Lunochod-1 | |
---|---|
Přístroj 8EL č. 203 | |
| |
Zákazník | SSSR |
Výrobce | SSSR NPO Lavočkin(hlavní podnik),VNIITransmash(podvozek sestupového vozidla) |
Operátor | SSSR |
Úkoly | průzkum měsíce |
Satelit | Luna-17 |
panel | Bajkonur |
nosná raketa | Proton |
zahájení | 10. listopadu 1970 |
Vstup na oběžnou dráhu |
15. listopadu 1970 (na oběžnou dráhu Měsíce) |
ID COSPAR | 1970-095D |
Specifikace | |
Hmotnost | 756 kg |
Napájení | 180 W (solární baterie); 150–170 W ( RTG ) |
Životnost aktivního života | 11 pozemských měsíců |
Orbitální prvky | |
Typ oběžné dráhy | měsíční povrch |
Podpůrný systém | Nezávislé zavěšení . |
Přistání na nebeském tělese | 17. listopadu 1970 |
Přistávací souřadnice | 38°14′16″ severní šířky sh. 35°00′06″ Z / 38,2378 / 38,2378; -35,0017° N sh. 35,0017°W např. |
selena.sai.msu.ru/Home/S… | |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
"Lunokhod-1" (Aparát 8EL č. 203) je první planetární rover na světě, který úspěšně pracoval na povrchu jiného nebeského tělesa - Měsíce od 17. listopadu 1970 do 14. září 1971 . Patří do řady sovětských dálkově ovládaných samohybných vozidel " Lunochod " pro průzkum Měsíce ( projekt E-8 ); odpracoval jedenáct lunárních dnů (10,5 pozemského měsíce), ujel 10 540 m .
Jeho cílem bylo studovat vlastnosti měsíčního povrchu, radioaktivní a rentgenové kosmické záření na Měsíci, chemické složení a vlastnosti půdy .
Hmotnost planetového roveru byla 756 kg (včetně podvozku 105 kg , včetně hmotnosti podvozku s pohony 88 kg ) [1] .
Délka s plně otevřeným solárním panelem - 4,42 m , šířka nahoře - 2,15 m , šířka podél kol - 1,60 m , výška - 1,92 m . Kolo formule 8×8, elektrická převodovka (uzavřené stejnosměrné elektromotory) s individuálním pohonem kol. Průměr kola - 510 mm , šířka - 200 mm , rozvor - 1705 mm , rozchod kol - 1600 mm , vůle - 380 mm [1] . Kola jsou vyrobena z kovové sítě s titanovými noži [2] .
Lunochod měl dvě rychlosti, 0,8 a 2,0 km/h , což mu umožňovalo pohyb vpřed a vzad. Brzdový systém - elektrodynamické retardéry a mechanické jednokotoučové brzdy s elektromagnetickým pohonem. Odpružení je nezávislé, torzní tyč s výkyvem pák vodícího mechanismu v podélné rovině. Lunokhod se mohl otáčet na místě s nulovým poloměrem otáčení a za pohybu s poloměrem otáčení 2,7 m (ve středu referenčního čtyřúhelníku). Podélný úhel statické stability je 43°, příčný úhel 45°. Lunární rover dokázal překonat výčnělky 35 cm vysoké a římsy 40 cm vysoké, trhliny široké 1,0 m, převýšení 20° (normativní; ve skutečnosti výpočty průchodnosti založené na výsledcích pohybu na skutečném lunárním regolitu ukázaly, že měsíční rover mohl stoupání do 27stupňového svahu).
Nosná konstrukce je bezrámová, s nosnou hermetickou nádobou, což je svislý komolý kužel s konvexními základnami (s menším průměrem u spodní základny), vyrobený ze slitin hořčíku. Horní podstavec slouží jako chladič-chladič systému tepelné regulace, shora je uzavřen otočným víkem s osou na zadní straně podstavce. Kryt má elektromechanický pohon a lze jej upevnit v libovolné poloze v rozsahu úhlů od 0 do 180°. Na jeho vnitřní straně je solární baterie; navíc kryt za měsíční noci uzavře radiátor a zabrání odtoku tepla [1] .
Solární baterie je sestavena z křemíkových článků zařazených do sériově-paralelního obvodu, poskytuje až 1 kW elektrického výkonu [2] .
Na povrch Měsíce byl dopraven 17. listopadu 1970 sovětskou meziplanetární stanicí " Luna-17 " a na jeho povrchu pracoval až do 14. září 1971 (v tento den proběhla poslední úspěšná komunikace se zařízením) . Doba trvání „Lunokhod-1“ tedy byla 302 dní [1] .
