Планета Земля и Луна
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Луна - наш космический спутник

Взгдяд на космос

История разработки Лунохода

    Сначала 1960 года разработкой вопросов создания самоходного лунного аппарата и его мягкой посадки на Луну (тема E-8) в ОКБ-1 занялся проектный отдел М.К.Тихонравова. Там и определялись основные проектные параметры лунохода. Массу аппарата ограничили 600 килограммами. Стоит заметить, что масса спускаемого аппарата станций типа Е-6, которая уже вовсю разрабатывалась в ОКБ-1, была 100 кг. Чтобы доставить на Луну такой тяжелый луноход требовалась ракета, более грузоподъемная чем 8К78 Молния.

     Поэтому в качестве носителя для Е-8 рассматривалась ракета Н-II. Она должна была состоять из второй и третьей ступеней более мощной Н-1 и еще одной дополнительной третьей ступени. Такая ракета (по состоянию проекта ракет серии Н на 1961 год) должна была иметь стартовую массу 560 тонн и выводить на низкую околоземную орбиту порядка 16 т. Использовать ракеты чужой разработки для своих аппаратов Королев не собирался.
     Начались и проработки внешнего вида лунохода. Тут прежде всего надо было выбрать способ передвижения по лунной поверхности. А что из себя представляет лунная поверхность? В 1960 году этого точно не знал никто. Были гипотезы, что поверхность Луны - некая "хлябь", образованная 10-метровым слоем ничего не несущей лунной пыли. В связи с этим некоторые совсем некосмические предприятия выходили с множеством порой совсем фантастических предложений. Хотя их то, в общем то, легко было понять: людям хотелось приобщиться к интересной, экзотической задаче. Тут можно было застолбить за собой определенную веху.
     "Я помню, как одна организация для отработки ходовой части лунохода предложила построить громадный ангар площадью несколько тысяч квадратных метров и всю эту Площадь усыпать 5-10-метровым слоем нелущеного проса", - рассказывал О. Г. Ивановский. - "Они считали, что нелущенное зернышко проса, очень скользкое за счет своей оболочки и не способная нести на себе никакой нагрузки, будет полным аналогом лунного грунта. Тогда были некоторые гипотезы, что лунная поверхность покрыта толстым слоем "скользкой" пыли. Но когда мы посчитали во что это должно превратиться, и спросили - "Где набрать столько проса?", они предложили распахать новые специальные просяные поля. Мы посчитали более глубоко и отказались от этой идеи."

Лунный модуль Аполлона-11, Орел, возвращающийся с поверхности Луны к командному модулю
Эмблема Лунохода - 1 и СССР на фоне поверхности Луны

