Введение

Советская программа лунных роверов "Луноход" (Lunokhod, "Лунный ходок") представляла собой серию советских роботизированных лунных роверов, предназначенных для посадки на Луну в период с 1969 по 1977 год. "Луноход-1" стал первым самоходным роботом с дистанционным управлением, совершившим посадку на внеземное тело. "Луноход-1А" 1969 года (также известный как "Луноход-0", "Луноход №201") был уничтожен при запуске, "Луноход-1" 1970 года и "Луноход-2" 1973 года успешно приземлились на Луне, а запуск "Лунохода-3" (также известного как "Луноход №205", запланированный на 1977 год) так и не состоялся. Успешные миссии осуществлялись одновременно с миссиями серий "Зонд" и "Луна", включавшими облеты, орбитальные полеты и посадки на Луну. "Луноходы" разрабатывались прежде всего для поддержки советских пилотируемых лунных миссий в рамках лунной гонки. Однако после американских пилотируемых посадок на Луну в рамках программы "Аполлон" и отмены советской пилотируемой лунной программы, они использовались как дистанционно управляемые роботы для исследования лунной поверхности и передачи изображений. Доставка "Луноходов" на лунную поверхность осуществлялась аппаратами "Луна", запускаемыми ракетами-носителями "Протон-К".

Разработка

Первоначальной основной задачей "Лунохода" была роль резервного обеспечения пилотируемых лунных экспедиций Л3 и последующей лунной базы "Звезда". Для обеспечения безопасности миссии, за несколько недель до высадки человека на посадочном модуле ЛК, с комплекса лунных экспедиций Л3 был отправлен беспилотный посадочный модуль ЛК-Р и два автоматических ровера "Луноход" для предварительного изучения поверхности в районе посадочных площадок ЛК-Р и ЛК, в качестве радиомаяков для точной посадки ЛК-Р и ЛК, а также для визуальной оценки состояния площадки. В середине 1968 года на объекте КИП-10 или НИП-10 (расположенном в) закрытом городе Школьное (Крым), близ Симферополя, Крым, был построен лунодром (лунодром, имитирующий лунную поверхность, расположенный в). Он занимал площадь в один гектар (120 метров на 70 метров) и был очень похож на некоторые участки лунной поверхности. Для его создания было использовано более 3000 кубических метров грунта, включая 54 кратера диаметром до 16 метров и около 160 камней различных размеров. Вся территория была обнесена кирпичной стеной, окрашенной в серый и черный цвета. Лунодром использовался для анализа проблем с шасси "Лунохода" и отработки навыков управления космонавтами. Закрытый город Симферополь-28 содержал крупнейший в Советском Союзе центр слежения, располагавший наибольшим количеством антенн, самой большой площадью и штатом сотрудников среди всех советских центров слежения. Этот объект являлся частью сети из десяти центров, оснащенных оборудованием для отслеживания спутников и обеспечивающих управление советскими гражданскими и военными мероприятиями в околоземном пространстве. Кроме того, этот центр поддерживал все лунные программы Советского Союза совместно с Евпаторийским центром дальней космической связи. Было построено как минимум четыре полностью собранных аппарата с серийными номерами 201, 203, 204 и 205.

Конструкция ровера

Луноходы были лунными аппаратами, состоявшими из купеобразного отсека с большой выпуклой крышкой, установленными на восьми независимо приводимых в движение колесах. Они были оснащены конусообразной антенной, высоконаправленной спиральной антенной, телевизионными камерами и специальными выдвижными устройствами для исследования лунного грунта с целью измерения плотности и определения механических свойств, а также научной аппаратурой, состав которой менялся в зависимости от миссии. Разработкой Луноходов руководил Георгий Бабакин в конструкторском бюро Лавочкина. Металлическое шасси спроектировал Александр Кемурджиан. Аппараты работали от аккумуляторов. Луноход работал в течение лунного дня, периодически останавливаясь для подзарядки аккумуляторов с помощью солнечных панелей. Энергия в течение лунного дня обеспечивалась солнечной батареей из арсенида галлия (GaAs), расположенной внутри круглой откидной крышки, закрывавшей приборный отсек, которая заряжала аккумуляторы при открытии. В течение лунных ночей крышка закрывалась, а радиоизотопный термоэлектрический генератор на основе полония-210 поддерживал рабочую температуру внутренних компонентов. Для работы в вакууме в механических частях аппарата использовалась специальная смазка на основе фторидов, а электродвигатели, по одному в каждом колесном узле, были заключены в герметичные корпуса. Луноходы имели значительную высоту и массу. Их длина составляла около , ширина – , и они были оснащены восемью колесами, каждое с независимой подвеской, двигателем и тормозом. Аппарат имел две скорости, приблизительно . Луноходы доставлялись на лунную поверхность космическими аппаратами "Луна", запускаемыми ракетами-носителями "Протон-К". Посадочный модуль космического аппарата "Луна" для Луноходов был аналогичен модулю для миссий по возврату образцов грунта.