Teplotu během lunární noci udržoval radioizotopový zdroj tepla B3-P70-4 s počátečním tepelným výkonem 150-170 W , který byl uvolňován izotopem polonium-210 (jako součást polonidu yttria ). Celková počáteční hmotnost polonia je 1,1-1,2 g , poločas rozpadu je 138 dní [3] .
Palubní elektrická síť napájela spotřebitele stejnosměrným proudem o napětí 27 V. Zdroji energie jsou solární baterie a s její pomocí nabíjená vyrovnávací baterie [1] .
Okna hlavní a zadní kamery jsou instalována na přední části nástavby ve výšce 950 mm od země. (Nízké umístění televizních kamer bylo uznáno za překážku pro operátory, proto byla na Lunochod-2 přidána vzdálená kamera ve výšce očí stojící osoby.) [1] Televizní kamery vysílaly nízké rozlišení obraz s frekvencí 20 sekund na snímek. Jak televizní kamery, tak monitor na pracovišti řidiče lunárního roveru na Zemi využívaly standard televizního vysílání; Video signál byl přeměněn elektronikou Lunokhod na signál s nízkým rámcem pro přenos přes úzkopásmový kanál na Zemi. Rychlost přenosu byla regulována příkazy ze Země. V řídicím centru byl signál opět převeden na standardní video signál. Kamery využívaly speciální přijímací elektronky - vidikony s nastavitelnou pamětí (permahony) [2] typu LI414, které umožňovaly přenášet obraz exponovaný na setiny vteřiny po dobu desítek sekund v úzkém frekvenčním pásmu s čistotou 500 -600 řádků [4] . Pozorovací úhel kamer byl 50° horizontálně [2] . Jedna z kamer je umístěna přesně ve středu přetlakového pouzdra, druhá je posunuta doprava o 400 mm, optické osy obou kamer jsou rovnoběžné s podélnou osou lunárního roveru [5] .
V blízkosti kamer je umístěna vysoce směrová anténa s elektromechanickým pohonem, který zajišťuje přesné nasměrování antény k Zemi, a pevná kónická spirálová anténa a také držák s napevno upevněným optickým rohovým reflektorem [1] . Ve spodní části přední části těsně u země je vzdálené zařízení spektrometru RIFMA.
Na každé straně trupu jsou dvě bičové antény a (v přílivu a odlivu přetlakového trupu) dvě panoramatické teleobjektivy, které pořizují panoramata kolmo k jejich ose. Jedna z panoramatických kamer na každé straně, s horizontální osou, je umístěna ve střední rovině lodi a má vertikální zorné pole ve směru nahoru-dolů-vpřed-vzad (zorný úhel 360 ° × 30 °, umožňuje zejména k pozorování hvězd pro navigační účely a také ke kontrole stavu kol). Kamera je vysunuta tak, aby kryt lunárního roveru neblokoval zorné pole shora, její osa je ve výšce 1113 mm . Tyto kamery, které spolupracují, umožňují získat stereoskopické snímky se stereo základnou 2,3 m povrchových ploch umístěných ve vzdálenosti 4,5 m před a za lunárním roverem. Tyto teleobjektivy jsou navíc konstrukčně kombinovány s lunárními vertikálními senzory umístěnými pod nimi, což jsou kulatá skleněná miska s radiální kalibrační stupnicí a v ní volně se kutálející kovová kulička. Obraz kalibračních vah a kuliček je přenášen jako součást panoramat [1] [5] .
Druhý panoramatický teleobjektiv na každé straně je namontován 10° za prostřední rovinou lodi, má zorný úhel 180° × 30° a je nakloněn o 15° k vertikále, takže pás pokrývá měsíční povrch na stranu lunárního prostoru. rover v minimální vzdálenosti 1,4 m. Každé 180stupňové panorama mělo rozlišení 500×3000 pixelů , 360stupňové panorama mělo rozlišení 500×6000. Všechny čtyři panoramatické teleobjektivy používají jednokanálové fotodetektory ( fotonásobič FEU-96 s plochou fotokatody 3 mm 2 , na který je světlo přenášeno pomocí opticko-mechanického skenovacího systému) [4] . Každá panoramatická kamera měla ohniskovou vzdálenost 12,5 mm , relativní clonu 1:6, zaostřovací vzdálenost od 1,5 m do nekonečna. Panoramata bylo možné přenášet dvěma rychlostmi (4 nebo 1 řádek za sekundu), celé 360stupňové panorama bylo natočeno za 25 nebo 100 minut. Kamery využívaly automatické nastavení citlivosti na základě signálu s časovou konstantou 5–10 s a také doplňkový provozní režim se sníženou citlivostí pro snímání Slunce. Podobné panoramatické kamery byly instalovány na kosmických lodích Luna-16 a Luna-20 [5] .
