололунного пространства.

Первое документальное упоминание о необходимости «посадки на Луну автоматических самоходных аппаратов с научными приборами» содержится в письме М.В. Келдыша в государственные органы, датированном 22 декабря 1962 г.

Но идея создания такого КА родилась там же, где и Первый спутник – в ОКБ-1, и принадлежит она С.П. Королёву, что подтверждается сохранившимися докладными материалами, написанными С.П.Королёвым. Они относятся к концу 1950-х гг.

По свидетельству профессора А.К. Дзявго (в конце 1950-х был учёным секретарём НТС СКБ-2, а затем – заместителем начальника и главного конструктора танкового КБ Ленинградского Кировского завода – ЛКЗ)

С.П. Королёв ещё в конце 1959 г. обратился к Главному конструктору Жозефу Яковлевичу Котину[15]15
  Выдающийся конструктор, создатель тяжёлых танков КВ и ИС, самоходных артиллерийских установок, тракторных систем. Герой Социалистического Труда, четырежды лауреат Сталинской премии (во время войны), награждён четырьмя Орденами Ленина, двумя орденами Суворова, двумя орденами Октябрьской революции, тремя орденами Трудового Красного Знамени, орденом Красной Звезды и др.


[Закрыть](1908-1979) с предложением разработать необычное «внеземное» транспортное средство [26].

В начале 1961 г. были подготовлены проекты трёх вариантов шасси ЛСА на основе гусеничного, колёсного и волнового (змееподобного) движителей. Но в результате их обсуждения на научно-техническом совете Ж.Я. Котин, оценив масштабы поставленной перед ним задачи, решил от дальнейших исследований отказаться, полагая, что это может привести к распылению сил коллектива завода и нанести ущерб основному делу его жизни – танкостроению.

В этом же году разработка ЛСА поручается НИИ автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения (НАТИ). Таким образом, в ОКБ-1 параллельно с работами по проектам Е6 и Е7 шла проработка создания ЛСА и доставки его на Луну (проект Е8).

К работам по необычному самоходному аппарату С.П.Королёв привлёк учёных, занимавшихся ранее лунной проблематикой, и некоторые учреждения, накопившие знания о спутнице Земли. Среди них – Научно– исследовательский радиофизический институт (НИРФИ, г. Горький), Астрономический совет АН СССР, Геологический институт АН СССР, Главная (Пулковская), Крымская и Бюраканская астрофизические обсерватории и Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга (ГАИШ).

В конце 1962 г. Сергей Павлович начал подыскивать нового исполнителя на проект ЛСА, так как руководство НАТИ направило в Госкомитет по оборонной технике СССР официальную просьбу о снятии с института работы по космической тематике. К этому времени научный и практический опыт подмосковного ОКБ-1 позволил сформулировать предварительные требования к системам ЛСА, соответственно определить состав бортовой аппаратуры. В числе требований – продолжительная работоспособность в жёстких условиях Луны; минимальная масса при максимальной проходимости; дистанционное радиотелевизионное или автономное программное управление движением; высокая надёжность.

Уже первые расчёты показали, что масса ЛСА (около 600 кг) значительно превышает возможности PH 8К78. Следует отметить, что работы по эскизному проектированию сверхтяжёлой ракеты-носителя «Н-1» в ОКБ-1 проводились С.П.Королёвым в инициативном порядке с июля 1958 г. Спустя два года Главный конструктор добился того, чтобы затвердить направление решением государственного характера. И постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 23 июня 1960 г. №715-296 «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960-1967 годах» было предусмотрено создание такого носителя на жидкостных двигателях в период 1961-1963 гг. К февралю 1963 г. в ОКБ-1 были подготовлены предложения по разработке и применению новой PH и по созданию под неё межпланетных КА, а к сентябрю 1963 г. – и лунных кораблей (ЛК). Также предлагалось создание космических комплексов для исследования Луны [27, 28].

Пять взаимосвязанных проектов включали:

Л-1 – пилотируемый полёт с облётом Луны;

Л-2 – доставку на поверхность Луны дистанционно управляемого с Земли ЛСА;

Л-3 – пилотируемый полёт с посадкой лунного корабля (ЛК) и выходом космонавта на поверхность Луны;

Л-4 – создание лунного орбитального комплекса (ЛОК) для вывода на окололунную орбиту пилотируемого ЛК;

Л-5 – пилотируемый полёт с посадкой ЛК и выходом космонавтов на поверхность Луны, доставка тяжёлого ЛСА (масса 5500 кг с герметичной кабиной) для долговременного и более детального изучения Луны с возможностью транспортирования 3-5 космонавтов или 3500 кг груза со скоростью 20 км/час.