Луноход 201

После многих лет секретной инженерной разработки и подготовки первый Луноход (аппарат 8ЕЛ№201) был запущен 19 февраля 1969 года. Через несколько секунд ракета развалилась, и первый Луноход был утерян. Остальной мир узнал о ценном грузе ракеты лишь спустя годы. В результате аварии радиоактивный источник тепла, полоний-210, распространился на обширной территории России.

Луноход 1

После уничтожения первоначального Лунохода советские инженеры немедленно приступили к работе над новым лунным аппаратом. Луноход-1 (аппарат 8ЕЛ№203) был первым из двух беспилотных лунных роверов, успешно доставленных на Луну Советским Союзом в рамках программы «Луноход». Космический аппарат, доставивший Луноход-1, назывался «Луна-17». Луноход-1 стал первым самоходным дистанционно управляемым роботом, совершившим посадку на другую планету. «Луна-17» была запущена 10 ноября 1970 года в 14:44:01 UTC. После выхода на околоземную орбиту, финальная ступень ракеты-носителя «Луны-17» включилась, чтобы вывести аппарат на траекторию к Луне (10 ноября 1970 года в 14:54 UTC). После двух корректирующих маневров (12 и 14 ноября) он вышел на лунную орбиту 15 ноября 1970 года в 22:00 UTC. Космический аппарат совершил мягкую посадку на Луне в Море Дождей 17 ноября 1970 года в 03:47 UTC. Спускаемый аппарат имел два трапа, по которым полезная нагрузка – Луноход-1 – могла спуститься на поверхность. В 06:28 UTC ровер съехал по трапам на лунную поверхность. Полезная нагрузка ровера включала камеры (две телевизионные и четыре панорамных телефотомера), рентгенофлуоресцентный спектрометр РИФМА, рентгеновский телескоп РТ-1, пробегомер/пенетрометр PrOP, детектор излучения RV-2N и лазерный уголковый отражатель TL. В Советском Союзе распространился городской миф о том, что Луноходом управлял «гном КГБ», однако так и не было объяснено, как обеспечивалось хранение запасов для поддержания жизни экипажа в течение 11-месячной миссии.

Луноход 2

Луноход-2 (аппарат 8ЕЛ№204) был вторым и более совершенным из двух роверов «Луноход». 8 января 1973 года ракета-носитель вывела космический аппарат на околоземную орбиту, после чего был выполнен перелёт к Луне. 12 января 1973 года «Луна-21» была выведена на лунную орбиту. Космический корабль «Луна-21» совершил посадку на Луну для развертывания второго советского лунного ровера «Луноход-2». Основными задачами миссии были получение изображений лунной поверхности, изучение уровня окружающего освещения для определения возможности проведения астрономических наблюдений с Луны, выполнение экспериментов по лазерной локации с Земли, наблюдение солнечных рентгеновских лучей, измерение локальных магнитных полей и исследование механических свойств материала лунной поверхности. Посадка произошла 15 января 1973 года в 23:35 UTC в кратере Ле Монье (25.85° северной широты, 30.45° восточной долготы). После посадки «Луноход-2» сделал телевизионные снимки окрестностей, затем в 01:14 UTC 16 января 1973 года спустился по рампе на поверхность. После этого он сделал фотографии посадочного модуля «Луна-21» и места посадки. Ровер был оснащен тремя камерами медленного сканирования, одна из которых была установлена высоко на корпусе для навигации и могла передавать изображения высокого разрешения с различной скоростью – 3,2, 5,7, 10,9 или 21,1 секунды на кадр (не кадры в секунду). Эти изображения использовались командой из пяти операторов на Земле, которые в реальном времени отправляли команды управления ровером. На ровере также были установлены четыре панорамные камеры. К научному оборудованию относились прибор для исследования механических свойств грунта, установка для регистрации солнечных рентгеновских лучей, астрофотометр для измерения уровней видимого и ультрафиолетового света, магнитометр, установленный на конце стрелы длиной 2,5 м (8 футов 2 дюйма) перед ровером, радиометр, фотодетектор (Рубин-1) для экспериментов по лазерной локации и лазерный уголковый отражатель, поставленный Францией.