Na zadní straně skříně je instalován generátor izotopového tepla, počítadlo kilometrů měřící hnané kolo , mechanický penetrometr pro studium vlastností půdy (zařízení pro hodnocení průchodnosti) [1] .
Zařízení v tlakové nádobě je instalováno na rámu přístroje, který je připevněn k silovému rámu dna. Na stejném rámu jsou vně upevněny čtyři držáky podvozku, sestávající z osmikolové pohonné jednotky a samostatného pružného zavěšení kol. Statický průhyb zavěšení středních kol je 60 mm , krajních 21 mm ; dynamický průhyb zavěšení všech kol je 100 mm . Každé kolo má samostatnou převodovku a trakční motor. V případě nouzového zaseknutí převodovky nebo elektromotoru lze povelem ze Země nevratně odpojit osu každého kola od převodovky odpálením pyrozařízení, které zničí výstupní hřídel převodovky podél zeslabeného úseku; v důsledku toho se zablokované kolo stane poháněným. Tato možnost nebyla za provozu nikdy využita [1] . Zařízení bylo navrženo pro pohyb i v případě, kdy na každé straně zůstávají ve vedení pouze dvě kola [2] .
Externí zařízení lunárního roveru mají pasivní termoregulaci. Vzduchotěsná nádoba je opatřena teplotní stabilizací pomocí dvouokruhového aktivního cirkulačního termoregulačního systému, který zahrnuje topné a chladicí okruhy. Topný okruh propojuje izotopový generátor tepla umístěný vně tlakové nádoby a vnitřní výměník tepla. Chladicí okruh zahrnuje chladič-chladič na horní základně kontejnmentu a čtyři výparníky-výměníky tepla, ve kterých se teplonosný plyn ochlazuje odpařováním vody (podle otevřeného cyklu, tj. odpařování vody do vnějšího prostoru [2 ] ). Výparníky-výměníky tepla umístěné na lince spojující radiátor a přetlakovou komoru dodatečně ochlazují teplonosný plyn při pohybu ve velkých úhlech slunečního záření. Pohyb plynu po síti a uvnitř uzavřeného kontejneru zajišťuje systém klapek a ventilátorů řízených automaticky. Během provozu byla teplota uvnitř uzavřené nádoby udržována v rozsahu 273…313 K (0…+40° C) [1] .
Orientace byla řízena pomocí vnitřních gyroskopů [2] .
Automatická meziplanetární stanice " Luna-17 " s "Lunokhod-1" byla vypuštěna 10. listopadu 1970 a 15. listopadu vstoupila na oběžnou dráhu umělé družice Měsíce.
17. listopadu 1970 v 03:46:50 UT stanice bezpečně přistála na Mare Imbrium v 38,25 S. a 325,00 E s vertikální rychlostí asi 2 m/s. Na povrch Měsíce byla doručena pětiúhelníková vlajka s basreliéfem V. I. Lenina , Státní vlajkou SSSR a Státním znakem SSSR [6] . V 06:28 UT byly rampy sklopeny, Lunochod-1 otevřel kryty kamer a přenesl panorama ramp, aby se ujistil, že tam nejsou žádné překážky, a pak se přesunul dolů na měsíční půdu, jel 20 m po povrchu a zvedl kryt se solární baterií, aby se baterie nabila. Během prvních tří pozemských dnů urazil lunární rover 197 metrů a vzhledem k nástupu lunární noci se přepnul do pohotovostního režimu [2] .
Během prvních tří měsíců plánovaných prací zařízení kromě studia povrchu provádělo i aplikační program, během kterého zpracovávalo hledání přistávací plochy pro pilotovanou měsíční kabinu . Po dokončení programu lunární rover pracoval na Měsíci třikrát více, než byl jeho původně vypočítaný zdroj (3 měsíce). Lunochod-1 během svého pobytu na povrchu Měsíce urazil 10 540 m [7] , prozkoumal plochu 80 000 m² , na Zemi přenesl 211 měsíčních panoramat [pozn. 2] a 25 tisíc fotografií [7] . Maximální rychlost byla 2 km/h . Celková doba aktivní existence Lunochodu byla 301 dní 06 h 37 min. Pro 157 sezení se Zemí bylo vydáno 24 820 rádiových příkazů . Zařízení pro hodnocení průchodnosti zpracovalo 537 cyklů pro stanovení fyzikálních a mechanických vlastností povrchové vrstvy měsíční půdy a její chemický rozbor byl proveden ve 25 bodech [8] .
8. března 1971 operátoři Lunochod-1 na počest svátku dvakrát „namalovali“ na Měsíci s koly číslo „8“. [9]
Poslední úspěšná komunikační relace se uskutečnila 14. září 1971 ve 13:05 UTC, kdy byl zaznamenán neočekávaný pokles tlaku v kontejnmentu trupu [2] . V září 1971 začala teplota uvnitř uzavřeného kontejneru lunárního roveru klesat, protože zdroj izotopového zdroje tepla byl vyčerpán - do té doby jeho uvolňování tepla kleslo více než 4krát ve srovnání s okamžikem přistání. 30. září se zařízení nedostalo do kontaktu. 4. října byly všechny pokusy o kontakt s ním zastaveny a byl oznámen oficiální konec programu.
Během 302 dnů provozu ujel Lunochod 10,5 km průměrnou rychlostí 0,14 km/h. 18 % času byl v pohybu. Maximální doba nepřetržitého pohybu v prvním rychlostním stupni byla 50 sekund, ve druhém - 9 sekund. Během přímočarého pohybu Lunokhod vypracoval asi 2450 příkazů řízení pohybu na prvním rychlostním stupni a pouze jeden příkaz na druhém. Na místě bylo 1175 povelů k otočení (nebyly provedeny obraty v pohybu) a asi 3650 povelů k zastavení. Během operace bylo diagnostikováno 10-15 nebezpečných situací, jako je aktivace ochrany proti převrácení a vyvažování, přetížení elektromotorů hnacích kol, neúmyslné vjezdy do mladých kráterů o průměru cca 2 m a úhlu sklonu stěny 15 ... 25 °. Za hlavní příčiny takových situací byly rozpoznány chyby při určování velikosti a vzdálenosti od překážek a také ztráta orientace na zemi. Je to dáno nepříznivými světelnými podmínkami s vysokým Sluncem, proto se v takových obdobích obvykle prováděly práce, které nevyžadovaly intenzivní pohyb (nabíjení baterie, studium vlastností půdy apod.) [1] . Lunokhod přenesl na Zemi více než 20 000 snímků , 206 panoramat, 25 rentgenových analýz složení půdy, více než 500 výsledků fyzikálních a mechanických půdních testů pomocí penetrometru [2] .
V březnu 2010 byl Lunokhod-1 nalezen výzkumníky na snímcích sondy LRO [pozn. 3] [10] . 22. dubna 2010 skupina amerických vědců z Kalifornské univerzity v San Diegu pod vedením Toma Murphyho oznámila, že poprvé od roku 1971 byli schopni získat odraz laserového paprsku od reflektoru Lunokhod-1. [11] [12] [13] [14] . Poloha Lunochodu-1 na povrchu Měsíce: 38°18′55″ s. sh. 35°00′29″ Z / 38,3152 / 38,3152; -35,0080 ( Lunochod-1 )° N sh. 35,0080°W např. [15] [16] . Jeden z vývojářů sovětského lunárního programu Michail Marov při této příležitosti informoval, že souřadnice obou Lunochodů nebyly nikdy ztraceny [17] .
Cesta, kterou cestoval Lunochod-1 v lunárních dnech [18]měsíční den | datum | Vzdálenost, metry | Poznámka |
---|---|---|---|
1 | 17. listopadu 1970 – 24. listopadu 1970 |
197 | Na jihovýchod odjezd z měsíční noci |
2 | 8. prosince 1970 – 23. prosince 1970 |
1522 | Na jihovýchod |
3 | 7. ledna 1971 – 21. ledna 1971 |
1936 | Na jihovýchod, poté na severozápad s návratem 18.1.1971 na místo přistání " Luna-17 " |
4 | 7. února 1971 – 20. února 1971 |
1573 | Na severu průzkum kráteru o průměru 540 m |
5 | 7. března 1971 – 20. března 1971 |
2004 | Studie kráterů o průměru 540 a 240 m |
6 | 6. dubna 1971 – 20. dubna 1971 |
1029 | Studie kráterů o průměru 540 a 240 m |
7 | 6. května 1971 – 20. května 1971 |
197 | Průzkum kráteru o průměru 240 m, pohyb na severozápad, průzkum malého kráteru |
8 | 4. června 1971 - 11. června 1971 |
1560 | Komplexní reliéf v interkráterové zóně |
9 | 3. července 1971 – 17. července 1971 |
219 | Severozápad pak severovýchod |
10 | 2. srpna 1971 – 16. srpna 1971 |
215 | Na severu průzkum kráteru o průměru 200 m |
11 | 31. srpna 1971 – 15. září 1971 |
88 | Průzkum kráteru o průměru 200 m |
Dne 14. června 2012 schválila Mezinárodní astronomická unie názvy pro 12 kráterů podél trasy Lunochod-1 (krátery Albert , Borja , Vasja , Valera , Viťa , Gena , Igor , Kolja , Kosťa , Leonid , Nikola , Slava ) [19 ] .
Na Lunochod-1 byl instalován rohový reflektor , s jehož pomocí se provádějí experimenty na přesné určení vzdálenosti k Měsíci. Rozměry reflektoru jsou 44,8 × 20,4 × 7,5 cm , plocha 640 cm2 , skládá se ze 14 trojitých hranolů [20] ve tvaru rohu krychle, jejichž úhly jsou upraveny na 90° s chybou 0,2 obloukové sekundy. Všechna čela trojitých hranolů kromě vstupních jsou potažena stříbrem, což zvyšuje koeficient odrazu na 0,9. Spodní část panelu je chráněna vícevrstvým tepelným izolantem. Úhlová apertura celého reflektoru (úhel divergence světelného paprsku po odrazu) je při ozáření světlem o vlnové délce 694,3 nm rovna 6,0 obloukových sekund [21] . Hranoly jsou navrženy pro provoz při teplotách od −150 do −4 °C za měsíčních nočních podmínek (ve dne tepelné deformace výrazně zhoršují směrovost reflektoru). Reflektor (stejně jako identický pro instalaci na Lunochod-2) byl objednán u francouzských firem Sud Aviation a Jobin et Ivon. Hranoly jsou vyrobeny z vysoce homogenního taveného křemene (materiál Homosil ); hmotnost reflektoru je 3,5 kg , velikost každého prvku je 8,9 cm [22] .
Reflektor Lunokhod-1 v prosinci 1970 poskytl asi 20 pozorování z Krymské astrofyzikální observatoře pomocí 2,6metrového dalekohledu Shine Mirror Telescope (první byl 5. prosince 1970 [21] ), což umožnilo určit vzdálenost k reflektor s chybou 3 m , s průměrnou odezvou 0,07 fotoelektronu na laserový pulz [21] . Další pokusy, rovněž opakované ve Francii a USA, však zůstávaly dlouho bezvýsledné a vedly k názoru, že reflektor přestal fungovat. Zlepšení vybavení v CrAO v roce 1974 opět umožnilo přijímat signály z reflektoru Lunochod-1 [22] minimálně do počátku 80. let [20] ; v roce 1983 byly tyto práce zastaveny z důvodu uzavření lunárních vesmírných programů v SSSR [23] .
Poštovní známka SSSR. 1971. "Lunokhod-1" je řízen ze Země
Poštovní známka SSSR. 1971. První skladba "Lunokhod-1"
Poštovní známka SSSR. 1971. "Lunochod-1"
Ruská poštovní známka 2020. "Lunochod-1"
Kopie "Lunochod-1" v Polytechnickém muzeu v Moskvě
Model "Lunokhod-1" (s otevřenou solární baterií) v zábavním centru "Galaktika", Krasnaya Polyana , Soči
Lunochod-1 na Měsíci podle představ umělce [1]
Krátery Albert, Borja, Vasja, Valera, Viťa, Gena, Igor, Kolja, Kosťa, Leonid, Nicolas, Slava
Průzkum Měsíce kosmickou lodí | |
---|---|
Programy | |
Letící | |
Orbitální | |
Přistání | |
měsíční vozítka | |
muž na Měsíci | |
Budoucnost |
|
Nesplněno | |
viz také | |
Tučné písmo označuje aktivní kosmickou loď |
Měsíc " | Vesmírný program "|||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
SSSR |
| ||||||
Rusko |
|
|
---|---|
| |
Vozidla vypuštěná jednou raketou jsou oddělena čárkou ( , ), starty jsou odděleny interpunkcí ( · ). Lety s posádkou jsou zvýrazněny tučně. Neúspěšné spuštění je označeno kurzívou. |