Как видим, в рамках первой советской пилотируемой лунной экспедиции луноходу отводилось немаловажное место. Предполагалось, что до пилотируемого полёта в выбранные основной и резервный районы прилунения ЛК будут отправлены два лунохода. Их цель – детально обследовать районы, чтобы выбрать оптимальное место посадки пилотируемого корабля.

Но ни один из пяти проектов в своём изначальном виде так и не был претворён в жизнь. Только разработка дистанционно управляемого ЛСА практически послужила созданию луноходов в рамках проекта Е-8 Программы «Е».

В июле 1963 г. С.П. Королёв предложил директору ВНИИ-100 Василию Степановичу Старовойтову (1919-2001) разработать самоходный аппарат для Луны. Старовойтов дал согласие, и работы по теме «Определение возможности и выбор направления в создании самоходного шасси аппарата Л-2» начались под научным руководством начальника отдела новых принципов движения Александра Леоновича Кемурджиана (1922-2013).

Александр Леонович Кемурджиан

Основанием для проведения работ послужило письмо 12 Управления Государственного комитета по оборонной технике СССР (ГКОТ) от 13 сентября 1963 г. №12/394сс, в котором отмечалось, что «в соответствии с поручением Председателя ГКОТ СССР т. Зверева С.А. в отделе новых принципов движения ВНИИ-100 организовать специальную группу для изучения и определения возможных направлений работ по созданию самоходных средств передвижения по поверхности Луны» совместно с ОКБ-1. В октябре поступило и переработанное техническое задание (ОКБ-1, НАТИ и ВНИИ-100 входили в структуру ГКОТ).

Итак, руководителем работ назначили А.Л. Кемурджиана, ведущим инженером машины – Г.Н. Москвина. Разработку электроприводов поручили В.Г Вовку, взаимодействие движителя с грунтом – А.П. Софияну, гусеничных движителей – М.Б. Шварцбургу, комплекса измерений -Л.Х. Когану, оценку плавности хода по рельефу – Ю.Л. Козленко.

За короткое время были определены научно-технические проблемы, изготовлены некоторые стенды, макеты и аппаратура, сделаны конструкторские проработки шасси и проведены некоторые эксперименты.

Планируя разработку планетоходов, конструкторы в первую очередь решают технические вопросы, связанные с особенностями ходовой системы, а именно – какому виду самоходного шасси разрабатываемого ТС следует отдать предпочтение: гусеничному, колёсному или винтовому. Был выбран колёсный вариант.

Однако наиболее важной оказалась проблема выбора способа передвижения по Луне, так как в то время ещё отсутствовала достоверная информация о её грунте.

Ещё до первых лунных экспедиций к радиоастрономическим исследованиям Луны приступили в 1950 г. в г. Горьком сотрудники Научно-исследовательского радиофизического института (НИРФИ) под руководством Всеволода Сергеевича Троицкого (1913-1996), выдающегося учёного, одного из крупнейших специалистов в области радиоастрономии, радиофизики и радиотехники. В период 1956-1960 гг. B.C. Троицким, Н.М. Цейтлиным, В.Д. Кротиковым и В.А. Порфирьевым был разработан метод «искусственной Луны», позволявший с большой точностью получать данные о температурном режиме, составе и структуре верхнего покрова Луны, близко подойти к определению его химических характеристик [29].

Всеволод Сергеевич Троицкий

В 1961 г. впервые «искусственная Луна» диаметром 4 м была установлена в Крыму на скале около Генуэзской крепости (г. Судак). Затем локационное зондирование Луны продолжили в долине Кара-Дага на радиотелескопе с антенной диаметром 5 м. Систематическая работа началась с 1965 г. на созданной постоянно действующей радиоастрономической станции НИРФИ «Кара-Даг» с «искусственной Луной» диаметром 8 м.

