"ЛУНОХОД-1" ОТКРЫВАЕТ ЭПОХУ САМОХОДНЫХ КОСМИЧЕСКИХ РОБОТОВ
Время подвергает суровым испытаниям наше человеческое воображение. То, о чем еще вчера мы думали с улыбкой, как о вымысле фантастов и фантазеров, сегодня неотвратимой реальностью вторгается в жизнь, требует места в нашей насыщенной, и сложной картине мира. Вспомните только, как быстро и, как резко изменилось наше представление о Луне. Сейчас даже трудно поверить, что еще, каких-нибудь 15 лет назад большинство людей считало Луну недостижимо далекой. Именно недостижимо, не зря же запугивали нас популярные книжки по астрономии «До Луны на самолете - двадцать суток, на поезде - восемь месяцев, пешком - двенадцать лет»
И вот первый удар - первый в мире космический рейс к Луне, первое испытание нашей способности удивляться - полет советской автоматической станции «Луна-1». А дальше - целый каскад успехов. Первое попадание в Луну, ее первый искусственный спутник, мягкое прилунение, облет Луны с возвращением на Землю, телепередача с лунной поверхности, первые шаги человека по Луне, образцы лунного грунта, собранные автоматом, и доставленные на Землю. Из «недостижимо далекой». Луна становится реальной, осязаемой, уже почти, как знакомый далекий город, до которого трудно, но все-таки можно добраться.
Наконец, «Луна-17» Сделав несколько витков вокруг Луны, она точно сходит с орбиты и мягко садится в районе Моря Дождей. (Обратите внимание мы уже привыкаем к именам лунного глобуса, и произносим «Море Дождей» так же спокойно, как, скажем, «Ростовская область» или «Кострома»)
Серия маневров, и схема посадки семнадцатого советского лунника. Это уже классика. Но дальше происходит нечто совершенно неожиданное. По ажурному металлическому трапу на поверхность Луны сходит первый в мире самоходный космический робот - радиоуправляемый «Луноход-1» Теперь мы уже не только видим лунную поверхность на расстоянии вытянутой руки, но передвигаемся по «недостижимо далекой», опускаемся в кратеры, и обходим камни. Первый луноход, уже не фантастический, - живой, «железный», сделанный руками людей, которых мы, быть может, встречаем в трамвае или в кафе, - ведет нас в дальнее путешествие по Луне.
Корреспондент «Науки, и жизни» обратился к главному конструктору автоматической станции «Луна-17» с просьбой рассказать о некоторых подробностях создания лунохода, его устройстве, возможностях, полученных или ожидаемых научных результатах. Ниже приводится краткая запись состоявшейся беседы.
- Расскажите, пожалуйста, как вы, создатели совершенной космической техники, сами оцениваете последний лунный эксперимент! Какие его особенности считаете наиболее интересными, наиболее важными?
- Я, и мои коллеги относимся к активным сторонникам исследования космоса автоматическими аппаратами. Считаем, что это целесообразно экономически, и технически. Кроме того, автоматы уже сегодня могут выполнять космические исследования, недоступные пока для человека. Например, непосредственные исследования Венеры, Марса, и в принципе даже далеких планет, полет на которые должен длиться несколько лет. Успех «Луны-17», и ее лунохода - это, несомненно, актив сторонников «стратегии автоматов». И очень богатый опыт для будущих конструкторских работ.
Другая важная, на мой взгляд, особенность эксперимента в том, что «Луна-17» была доставлена на Луну унифицированной ракетно-космической системой, такой же, какая доставила туда «Луну-16», и может быть использована для доставки других научных комплексов. Унификация - это первый признак того, что исследования Луны становятся, если можно так сказать, на индустриальную основу.
И, конечно же, приятно, что эксперимент подтвердил правильность технических решений, принятых разработчиками. А нужно сказать, что решения эти часто рождались в мучительных спорах, проверялись на многих моделях, и все же ждали своего окончательного приговора только после самого запуска.
- А с чем это связано? Ведь создатели лунников имеют в своем распоряжении лунодромы, барокамеры, источники излучений, одним словом, все необходимое для имитации лунных условий.
- Все, за исключением самой Луны. А иногда именно ее, и не хватает. Так, в частности, никакие имитации не могли дать однозначного ответа на вопрос, будет ли налипать лунный грунт на колеса лунохода, подобно тому, как, скажем, жирная грязь налипает на сапоги. И это несмотря на то, что в поисках ответа использовалась целая гамма земных грунтов, и учитывались свойства реального грунта, привезенного «Луной-16» Высказывались опасения, что во время движения лунохода из-за появления на ободьях колес электростатического заряда частицы лунной почвы будут налипать на них, как, например, налипают кусочки бумаги на натертую, наэлектризованную расческу. Это, естественно, могло бы резко ухудшить ходовые качества машины. К счастью, опасения скептиков не оправдались на самой Луне никакого налипа на колеса не наблюдалось. Единственная дорожная неприятность, с которой встретился луноход (кстати, неприятность ожидавшаяся), - это незначительное пробуксовывание колес.
- А каким образом вы на Земле узнаете, что колесо буксует? И как в этом случае узнать истинную скорость, и пройденное расстояние?
- Каждое колесо лунохода, как известно, имеет отдельный привод, то есть свой собственный электродвигатель с собственным редуктором, и переключателем скорости. Ток, потребляемый, каким-либо двигателем, зависит от того, какую часть общей нагрузки берет на себя «его» колесо, то есть в, какой степени оно пробуксовывает. Информация о потребляемом токе каждого двигателя поступает на Землю по каналам телеметрии, и таким образом мы всегда знаем, как работает каждое из восьми ведущих колес.
На «Луноходе-1» имеется своеобразный спидометр - девятое, «(холостое» колесо, которое просто катится по поверхности, и поэтому практически не буксует. Получая по каналам телеметрии сведения о числе его оборотов, мы определяем путь, пройденный луноходом, и его скорость.
- Известно, что водители лунохода непрерывно следят за его креном, и дифферентом. А что, если водитель почему-либо ошибется, превысит, например, допустимую величину крена!.. Приведет ли это к опрокидыванию лунохода?
- Нет, не приведет. На луноходе есть автоматы, которые просто-напросто остановят его, и подадут соответствующий сигнал тревоги на Землю. Другие автоматы отключат двигатели при перегрузке, которая может возникнуть из-за того, что, какое-либо колесо упрется в препятствие, например, в камень.
- Фантастические романы приучили нас к тому, что планетоход - это сложная шагающая машина или уж на худой конец гусеничная. И это логично. По нашим земным представлениям, такие машины обладают более высокой проходимостью, чем колесные. Почему же от них отказались конструкторы лунохода, отдав предпочтение колесу?
- Насколько я помню, шагающая машина при решении нашей конкретной задачи даже, и не обсуждалась. Слишком она сложна, громоздка, и, главное, для известных пока лунных условий в ней просто нет необходимости. Что же касается гусеничного варианта, то он просто не выдержал конкуренцию при сопоставлении с восьмиколесным вариантом машины. Во-первых, у гусеничной машины с каждого борта только два ведущих колеса. И если оба выйдут из строя, машина начнет крутиться на одном месте. В выбранном колесном варианте живучесть сохраняется, если даже выйдут из строя по три колеса с каждого борта. Кроме того, сама металлическая гусеница содержит много ненадежных элементов. Это, в частности, металлические пальцы, соединяющие «траки» - отдельные ячейки гусеницы. Из-за трения, особенно в вакууме, пальцы могут сильно изнашиваться, а разрушение хотя бы одного из них - это уже неустранимая авария.
- Значит ли это, что гусеничный вариант лунохода или планетохода отвергается навсегда?
- Думаю, что нет. Мы еще знаем очень мало о рельефе, плотности грунта, и других «дорожных условиях» на Луне. Вполне вероятно, что гусеницы еще понадобятся. Но, по-видимому, не металлические, а из, каких-либо особых синтетических материалов, напоминающих каучук, но более стойких к перепаду температур.
- Вы говорили о разрушении трущихся металлических поверхностей в вакууме. Но ведь такие поверхности есть и в колесном луноходе.
- Разумеется. Причем не только в самих колесах. Они имеются в поворотных механизмах антенн, солнечных батарей, и в других узлах. Но все эти узлы тщательно отрабатываются с использованием материалов, пригодных для работы в вакууме. Проблема материалов и смазок для лунохода оказалась особо серьезной. Это видно хотя бы га тому, что некоторые его узлы, например, тяжело нагруженные шестеренчатые редукторы, пришлось испытывать непосредственно в космосе, на других космических аппаратах, получая информацию о поведении этих узлов по телеметрическим каналам.
- В описаниях «Лунохода-1» говорится, что на нем имеются две самостоятельные телевизионные системы. В чем их различие? Для чего нужна каждая из этих систем?
- Прежде чем ответить, мне хочется в очень упрощенном виде сказать об одном важном соотношении чем больший объем информации вы хотите передать по каналу связи за единицу времени, тем большую энергию придется затратить. Вот грубая аналогия произнося 10 слов в минуту, вы при прочих равных условиях затрачиваете больше энергии, чем произнося 5 слов. Четкость телевизионной картинки зависит от того, насколько подробно ее «описывает» передатчик, насколько велик объем информации.
Отсюда простой вывод если вы хотите передать четкую картинку, не затрачивая на это большую мощность, то не нужно спешить передавайте картинку медленно, по небольшой дозе информации каждую секунду. Если же нужно передавать картинку быстро, и мощность передатчика опять-таки невелика, то вам придется поступиться информацией, передавать картину менее подробную, менее четкую.
Теперь легко понять и необходимость двух телевизионных систем на луноходе, где мощный телевизионный передатчик не установишь жалко электроэнергии. Одна из телевизионных систем довольно часто - через каждые три или двадцать секунд - передает для водителей лунохода «оперативную» картинку, достаточно подробную, чтобы по ней вести машину. По другой системе - ее камеры, как раз, и называются телефотометрами - изображение передается медленно. Одна картинка передается примерно за 20 минут. Но зато это очень четкая, очень подробная картинка, своего рода детальная топографическая карта, документ для научных исследований.
- Но, чтобы передать такую картинку, луноход, по-видимому, должен остановиться.
- Разумеется.
- Имеются ли у «Лунохода-1» еще, какие-нибудь поводы для остановки?
- Остановки и движения днем комбинируют, чтобы энергия зарядки аккумуляторов от солнечных батарей превысила расход на работу двигателей, и других потребителей. Нужно, чтобы к наступлению ночи аккумуляторы были полностью заряжены.
- На, что же идет энергия ночью?
- Во-первых, на 1 - 2 коротких сеанса связи, которые позволяют вмешаться в ночную жизнь машины, запросить у нее ту или иную информацию. Кроме того, часть энергии потребляет вентилятор системы обогрева, который гонит газ-теплоноситель через изотопную печку.
- А как осуществляется охлаждение «внутренности» лунохода во время жаркого лунного дня?
- С помощью довольно большого радиатора, занимающего всю крышу лунохода.
- Но не будет ли такой радиатор ночью делать «черное дело» - охлаждать приборный отсек машины?
- Практически не будет. Ночью радиатор закрыт панелью солнечных батарей с «одеялом» из многослойной теплоизолирующей ткани, такой же, какой укутан весь луноход.
- На протяжении первых трех лунных дней «Луноход-1» совершил большое, многокилометровое путешествие и вернулся обратно, к спускаемому аппарату. С чем связан выбор такого маршрута?
- С необходимостью проверить точность систем навигации. На лунных трассах нет дорожных указателей, и луноход шел, ориентируясь по светилам на небосводе, прежде всего, конечно, по Солнцу и Земле. Теперь мы знаем, что система навигации работает очень точно, и луноходы, оснащенные ею, можно отправлять в далекие путешествия по Луне, не опасаясь того, что они заблудятся. Попутно замечу, что «туда» и «назад» луноход шел разными путями.
- Тепловая энергия изотопной печки постепенно уменьшается. Как это скажется на «жизнедеятельности» «Лунохода-1»?
- До тех пор, пока энергия изотопного подогревателя не снизится до определенного уровня, температура в отсеке будет поддерживаться в заданных пределах. Но, конечно, рано или поздно «однажды ночью» наступит такой момент, когда чрезмерное понижение температуры нарушит нормальную работу приборов. Уменьшение тепловой энергии изотопного подогревателя - это один из факторов, определяющих срок жизни «Лунохода-1»
- На «Луноходе-1» установлено много научных приборов, проводится много исследований. Какие из них кажутся вам наиболее интересными?
- Мне не хотелось бы выделять, что-либо из научного комплекса «Лунохода-1» Каждый из элементов этого комплекса по-своему интересен. Рентгеновский телескоп помогает искать ответ на самые сокровенные загадки мироздания. Лазерный отражатель, установленный нашими французскими коллегами, дает возможность, в частности, определить расстояние между Землей, и Луной с высокой точностью. Много данных о Луне позволяет собрать аппаратура спектрального анализа почвы. (Свечение, исходящее из «светящихся» кратеров, по спектральному составу напоминает свечение некоторых нефтепродуктов. Если на Луне будут обнаружены «родственники» нефти, то ее неорганическое происхождение, полагают геологи, будет доказано. - Прим, корр.)
Объем научных исследований на луноходах будет возрастать, так, как Луна - очень удачное место для организации научной лаборатории. (Астрономы подсчитали, что установленный на Луне телескоп с диаметром зеркала 1 метр эквивалентен нашему земному телескопу с диаметром зеркала 80 метров (!!!). А ведь пока самый большой из строящихся телескопов - чудо современной оптики - имеет зеркало диаметром 6 метров. - Прим, корр.)
- Скажите, пожалуйста, давно ли вы стали думать о луноходе, как о реальности?
- Точно этого перехода я, конечно, не запомнил. Но, по-видимому, это произошло за несколько лет до появления самой машины.
- А думаете ли вы сейчас, как о реальности о, каких-нибудь других самоходных космических роботах! Например, думаете ли вы о марсоходах, венероходах или о нептунолетах?
- О некоторых, несомненно, думаем. Разумеется, создание таких машин, их доставка на планеты - дело, конечно, достаточно сложное и долгое. Но время ведь бежит быстро. Очень, очень быстро.
Беседу вел Р. СВОРЕНЬ, спецкор «Науки, и жизни»
Читайте в любое время