     Чтобы разобраться с планетологическими проблемами, в 1961-62 годы Королев привлек к работе по теме Е-8 ряд организаций и ученых, занимавшихся Луной (горьковский Научно-исследовательский радиофизический институт, Астросовет АН СССР, Пулковскую главную обсерваторию, Крымскую астрофизическую обсерваторию. Большинство ученых сходились на том, что лунные пылевые моря - фантастика. В конце концов проблему возможности мягкой посадки на Луну Сергей Павлович Королев решил приказным порядком. После его "Луну считать твердой" (относившейся, правда, к разработке аппарата Е-6), луноплавов больше никто не предлагал. Ограничивались привычными способами передвижения: на колесах, на гусеницах, на шнеках. Хотя были и более экзотические варианты: прыжками, шагами. Изо всех этих способов рассматривались прежде всего колеса и гусеницы. Чтобы сделать окончательный выбор, нужны были специалисты, которые могли бы, используя опыт создания земных машин, создать машину для работы на Луне. Королев имел и эту задачу ввиду. Он начал подыскивать те организации, которые могли бы работать в этом направление. Первоначально выбор пал на Научно исследовательский институт Госкомитета автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения (НАТИ).
     Для ускорения работ в 1963 году специалисты, занимавшиеся тематикой лунохода, были объединены в специальную группу, возглавленную М.К.Тихонравовым. Но возникли с Е-8 и проблемы. Основная - с ходовой частью. В мае 1963 года НАТИ отказался работать над созданием шасси лунохода в связи с требованием ОКБ-1 уменьшить массу шасси сo 120 до 85-100 кг. Нового подрядчика по шасси помог найти министр оборонной промышленности Д.Ф.Устинов. Работы по созданию шасси лунохода были переданы в ленинградский ВНИИ-100 (позже ВНИИТрансМаш), разрабатывавший до этого ходовые части советских танков. Там нашелся хороший специалист и энтузиаст - Александр Кемурджиан, который в дальнейшем и создаст ходовую часть лунохода. ВНИИТрансМаш был "озадачен" Королевым, но не в виде какой-то конкретной разработки, а в виде поисковых работ по способу передвижения по Луне.
     Решать более конкретно было пока рано. В октябре 1963 года проектное задание по теме Е-8 было опять переработано. Это было вызвано пересмотром проекта ракет серии Н. Н-II по новому проекту могла выводить на низкую околоземную орбиту 20 т при стартовой массе 700 т. Луноходная группа в свою очередь выдала следующие основные технические требования: масса аппарата - 900 кг, диаметр приборного контейнера - 1800 мм, максимальная скорость передвижения по Луне - 4 км/час, предельное энергопотребление в течение 10 мин - 1 кВт, номинальное энергопотребление - 0.25 кВт. 3 августа 1964 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР №655-268 "О работах по исследованию Луны и космического пространства", в соответствии с которым программе Н1-ЛЗ придавалось приоритетное значение. За Королевым закрепили тему по высадке космонавта на Луну. ОКБ-1 активизировало работы над ракетой Н-1. Тематика по облету Луны перешла в ОКБ-52. Для облета должна была использоваться ракета 8К82К (УР-50OK), прототип которой разрабатывался в ОКБ-52 с 1960 года.
     В свете постановления №655-268 были изменены основные задачи аппарата Е-8. Луноход предполагалось использовать для детального обследования предполагаемого района посадки пилотируемой лунной кабины с космонавтом. На базе аппарата Е-8 предполагалось создать искусственный спутник Луны Е-8ЛС для телесьемки с высоким разрешением предполагаемых районов посадки сначала лунохода, а потом и лунной кабины. В конце 1964 года смежники ОКБ-1 по теме Е-8, и прежде всего ВНИИ-100, подтвердили возможность выполнения требований, заложенных в проекте. В ОКБ-1 началась работа над конкретным эскизным проектом. Он был разработан в начале 1965 года. Выбор был остановлен на гусеничном шасси. Но утвердить его Королев так и не успел. ОКБ-1 было чрезмерно перегружено работами по многим космическим направлениям. Руководство отраслью приняло решение о передаче части работ в другие организации. Тематика по автоматическим межпланетным станциям предназначалась химкинскому Машиностроительному заводу имени С.А.Лавочкина. "Уход" АМС из ОКБ-1 в МЗЛ начался в апреле 1965 года. В конце апреля Королев еще настаивал на рассмотрении в ближайшее время эскизного проекта лунохода, но тема Е-8 так и была передана в мае в Химки без защиты проекта.
     На основе обширного исследовательского материала, полученного из ОКБ-1 в КБ МЗЛ работа над луноходом шла достаточно быстро. Однако химкинцы решили не доводить до ума королевский проект Е-8, а разработали свой вариант. Тем более станция Е-6М №13 (Луна-9) передала информацию о характеристиках лунного грунта, чего во время разработки лунохода в ОКБ-1 не было. Грунт оказался достаточно твердым, слой пыли - небольшим. Поэтому конструкторы пересмотрели проект шасси, отказавшись от гусениц в пользу восьми ведущих колес. Наконец осенью 1966 года переработанный эскизный проект лунохода был утвержден Георгием Николаевичем Бабакиным. Главной задачей для лунохода были определение физико-механических и химических параметров лунного грунта. На борту также имелась специальная аппаратура для изучения магнитных полей, аппаратура для телевизионной съемки и телефотометрической панорамной съемка. Все эти задачи и должны были решаться по ходу движения лунохода. Активная работа должна была продолжаться в течение 3 месяцев.
     По мимо традиционных методов проектирования и создания космической техники, когда все КБ было включено в работу по тематике, Бабакин организовал специальную лабораторию, которая работала при КБ. Она занималась вопросами управления и логики этого аппарата. Как рассказывал Гарри Николаевич Роговский, другим организационным мероприятием было то, что из числа работников эксплуатирующей организации (Министерство обороны СССР - КЛ.) был создан экипаж лунохода. Он отвечал за реализацию той логики, той идеологии управления, которая создавалась в лаборатории КБ. Там у них был водитель, бортинженер, штурман, оператор наведения остронаправленной антенны и, конечно, командир.
     "Это была узко специализированная, хорошо дисциплинированная команда", - рассказывал Г.Н.Роговский. - "Их специально отбирали. Они проходили медкомиссию почти такую же, как космонавты. Это были молодые здоровые ребята, у которых эмоции не превалировали над делом, нервы были в порядке. К концу 1967 года была полностью готова вся конструкторская документация по объекту Е-8. Сам аппарат 8EЛ весил 756 кг, имел длину с от крытой крышкой солнечной батареи 4.42 м, ширину 2.15 м, высоту 1.92 м. Прошло к этому времени отработку и шасси: сначала в ВНИИТрансМаш, а по том на МЗЛ. Масса шасси составила 84 кг, ВНИИТрансМаш вписался в отпущенный лимит. Диаметр каждого из восьми ведущих колес по грунтозацепам составлял 510 мм, ширина 200 мм Колесная база была 170 мм, а ширина колеи 1600 мм. Для отработки методики управления луноходом в Крыму под Симферополем был создан специальный "лунодром". Тут то экипажи лунохода и смогли попрактиковаться в управлении аппаратом. Для управления луноходом отобрали 11 офицеров (по распределению экипажей):

