Первый автомобиль на Луне — Лунный Ровер
статья выходного дня
Многие американцы думают, что автомобиль изобрел Генри Форд, но в самом деле первый серийный автомобиль с ДВС был выпущен в 1885 году немцем Карлом Бенцем (Benz Patent-Motorwagen). А еще раньше были созданы первые экспериментальные электромобили. На какой автомобиль, а точнее, электромобиль, первый проехался по поверхности другого небесного тела? Ответ известен — это был советский Луноход. А еще через год после Лунохода появился первый лунный электромобиль («Лунный Ровер»), который катал на себе людей. По сути он тоже был — луноход.
Полет Аполлона-15
49 лет тому назад, 26 июля 1971 года на Луну оправился экипаж Аполлона-15 в составе командира экипажа Дэвида Скотта, пилота лунного модуля Джеймса Ирвина и пилота командного модуля Альфреда Уордена. Первые два астронавта после выхода на орбиту Луны перешли в лунный модуль и 30 июля опустились на ее поверхность, где провели три земных дня (немногим менее 67 часов). Именно он стали первыми землянами, которые прокатились по поверхности другого небесного тела на колесном транспорте.
Командный модуль Аполлона-15 на орбите
Луны (фото с лунного модуля)
Так что же это за автомобиль — «Лунный Ровер» и как он использовался?
Экспедиции на электромобиле-луноходе «Лунный Ровер» по Луне
В этой экспедиции астронавты впервые использовали лунный автомобиль — «Лунный Ровер», проехав на нем около 28 километров. Первый лунный автомобиль-луноход был, естественно — электромобилем.
Лунный Ровер, экспедиция Аполлон-15
Ровер хранился в сложенном состоянии в грузовом отсеке. При выгрузке лунного электромобиля астронавты вытягивали его с помощью тросов, постепенно раскладывая и опуская на поверхность Луны. Сначала Скотт и Ирвин отправились на электромобиле-луноходе в 4-х километровую поездку за геологическими образцами пород к каньону Хэдли Рилл.
Джеймс Ирвин рядом с лунным Ровером
Только поставили «Лунный Ровер», как Дэвид Скотт обнаружил, что почему-то у электромобиля не поворачиваются передние колеса. Получив оперативный совет с Земли, он решил оставить все как есть. Как мы уже писали, у «Лунного Ровера» имелись два отдельных рулевых электрических двигателя — один для передней пары колес, другой — для задней пары. Управлять Ровером можно было без проблем, отключив любой из этих двигателей, при этом вдвое увеличивался радиус разворота, но Дэвид Скотт решил, что это не проблема. Скотт подключил лунный передатчик информации, навигационную систему «Лунного Ровера», смонтировал саму телекамеру и обе антенны, Ирвин установил в «Лунный Ровер» подставку для геологических образцов и загрузил контейнеры для этих образцов.
Джеймс Ирвин у Лунного Ровера
Потом астронавты пристегнулись тугими ремнями безопасности и поехали. Максимум скорости «Лунного Ровера» на прямых участках Луны был около 13 км в час. Ничего такая, довольно скоростная лунная машинка! Надо отметить, что поездки по Луне осложняются отвратительно низкой силой тяжести, из-за чего тележка так и норовит подлететь вверх и перевернуться. Поэтому 13 км/час на Луне — это, можно сказать — экстремальная скорость!
Первая поездка на лунном электромобиле-луноходе продолжалась 2 часа 15 минут, Скотт и Ирвин за это время преодолели на электромобиле расстояние в 10 километров 300 метров. Они собрали 14.5 кг образцов лунного грунта. В следующие дни были проведены еще две поездки к горе Хэдли Дельта и каньону Хэдли Рилл. Дальше, еще в двух экспедициях Аполлона-16 и Аполлона-17 также был использован электромобиль «Лунный Ровер» и везде астронавты передвигались исключительно на нем, забирая образцы грунта с поверхности Луны.
Заезд на Лунном Ровере (экспедиция Аполлона-17)
На «Лунном Ровере» астронавты Аполлона-15 ездили со скоростью 13 километров в час, но в ходе экспедиции Аполлона-16 он показал даже большую скорость — аж 18 км в час! Это был просто рекорд! Общая длина пути на лунном авто была 28, 27, 36 километров соответственно, считая с первой экспедиции. Каждый луномобиль использовался для трёх поездок — по одной в каждый из трёх дней экспедиции «Аполлона».
Цель создания электромобиля — лунохода «Лунный Ровер»
А для чего, собственно, этот эксклюзивный электромобиль был разработан? Ну конечно для того-чтобы охватить большую исследуемую площадь Луны, передвигаясь по которой в скафандрах было и медленно и в высшей степени неудобно — скафандры сковывали астронавтов, в них также имелись еще громоздкая система жизнеобеспечения. А тут — сел на электромобиль (пусть и лунный!) и поехал!
Конструкция, габариты и внешний вид электромобиля — лунохода «Лунный Ровер»
Конструкция лунохода «Лунный Ровер»
Конструкция «Лунного Ровера» была достаточно простой. Каждое колесо снабжено тяговым электродвигателем постоянного тока, всего их 4, мощность каждого 190 Вт. Крутящий момент передается через понижающий волновой редуктор 80:1, также имеются 2 рулевых двигателя на каждую пару колес (задние и передние).
Электроэнергию луноход «Лунный Ровер» получает от двух неперезаряжаемых серебрянно-цинковых батарей, напряжение каждой — 36 Вольт. Это очень дорогие батареи, которые применяются именно в космической и военной технике благодаря их высокой удельной емкости и невзрывоопасности. От этих же батарей питались устройства связи и телекамеры. Батареи лунного электрокара были неперезаряжаемыми — их хватало всего на три поездки, после чего ровер просто оставляли на поверхности Луны. В будущем аккумуляторы луномобилей смогут подзаряжаться, например, от солнечных батарей, но при первых высадках на Луну, в силу кратковременности экспедиций, это не требовалось.
Как мы видим, достаточно специфичный автомобильчик получился! Настоящий электромобиль-луноход! Еще одна его особенность заключалась в том, что охлаждение всех узлов было сделано пассивным — поскольку на Луне в условиях вакуума вентиляторы не работают.
Колеса электромобиля — лунохода «Лунный Ровер»
Колеса электромобиля — лунохода имели оригинальную конструкцию — на алюминиевый диск была надета покрышка из плетеной стальной проволоки с цинковым покрытием. Почти половину площади покрышки занимал специальный протектор из титана — для жесткого сцепления с грунтом. Конструкция колеса включала алюминиевый диск и покрышку диаметром 810 мм и шириной 230 мм. Конструкция колес разработана небезызвестной General Motors.
Рама электромобиля — лунохода «Лунный Ровер»
Рама «Лунного Ровера» была сварена из алюминиевых труб и имела колесную базу в 2.3 м. Рама электрокара — лунохода была складной и в сложенном виде перевозилась в грузовом отсеке лунного модуля. При установке на грунт электромобиля сиденья и шасси раскладывались и фиксировалась в нужной форме.
Технические характеристики электромобиля — лунохода «Лунный Ровер»
Технические характеристики лунного электромобильчика таковы: рабочая скорость передвижения 8-10 км в час, а рекордная скорость на Луне составляет 18 км в час. Высота авто составляла 1.1 метра и дорожный просвет составлял 350 мм, как у заправского внедорожника. «Лунный Ровер» был полноприводным электрокаром — для двух астронавтов.
Масса лунного электрокара — 210 кг и грузоподъемность при условиях Луны — 490 кг.
Комплектация и управление электромобиля — лунохода «Лунный Ровер»
Управление «Лунного Ровера»
Управление этим лунным драндулетом осуществляется рукояткой в форме буквы T, расположенной в аккурат между сиденьями. На ней располагался переключатель направления — «вперед-назад». Управление «вперед-назад и влево-вправо» осуществлялось непосредственно соответствующим движением этой рукоятки. Радиус разворота электрокара — около трёх метров.
Панель управления «Лунного Ровера»
Как и в любой автомашине, в «Лунном Ровере» существовала простейшая панель управления, вся она умещалась на отдельном небольшом щитке и включала — спидометр, азимут движения, наклон, индикаторы запаса мощности батарей и температуры и указатель пробега.
Навигация электрокара — лунохода «Лунный Ровер»
Навигация электромобиля «Лунный Ровер» обеспечивалась одометром и гирокомпасом. Также, на приборной панели находилось простое устройство для определения азимута по тени штыря-гномона. Почему на электромобиле было навигационной системы GPS? Да просто потому что тогда ее даже на Земле не было (а на Луне нет до сих пор)!
Лунный ровер Аполлона-17
Связь в электромобиле «Лунный Ровер»
Зато на Лунном Ровере имелась остронаправленная антенна для прямой связи с Землей на расстоянии до 400 тыс. км и ненаправленная антенна. Также были установлены цветная телекамера с шестикратным обьективом, кинокамера и 70 мм — фотокамера.
Как снимался старт лунного модуля с астронавтами с поверхности Луны
Интересно то, что телекамера в «Лунном Ровере» оснащалась электроприводом и могла поворачиваться в вертикальной и горизонтальной плоскостях с изменением расстояния фокуса, и что интересно — ей могли управлять не только сами астронавты но и оператор с Земли. Оригинально то, что это позволяло снять на видео старт лунного модуля с Луны. «Лунный Ровер» ставился в такое положение и на такое расстояние от лунного модуля, чтобы лунный модуль попадал весь в объектив этой телекамеры. И оператор с Земли начинал снимать старт лунного модуля. Удачной оказалась только последняя съемка — в экспедиции Аполлон-17. Съемка старта была последней задачей всех трех «Лунных Роверов», после чего аппараты оставлялись на поверхности Луны.
Стоимость Лунного Ровера
Стоимость каждого Лунного Ровера, который использовался астронавтами в течении всего трех дней составляла 40 млн. долларов США по тогдашнему курсу. По нынешним ценам это будет 260 млн. долларов — получается самый дорогой автомобиль в истории!
Да, не каждый современный миллиардер может прикупить такой электромобиль для своего автогаража! И вид у не какой-то. не престижный. А если учесть, что луномобиль еще надо доставить на Луну, что влетает в миллиардные расходы — вот вам и объяснение того, что современные супербогачи покупают вместо луномобилей всякие автодворцы и океанские яхты. Дешевле выходит.
Перспективы колесного транспорта на Луне и планетах
Какой вывод можно сделать из всего этого? Да то, что в общем-то «Лунный Ровер», или просто — луномобиль вполне справился со своей задачей — помочь астронавтам достаточно быстро передвигаться по Луне на сравнительно приличные расстояния. Кто знает, может для передвижения по Марсу или по Венере будут созданы свои Роверы, например — Марсианский Ровер и даже Венерианский Ровер?
Развитие планетарного транспорта может идти по двум направлениям:
Первое направление, которое годится для спутников с небольшой силой тяжести, как Луна — создание летающих роверов с реактивной тягой, которые смогут совершать перелеты между лунными базами и даже выходить на окололунную орбиту к лунной орбитальной станции. Такой ровер не имеет колес и походит на первый Лунный Ровер только тем, что космонавты управляют им в скафандрах — соответственно время экспедиции ограничено несколькими часами (обычное время работы в открытом космосе составляет 6-7 часов). Зато аппарат, не имеющий герметичную кабину, получается очень легким, что позволяет доставлять его к Луне с помощью существующих ракет-носителей. Такой вариант мог бы подойти для лунной программы России.
Применение реактивных луномобилей оправдано тем, что колесо — слишком медленный способ перемещения по поверхности Луны. И даже для Земли с ее развитой сетью автострад предлагаются летающие автомобили, которые используют принцип полета, а не качения, например:
Вездеход-амфибия Volkswagen Aqua для путешествий по Земному шару без учета дорог
Лунный электромобиль-автодом Toyota
Второе направление — это создание герметичных автодомов, в которых можно будет совершать не короткие вылазки за лунным грунтом, а длительные многомесячные экспедиции. Здесь медлительность перемещения по Луне не является ограничением, поскольку в лунном автодоме можно жить в естественной для человека среде, как говорится, «в тесноте, но не в обиде» — и только для выхода на поверхность Луны надо облачаться в громоздкие и неудобные скафандры.
О лунном автодоме можно прочитать в нашем материале «Первый автомобиль Toyota на Луне». Чтобы доставить такой автодом на Луну требуется супердорогая сверхтяжелая ракета-носитель, которая создается в рамках американской программы «Артемида».
Это будущее, а пока в истории было всего семь лунных электромобилей — два российских Лунохода, три американских «Лунных Ровера» и пара китайских «нефритовых зайцев», один из которых даже побывал на обратной стороне Луны. Эпическая и невероятная история покорения Луны рассказана в наших статьях:
Космические гонки XX и XXI века, часть 2: несбывшаяся мечта Королева
Космические гонки XX и XXI века, часть 3: лунные автоматы СССР
Космические гонки XX и XXI века, часть 4: лунные экспедиции Америки
Источник
Китайский ровер Yutu 2 заглянул под поверхность невидимой стороны Луны
В прошлом году лунная миссия Китая позволили человечеству впервые посмотреть на противоположную сторону нашего спутника прямо с его поверхности. А теперь китайцы заглянули и под поверхность Луны.
3 января 2019 года космический корабль Chang’e 4 прилунился на дне кратера фон Карман, ширина которого составляет 115 миль (186 километров). Это была первая в истории человечества мягкая посадка на таинственной дальней стороне Луны, которая никогла не видна с Земли.
Через несколько часов после прилунения ровер Yutu 2 ( «Нефритовый кролик 2» ) вышел из корабля Chang’e 4. И вот уже более года эти два корабля на солнечных батареях собирают данные о своем экзотическом окружении с помощью разнообразного научного оборудования, что позволяет получать беспрецедентные виды на поверхность обратной стороны Луны.
Но теперь ученые заглянули глубже – непосредственно в недра Луны благодаря первым опубликованным результатам георадарного прибора Yutu 2. В статье, опубликованной 26 февраля в журнале Science Advances , ученые миссии Chang’e 4 раскрыли структуру серого грунта под колесами лунохода, информация о которой была получена еще из радиолокационных данных, собранных во время первых двух лунных дней работы Yutu 2. ( Каждый лунный день длится около двух земных недель. Yutu 2 и спускаемый аппарат Chang’e 4 впадают в спячку во время сурово холодных лунных ночей, которые также длятся две недели ).
Исследователи различили три отдельных слоя под Yutu 2 на дне кратера. Верхний слой, уходящий примерно на 39 футов ( 12 метров ) в глубину, представляет относительно однородный лунный реголит, с вкраплением нескольких больших камней в разных местах. Во втором слое глубиной от 39 до 79 футов ( 24 м ), содержатся более твердые материалы и большее количество залегающих пород. Третий слой, опускающийся не менее чем на 130 футов ( 40 м ) – это предел досягаемости радара — имеет чередующиеся полосы грубого и мелкозернистого материала, а также врезанные породы.
Собранные данные говорят о том, что «внутренняя структура под поверхностью на участке прилунения в основном состоит из малоповрежденных гранулированных материалов с большой пористостью, в которые вкрапляется галька разных размеров», — написали в новом исследовании ученые из группы, возглавляемой Чунлай Ли ( Chunlai Li ) из Национальной астрономической обсерватории Академии наук Китая и Университет Китайской академии наук в Пекине.
И эта структура рассказывает о бурной истории региона, считают ученые: «Учитывая такие сильные геологические границы, наиболее правдоподобная интерпретация состоит в том, что порядок следования слоев состоит из реголита, накрывающего слой отложений выбросов из различных кратеров, которые постепенно накапливаются после « базальтового моря » ( mare basalts ) на дне кратера Фон Карман».
Эти темные базальтовые моря свидетельствуют о древней вулканической активности, в результате которой фон Карман оказался затопленным расплавленной породой около 3,6 миллиардов лет назад. ( «mare» в переводе с итальянского означает «море». Ранние астрономы считали, что эти большие пятна на луне были водоемами ).
Ученые утверждают, что эти опубликованные наблюдения Yutu 2 также демонстрируют, что проникающий в почву радар может быть ценным инструментом и для других лунных исследовательских кораблей, особенно на малоизвестной дальней стороне.
Широкое использование этого инструмента «могло бы значительно улучшить наше понимание истории столкновений с Луной и ее вулканизма и пролить новый свет на понимание геологической эволюции обратной стороны Луны», — написали исследователи.
Аппарат Chang’e 4 изначально был рассчитан на 12 месяцев работы, а Yutu 2 — на три месяца . Поэтому оба корабля уже превысили свои сроки эксплуатации, но оба по-прежнему функциональны; «дуэт» недавно проснулся, чтобы начать свой 15-й лунный день научной работы.
Chang’e 4 является частью амбициозной китайской программы робототехнических исследований Луны, названной в честь китайской богини луны. Следующая миссия, Chang’e 5, должна быть запущена в конце этого года.
Источник