Луноход 3

Луноход-3 (аппарат 8ЕЛ№205) был создан для посадки на Луну в 1977 году в рамках программы "Луна-25", но из-за отсутствия ракет-носителей и финансирования на Луну так и не был отправлен. В настоящее время он экспонируется в музее НПО Лавочкина.

Результаты

За 322 земных дня работы Луноход 1 передал и получил более 20 000 телевизионных изображений и 206 панорамных снимков высокого разрешения. Кроме того, он выполнил двадцать пять анализов почвы с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра РИФМА и использовал пенетрометр в 500 различных точках. Луноход 2 работал около четырех месяцев, преодолев значительную площадь поверхности, включая движение по холмистой местности и вдоль борозд. Луноход 2 удерживал рекорд по наибольшему пройденному расстоянию среди всех внеземных аппаратов до 2014 года. Лишь после высадки ровера "Sojourner" в рамках миссии "Mars Pathfinder" в 1997 году, на другое внеземное тело был доставлен еще один дистанционно управляемый аппарат. Для сравнения, марсоходы NASA "Spirit" и "Opportunity", сопоставимые по размерам, к своему пятому юбилею в январе 2009 года преодолели в общей сложности значительное расстояние и передали более 125 000 изображений.

Чернобыльское наследие

Согласно французскому документальному фильму "Танк на Луне" Жана Афанасьева, конструкция "Лунохода" вновь привлекла внимание спустя 15 лет после катастрофы на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. Восточногерманские дистанционно управляемые бульдозеры, находившиеся в распоряжении советских войск гражданской обороны, весили десятки тонн и были слишком тяжелы для работы на уцелевших участках частично обрушенной крыши реакторного здания. Привлечение рабочих для разбора завалов было невозможно, так как из-за высокой интенсивности ионизирующего излучения рабочие смены были ограничены 90-секундными интервалами. Разработчиков "Лунохода" вернули к работе, и за две недели были созданы аппараты, использующие источники тепла, выделяемого при ядерном распаде, для поддержания климата внутри оборудования, а их электронные системы уже были защищены от частичного воздействия радиации.

Местоположение и собственность

До 2010 года точное местоположение "Лунохода-1" было неизвестно в пределах нескольких километров. Эксперименты по лазерной локации Луны не смогли зафиксировать отраженный сигнал от его ретрорефлектора с 1970-х годов. 17 марта 2010 года Альберт Абдрахимов обнаружил как посадочный модуль, так и луноход на снимке Lunar Reconnaissance Orbiter M114185541RC. 22 апреля Том Мерфи (UCSD) и Рассет Макмиллан из обсерватории Apache Point обнаружили ретрорефлектор аппарата с помощью телескопического импульсного лазерного дальномера Apache Point. (хотя в каталоге лот 68A ошибочно указан как "Луна-17"/"Луноход-1"). Покупателем был предприниматель в сфере компьютерных игр и сын астронавта Ричард Гарриотт, также известный под именем своего игрового персонажа Лорд Британ. В интервью 2001 года Гарриотт заявил: "Я приобрел "Луноход-21" у русских. Теперь я – единственный в мире частный владелец объекта на чужом небесном теле. Несмотря на международные договоры, запрещающие правительствам претендовать на территории за пределами Земли, я не являюсь правительством. Таким образом, я заявляю о своих правах на Луну от имени лорда Британа!" В 2007 году Гарриотт сообщил, что по-прежнему является владельцем "Лунохода-2".