В марте 1964 г. в Харькове на совещании астрономов Всеволода Васильевича Шаронова (Главная (Пулковская) астрофизическая обсерватория), Николая Павловича Барабашова (Харьковский университет),B.C. Троицкого (Горьковский радиофизический институт) с участием Юрия Ивановича Ефремова (МНТС по КИ АН СССР), Владимира Васильевича Молодцова и Владимира Петровича Зайцева (ОКБ-1), А.Л. Кемурджиана и Артёма Петровича Софияна (ВНИИ-100) была принята рабочая гипотеза модели рельефа поверхности и физико-механических свойств лунного грунта. По их мнению, это «силикатная порода в пенно-пористом или раздробленном состоянии, что соответствует вулканическим туфам, шлакам или пирокластическим материалам на Земле. Структура вещества сильно переработана под воздействием вакуума, жёстких излучений, солнечного ветра и метеорных ударов, приводящих к иссечению породы и формированию особого грунта «лунита», не имеющих прямых аналогов на Земле. Прочность наружного покрова 0,2-1,0 кг/см²».

Решение совещания направили на утверждение в АН СССР. Естественно, с ним был ознакомлен и С.П.Королёв, что подтверждается справкой, экспонируемой в его мемориальном рабочем кабинете.

Именно эта модель была впоследствии применена при разработке шасси лунохода и, как показало будущее, эта гипотеза оказалась верной.

При проектировании ходовой части лунохода специалистам-транспортникам пришлось учитывать не только характер и особенности лунной поверхности, но и то, что сила притяжения на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле. Это необходимо было принимать во внимание и при расчётах выбора диаметра колеса и его ширины с тем, чтобы избежать буксования на особо рыхлых грунтах. К тому же уменьшение силы тяжести могло сказаться на устойчивости лунохода при его движении на больших скоростях по неровной поверхности, решили применить независимые подвески для всех колёс. Оптимальный вариант был найден ещё в земных условиях. К тому же конструкторами было учтено, что при глубоком вакууме, который наблюдается на Луне, применять жидкостную или пневматическую подвеску нецелесообразно, так как могут возникнуть трудности при их эксплуатации.

А кто мог ответить конструкторам, из какого материала делать колёса и сколько их потребуется, какую применить смазку для трущихся деталей на 170-ти градусном морозе лунной ночью и 150-ти градусной жаре лунным днём, каково будет сцепление колёс с лунной поверхностью, какими максимально допустимыми должны быть углы крена и дифферента, да и как управлять ею на таком огромном расстоянии? Словом, поначалу вопросов было куда больше, чем ответов на них, и немало пришлось поломать голову ленинградским конструкторам, чтобы качественно и в срок выполнить необычный заказ С.П. Королёва.

31 мая 1964 г. в ВНИИ-100 приехали С.П. Королёв, М.К. Тихонравов,С.С. Крюков, К.Д. Бушуев, А.П. Абрамов, В.В. Молодцов и В.П. Зайцев для ознакомления с выполненными проектными разработками и экспериментальными исследованиями по теме «Определение возможности и выбор направления в создании самоходного шасси аппарата Л-2». Результаты работ представили B.C. Старовойтов, А.Л. Кемурджиан (основной докладчик), Г.Н. Москвин, И.И. Розенцвейг, В.И. Комиссаров, A.B. Мицкевич и Ф.Н. Абрамов. Работу макетов демонстрировали П.Н. Бродский, Л.Х. Коган и М.Б. Шварцбург.

Из воспоминаний И.И.Розенцвейга: «Любопытно, что после доклада никто не задавал вопросов. Все ждали, что скажет Главный конструктор. И сказал он примерно следующее: «Все ваши предложения и просьбы разумные. И финансирование будет, и специальный корпус надо строить, и смежники будут работать». А затем Сергей Павлович подошёл к плакату, на котором был изображён будущий луноход с гусеничным движителем и сказал: «При создании космических объектов самое главное – это надёжность! Не следует брать рекорды. Это будет первая машина. Никого до нас на Луне не было, это – первый в мире автомат. Неизвестно, как управлять машиной с Земли, как поведут себя материалы и смазки в космическом вакууме. Поэтому надо снизить ходовые параметры, в частности, скорость и максимальный пробег (ходовой ресурс). Необходимо, чтобы луноход прошёл по Луне хотя бы десять километров и с небольшой скоростью. Может, стоит удвоить число приводов, дублировать команды, сделать так, чтобы отказ какой-либо из систем не повлиял на общую работу машины в целом...» [30].

Работы между ОКБ-1 и ВНИИ-100 продолжились уже на договорной основе.

Отчёт №642524 по теме был утверждён B.C. Старовойтовым 8 июля 1964 г. Именно в этом документе впервые употреблено слово «луноход».

3 августа 1964 г. было принято Постановление ЦК КПСС и СМ СССР №655-268 «О работах по исследованию Луны и космического пространства», в котором говорилось об облёте Селены и высадке космонавтов на её поверхность[16]16
  Лётно-конструкторские испытания модернизированной ракеты, стартовая масса которой возросла до 2750 т, а масса полезного груза – с 75 до 93 т, были запланированы на 1966 г. В феврале было завершено строительство стартового комплекса (площадка №110), но только 7 мая первый носитель Н-1 был доставлен на космодром Байконур. Чуть ранее, 27 апреля 1966 г., состоялось решение ВПК №101 «Об утверждении плана работ по созданию пилотируемых кораблей 7К-Л1». Этим документом первый запуск ЛК с космонавтами для облёта Луны планировался на 26 июня 1967 г.


[Закрыть]. В документе перечислялись задачи, которые возлагались на министерства обороны, общего машиностроения, радиопромышленности, авиационной промышленности, морского транспорта, на КГБ и другие ведомства. Было задействовано более 500 предприятий.

Однако лишь через полгода вышло Решение №23 ВПК от 10 февраля 1965 г. с поручением ВНИИ-100 приступить к проектированию и созданию лунохода.

Восьмиколёсное шасси в варианте повышенной надёжности впервые было обосновано сотрудниками ВНИИ-100 в НИР «Разработка шасси самоходного автоматического аппарата для исследования Луны» (тема «Шар»). Отчёт №652519 был утверждён в мае 1965 г., а через месяц С.П. Королёв принял решение сконцентрироваться на исследованиях по освоению космоса, используя пилотируемые средства ракетно-космической техники.

Как уже отмечалось, головной фирмой непилотируемых средств РКТ был определён коллектив М3 им. С.А.Лавочкина, в котором Главным конструктором со 2 марта 1965 г. был утверждён Г.Н. Бабакин. А вот головной организацией нового научного направления – исследования физикомеханических свойств грунта Луны и планет Солнечной системы решением МНТС по космическим исследованиям при АН СССР – был определён ВНИИ-100. В новой кооперации окончательно определились задачи: коллектив из Химок отвечал за создание и доставку на Луну передвижной научной лаборатории, а ленинградский ВНИИ-100 – за создание самоходного шасси лунохода с блоком автоматического управления и системой безопасности движения. В ноябре 1965 г. между двумя предприятиями был заключён договор на работы по лунной тематике.

Техническое задание на ходовую часть лунохода Г.Н.Бабакин подписал 18 июня 1966 г. Работы проводились в основном по трём направлениям: общемашинные разработки (руководитель – В.И. Комиссаров); узлы и отдельные механические системы (руководитель – Г.Н. Корепанов); узлы управления электрических схем и измерительной аппаратуры (руководитель – П.Н. Бродский). В этих разработках принимали участие ведущие специалисты – Е.В. Авотин, И.С.Болховитинов, Ю.И. Васильев, Б.В. Гладких, В.В. Громов, Ю.П. Китляш, Л.Х. Коган, Б.М. Лубенко, М.И. Маленков, A.B. Мицкевич, А.М. Носов, В.Н. Петрига, В.Н. Плохих, Л.Н. Поляков, И.И. Розенцвейг, А.Ф. Соловьёв, Ю.А. Хаханов, Л.Т. Черепанова, Ф.П. Шпак и др. [31].

Первый образец шасси лунохода был изготовлен, доставлен на М3 им. С.А. Лавочкина и сдан в эксплуатацию в начале 1968 г. [32].

К этому времени под руководством Главного конструктора Г.Н. Бабакина была полностью готова вся конструкторская документация по луноходу.

Луноход – это космический аппарат, выполненный в виде дистанционно управляемого транспортного средства (ТС) высокой проходимости с размещённой на нём научной аппаратурой. Это первая в истории космонавтики передвижная научная лаборатория для исследования небесного тела, доставляемая к месту эксплуатации орбитально-космическим комплексом.

Луноход обычно сравнивают с роботом. Но в отличие от робота, он является объектом управления операторами, специально отобранными и подготовленными для этой задачи. Луноход – транспортное средство, экипаж которого находится от него... на расстоянии около 400 000 километров!

Состоял он из двух основных частей: восьмиколёсного самоходного шасси и герметичного приборного отсека [33].

Основные параметры: длина с открытой крышкой (панелью солнечной батареи) – 4,42 м, ширина – 2,15 м, высота – 1,92 м и масса 756 кг.

Самоходное шасси – автоматическая система, осуществляющая передвижение лунохода. Отношение массы шасси к полной массе лунохода составляло 1/9.

Рис. 32. Луноход: 1 – выносной блок аппаратуры “Рифма»;

2 -телекамеры; 3 – уголковый отражатель; 4 – остронаправленная антенна; 5 – коническая спиральная антенна; 6 – блок рентгеновского телескопа; 7 – блок дозиметра; 8 – панель солнечной батареи;

9 – телефотометры; 10– штыревая антенна; 11 – прибор оценки проходимости; 12 – девятое колесо; 13 – мотор-колесо

В его состав входят: ходовая часть с колёсным движителем и упругой подвеской для движения по неровной местности и на уклонах; электродвигатели и механическая трансмиссия для вращения ведущих колёс и передачи на них необходимых тяговых усилий; блок автоматики шасси (БАШ).

Ходовую часть образуют восемь мотор-колёс, причём, каждое является ведущим. Диаметр каждого из колёс по грунтозацепам составляет 510 мм, ширина – 200 мм. Колёсная база шасси – 170 мм, ширина колеи – 1600 мм. Колёса объединены попарно в четыре блока: два блока колёс левого борта и два – правого борта. При необходимости любое колесо может отключаться от силового привода. Это позволяет сохранять высокую проходимость при выходе из строя привода одного или нескольких колёс. Все колёса неповоротные относительно вертикальной оси. Если колёса вращаются в одном направлении, но частота вращения колёс одного борта выше, чем другого, то происходит поворот с некоторым постоянным радиусом. Если колёса имеют одинаковую частоту вращения, но по бортам вращаются в разные направления, то поворот осуществляется на месте вокруг вертикальной оси симметрии ходовой части. Торможение осуществляется переключением тяговых электродвигателей шасси в режим электродинамического торможения. Для удержания лунохода на уклонах и его полной остановки включаются дисковые тормоза с электромагнитным управлением.

Особенность шасси состоит также в одинаковых характеристиках движения как при движении вперёд, так и при движении задним ходом. Это важно при его дистанционном управлении.

Блок автоматики шасси выполняет четыре основные функции: управление движением; контроль показаний измерительных датчиков и формирование команд безопасности движения; выдачу в телеметрическую систему преобразованных сигналов измерительных датчиков; программирование работы прибора оценки проходимости ПрОПа.

При достижении предельных значений углов крена и дифферента, токов мотор-колёс автоматически срабатывает бортовая система, которая останавливает луноход. Лишь после изучения сложившейся обстановки и принятия решения с наземного пункта выдаётся команда на продолжение движения лунохода.

Приборный отсек, являющийся одновременно несущим корпусом лунохода, имеет форму усечённого конуса с выпуклыми большим верхним и меньшим нижним днищами.

Внутри его для защиты от воздействия внешней среды в условиях космоса размещалась электронная аппаратура, буферная аккумуляторная батарея и преобразовательные устройства научной аппаратуры.

В носовой части лунохода расположены: иллюминаторы для объективов малокадрового телевидения; электромеханический привод остронаправленной антенны (ОНА); неподвижная коническая спиральная малонаправленная антенна; выносной блок аппаратуры определения химического состава поверхностного слоя лунных пород «РИФМА» (рентгеновский изотопный флуоресцентный метод анализа); блок рентгеновского телескопа для измерения интенсивности и углового распределения рентгеновского излучения внегалактического фона; блок дозиметра для изучения радиационной обстановки; уголковый отражатель для лазерной локации Луны.

В кормовой части расположены: прибор оценки проходимости (ПрОП); мерное (девятое) колесо и электроприводы его подъёма и опускания; изотопный источник тепловой энергии. Прибор оценки проходимости служит для получения информации дорожных условий, пройденного пути и результатов исследований свойств лунного грунта. Конструктивно он состоит из механизмов для внедрения и поворота в грунте конусно-лопастного штампа (пенетрометра) и свободно катящегося девятого колеса.

Пенетрометр определяет физико-механические свойства реголита.

Мерное (девятое) колесо выполняет несколько функций. Прежде всего, оно является датчиком пройденного пути. Для этой цели на колесе имеется отметчик, при помощи которого подсчитывается количество оборотов колеса, что позволяет определить пройденное расстояние и фактическую скорость движения машины, т.к. измерение количества оборотов производится в координате времени. При помощи девятого колеса определяется и коэффициент буксования. За величиной этого параметра постоянно следят, чтобы знать, по какому грунту движется луноход, не опасна ли дорога. По командам с Земли шарнирная система опускает колесо на грунт или поднимает его в транспортное положение.

Для обеспечения надёжной работы в жёстких температурных условиях лунного дня (120-150 °С) и ночи (-130 – -170 °С) луноход оборудован системой терморегулирования. Специальная экранно-вакуумная теплоизоляция (ЭВТИ) покрывает весь корпус, все выступающие приборы и узлы. Она изготовлена из многослойных тончайших металлизированных плёнок, проложенных стекловатой. Но даже такая "шуба" не в состоянии поддерживать температурный режим внутри приборного отсека в пределах от 7 до 32 °С. Поэтому обеспечение заданного режима осуществляется активной газовой системой терморегулирования. Специальная вентиляционная система перемешивает газ, обеспечивая равномерность температуры внутри корпуса. Автоматика регулировала движение газа в коммуникациях, контролируя его расход и, в случае надобности, охлаждая или подогревая его.

Рис. 33. Прибор оценки проходимости и мерное (девятое) колесо

Главная задача системы терморегулирования «ночью» состоит в том, чтобы в течение четырнадцати с половиной земных суток сохранить внутри лунохода тепло. Единственное средство – расположенный вне контейнера в кормовой части лунохода изотопный источник, который при радиоактивном распаде выделяет тепло и превращается в печь, не имеющую отходов. Топливом для «печки» служит искусственный радиоактивный изотоп полоний-210. Его получают, облучая металл висмут в атомном реакторе. Благодаря относительно малому периоду полураспада – около двадцати недель – и удаётся повысить эффективность использования энергии, запасённой в нём при облучении.

Очень важно, что основным компонентом излучения полония-210 являются альфа-частицы. Нейтроны и гамма-лучи, обладающие большой проникающей способностью имеют крайне низкий уровень излучения. Это позволяет практически избежать применения радиационной защиты, упрощает изготовление и наземную подготовку генератора, а также почти исключает радиационное воздействие на аппаратуру лунохода.

На период лунной ночи верхнее днище приборного отсека закрывалось выпукло-вогнутой круглой крышкой. В этом случае подогрев газа происходил путём теплообмена с изотопным источником тепла. Причём это делалось автоматически только тогда, когда температура в приборном отсеке опускалась ниже предельно допустимой.

А вот с охлаждением при работе «днём» дело обстоит сложнее. На аппаратуру действуют три «тепла»: тепловой поток Солнца, тепловой поток от поверхности Луны и тепловыделения самой аппаратуры. Был изобретён для лунохода эффективный способ отвода тепла. На верхнем днище приборного отсека создали радиатор-охладитель со специальным термооптическим покрытием (зеркальные элементы из кварцевого стекла), которое незначительно поглощало солнечную тепловую энергию, но хорошо излучало собственное тепло. К тому же за счёт принятой формы приборного отсека в виде конуса, усечённого сверху, площадь излучаемой поверхности стала оптимальной. Кроме того, на случай предельного повышения температуры внутри отсека предусматривалось применение водяного испарителя для дополнительного охлаждения с запасом воды 15 килограмм. На входе в отсек (по ходу циркуляции газа) были установлены четыре испарительных теплообменника.

Бортовая система электропитания осуществляла снабжение всех систем постоянным током. Она состояла из панели солнечной батареи, буферных серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей и автоматической системы управления зарядно-разрядными режимами.

Панелью солнечной батареи служила внутренняя поверхность крышки, обращённая к отсеку, на которой смонтировали необходимое количество зарядных элементов.

Управление панелью позволяло в начале лунного дня по команде с Земли специальным механизмом установить её под любым углом наклона от 0 до 180°, зафиксировать её в открытом состоянии в промежуточных положениях в зависимости от местонахождения Солнца и закрыть её, как правило, при наступлении лунной ночи. Вырабатываемый ею электрический ток заряжал буферную аккумуляторную батарею, которая питала электроэнергией необходимую бортовую аппаратуру.

Радиокомплекс ДРК Е8 лунохода предназначен для приёма команд с Земли, передачи их на исполнительные органы бортовых систем и передачи на Землю так называемых “квитанций” – подтверждений исполнения команд. Также радиокомплекс обеспечивал передачу на Землю телевизионных и телеметрических информаций от различных измерительных датчиков бортовой аппаратуры и научных приборов. Радиокомплекс обеспечивал приём 254 функциональных команд и 11 числовых уставок [22].

На луноходе предусмотрены специально созданные «системы пробуждения» – солнечные и тепловые датчики. Как только первые лучи Солнца освещают луноход, датчики срабатывают и замыкают реле, включающее радиокомплекс.

Система антенн, установленных на луноходе, обеспечивает надёжную радиосвязь в различных диапазонах при стоянке и движении лунохода. Две пары штыревых антенн осуществляют связь с Землёй в диапазоне углов визирования ±180°. Малонаправленная коническая спиральная антенна обеспечивает сферическую суммарную диаграмму направленности.

Для передач телевизионного изображения служит спиральная остронаправленная антенна (ОНА) дециметрового диапазона с диаграммой направленности 30°. Управление положением этой антенны производится по командам с Земли электромеханическим приводом, благодаря которому её тонкий радиолуч направляется на Землю так, чтобы сигнал, принимаемый и излучаемый ею, всегда был максимальным. Оператор ОНА обеспечивает постоянство оптимальной ориентации на Землю, от чего зависит и качество получаемой информации и исполняемых луноходом команд.

На луноходе установлены две телевизионные системы: малокадровая и панорамная.

Известно, что распространение радиоволн от Земли до Луны составляет почти 1,3 с. Телеизображение с Луны до Земли идёт также 1,3 с. В сумме уже 2,6 с. Анализ ситуаций и учёт времени исполнения команды управляющими органами показал, что минимальное общее время задержки составляет около 4,1 с.

В этом заключалось принципиальное отличие в процессах управления транспортным средством (ТС): в одном случае, когда ТС управляется оператором, находящимся непосредственно на нём, и в другом – когда управление ТС осуществляется оператором, находящимся на значительном расстоянии от него.

Тогда в космической технике и появился новый термин – система дистанционного управления (СДУ).

Выбор рациональной структуры СДУ был не прост, так как эта система замыкалась на человека с его психикой, свойственной ему реакцией, способностью к анализу и другими особенностями, которыми характеризуется мыслящая личность.

Одним из необходимых требований к СДУ является условие распознавания препятствий и возможность своевременной остановки перед ними или их объезда.

Передача телевизионного изображения, как это принято для обычного вещательного стандарта (25 кадров в секунду при чёткости 625 строк), мог быть осуществлён только по высокоскоростной радиолинии между луноходом и ПУЛом. Но такой технической возможности тогда не было.

Для управления движением лунохода специалисты систем радиоуправления и космической связи НИИ-885 при активном участии A.C. Селиванова предложили применить малокадровую телевизионную систему (МКТВ). Сотрудниками Всесоюзного НИИ электролучевых приборов (ВНИИ ЭЛП, г. Ленинград) под руководством одного из ведущих разработчиков Александром Григорьевичем Лапуком была создана новая оригинальная трубка-видикон с регулируемой памятью (ВРП). В НИИ-885 сотрудники лаборатории Владимира Александровича Тимохина, применив принцип работы ВРП, создали для лунохода бортовую телевизионную камеру, позволявшую сохранять на видиконе изображение лунной поверхности в течение времени, пока осуществлялась его развёртка в режиме телевизионного вещательного стандарта [34].

Электромеханический затвор имел основную выдержку 1/25 с, что позволяло избежать искажения изображений во время движения лунохода.

Передача изображений на Землю производилась на более низких скоростях в одном из четырёх режимов: 3,2; 5,7; 10,9 и 21,1 с одного кадра. Выбор режима осуществлялся по радиокомандам с Земли. При этом чёрно-белая фотография («картинка») на мониторах наземных устройств напоминала сменяющиеся друг друга кадры диафильма и была не самого высокого качества (чёткость падала до 350-400 строк, а на краях поля – до 300 строк). В верхнем углу каждого снимка фиксировался его номер и время получения.