     командиры - Николай Еременко. Игорь Федоров
     водители - Габдухай Латыпов, Вячеслав Довгань
     штурманы-навигаторы - Константин Давидовский, Викентий Самаль
     бортинженеры - Леонид Мосензов Альберт Кожевников
     операторы остронаправленной антенны - Валерий Сапранов, Николай Козлитин,
     резервный водитель и оператор - Василий Чубукин.

     Прежде чем описывать запуски луноходов, стоит рассказать как в идеале должны были проходить их полеты. Комплекс Е-8 запускался с космодрома Байконур ракетой 8К82К. На 25 секунде полета (Т+25 сек) при высоте подъема 500 м заканчивался вертикальный участок траектории, начиналась отработка программы угла тангажа. В Т+125 сек происходило отделение первой ступени, в Т+200 сек - сброс головного обтекателя. в Т+375 сек - отделение второй ступени. Через 588 секунд после старта отключался двигатель третьей ступени и запускался двигатель 11Д58 разгонного блока 11С824. В Т+958 сек 11Д58 отключался и аппарат Е-8 с блоком Д выходил на круговую околотемную орбиту высотой 200 км и с наклонением 51.6°. Через 35 минут после запуска раскрывалось посадочное устройство на ступени КТ, запускались 8 ЖРД малой тяги системы стабилизации. В Т+66 сек проводилась ориентация комплекса Е-8 + 11С824, запускались двигатели обеспечения запуска двигателя в невесомости. На 70 секунде полета двигатель 11Д58 блока Д запускался повторно. Отработав 400 секунд он обеспечивал комплексу дополнительное приращение скорости 3170 м/сек и переводил станцию на траекторию полета к Луне. Через 12 секунд после выключения двигателя 11Д58, блок Д отделялся от станции Е-8.

Модель аппарата "Луноход - 1" (две слайдокамеры, системы радиосвязи)
Лунный модуль Аполлона-11, Орел, возвращающийся с поверхности Луны к командному модулю

     В ходе перелета предусматривались две коррекции. Через 4 суток 7 часов после старта Е-8 с помощью двигательной установки ступени КТ выходила на окололунную орбиту с высотой 120 км и периодом обращения 2 часа. Через сутки должна была проводиться первая коррекция для снижения высоты перицентра над выбранной точкой посадки до высоты 20 км, а еще сутки спустя - вторая с целью подправить плоскость подхода аппарата к точке посадки. Наконец в Т+7 сут 16 час запускалась тормозная двигательная установка. Она снижала скорость практически до 0 на высоте 2.3 км над поверхностью. До высоты 700 м станция опускалась с выключенным двигателем. Далее спуск шел с работающим двигателем до высоты 20 м, а затем основная ДУ ступени КТ отключалась, а запускался двигатель малой тяги. На высоте 1-2 метра двигатель отключался и станция совершала мягкую посадку. Весь спуск от начала торможения занимал примерно 6 минут. После прилунения производилось раскрытие двух пар трапов. Телефотометры передавали панораму места посадки. Выбиралось направление съезда лунохода и намечался дальнейший маршрут на ближайшее время. Гарантийный срок активных передвижений лунохода по Луне определялся в 3 месяца.
     Однако первой станции серии Е-8 ничего этого выполнить не удалось. 19 февраля 1969 года в 9 часов 48 минут стартовала ракета 8К82К с разгонным блоком 11С824 и аппаратом Е-8 №201. На 51.4 секунде полета ракеты разрушился головной обтекатель. Запуск 19 февраля был первым полетом ракеты с этим новым обтекателем. Во время прохождения зоны максимального скоростного напора возникли аэродинамические вибрации, вследствие чего и произошло разрушение узлов крепления створок обтекателя.
Журнал "Новости Космонавтики" 
    Обломки головного обтекателя, пролетев вдоль блока Д, третьей и второй ступеней, врезались в баки первой ступени, пробив их оболочку. В результате произошел контакт самовоспламеняющихся компонентов топлива, завершившийся эффектным взрывом на 53-й секунде полета, полностью разрушившем ракету. О радиоактивном заражении местности элементами изотопного источника обогрева лунохода в районе падения обломков станции Е-8 №201 ничего неизвестно.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru