Кадр из документального фильма, показывающий примерный вид лунохода Л2, разрабатываемого в ОКБ-1. Источник https://mirkosmosa.ru/osvaivaem-kosmos/kosmicheskie-apparaty/sovetskie-lunohody-chto-vy-tochno-ne-znali

“Our Favorite Moon Tractor …” / Offsyanka


⇡ #Caterpillar or wheel?

The first studies of spacecraft for the transport of astronauts, which were to land on the moon, began at OKB-1 back in the late 1950s. Experience and resources for the independent development of such all-terrain vehicles from the “firm” S.P. Korolev was not there, and he began to look for a suitable supplier. “First, the project … they decided to give it to the Research Tractor Institute (NATI),” recalls one of the developers of the lunar rover Boris Gladkikh. – But they refused to participate in the project, because the assignment looked like a fabulous adventure. The designated working conditions for the future machine were fantastic: deep vacuum, temperature drop from –150 ° С to + 150 ° С ”.

At the end of 1959 S.P. Korolev turned to the head of the Special Design Bureau No. 2 (SKB-2) of the Leningrad Kirov Plant Zh.Ya. Kotin with a proposal to develop an “extraterrestrial vehicle”. By 1961, having considered several chassis options and assessing the difficulties of implementation, the project was abandoned and tank designer

A shot from the documentary showing an approximate view of the L2 lunar rover being developed at OKB-1. Source https://mirkosmosa.ru/osvaivaem-kosmos/kosmicheskie-apparaty/sovetskie-lunohody-chto-vy-tochno-ne-znali

A still from a documentary showing an approximate view of the L2 lunar rover being developed at OKB-1. (Source)

Ultimately, the topic migrated to the head organization of the tank industry – the Leningrad All-Union Scientific Research Institute No. 100 (VNII-100, the future All-Russian Scientific Research Institute of Transport Engineering VNIITransmash), where a team led by A.L. Kemurdjiana.

The lunokhod project was officially approved on February 10, 1965 by Decision No. 10 of the Commission of the Presidium of the Council of Ministers of the USSR on military-industrial issues (Military-Industrial Commission). In the manned lunar expedition N1-L3, the implementation of which has become the main task of the Soviet space program since August 1964, the lunar rovers were assigned an important role: they had to land before a man and scout the landing area, as well as inspect the LK reserve expedition ship, which would arrive after. In addition, the lunar rovers were supposed to serve as landing beacons, a means of transporting cosmonauts and transmit television images of the landing of a Soviet person on the moon to Earth.

A.L. Kemurdzhian - Deputy Director - Chief Designer of VNIItransmash for space issues. Source http://ivak.spb.ru/scientist/aleksandr-kemurdzhian-glavnyj-konstruktor-samoxodnogo-shassi-lunoxoda.html

A.L. Kemurdzhian – Deputy Director – Chief Designer of VNIItransmash for space issues. (Source)

One of the “boiling points” was the choice of the propulsion unit. Different options were considered: walking, auger, tracked, wheeled. Since there was no clarity either in the properties of the soil on which it was necessary to move, or in the features of the terrain on the moon, until the last moment there was a dispute between the wheel and the caterpillar, and the latter was preferred.

“To work out this unusual task for us, I first formed a small (with me – five people) group … Everything was kept in a terrible secret. It was a group of pioneers who understood the task and figured out what to do in order to complete it, ”recalled Alexander Leonovich. – Gradually, the entire 25th department switched to this work. With the involvement of specialists from other departments, the issue was studied, design studies were made, some experimental studies were carried out and problems were identified. All this was reported to S.P. [Королёву], who visited our institute on May 31, 1964, together with his closest associates … And in July 1964, a report was released: “Determination of the possibility and choice of direction in creating a self-propelled chassis of the L-2 apparatus.”

The first operating mock-ups of the L2 apparatus chassis, 1965: A) with a wheeled propeller; B) with a caterpillar drive. Source https://epizodsspace.airbase.ru/bibl/nk/2001/1/11-2.html

The first operating mock-ups of the L2 apparatus chassis, 1965: A) with a wheeled propeller; B) with a caterpillar drive. (Source)

In 1965-1966, as we remember (see “Luna-16”: triumph after defeat), OKB-1 transferred all work on interplanetary topics to the S.А. Lavochkin. The latter was responsible for the creation of a complex for the delivery of the lunar rover (“object E-8”), as well as for the design of the actual mobile object. VNII-100 was engaged in a self-propelled chassis with a control unit and a traffic safety system.

The Lavochkinites redesigned the E-8, adopting the Proton-K launch vehicle and the D upper stage as a launch vehicle. The lunar rover project was also completely redrawn. Since the task of creating a cart that, on the one hand, could be controlled remotely (there were no computers needed in size and at least some artificial intelligence at that time), and on the other hand, if necessary, to carry astronauts, turned out to be too heavy, at the first stage they decided to do without “Completely unmanned option.” But even without leaving the life support in the project and removing the control levers and footrests, it was not possible to radically reduce the mass of the lunar rover – it only grew …

“Lunokhod-1”. Photo from the archive of NPO Lavochkin

At the very beginning of development, VNII-100 continued an in-depth study of various types of propulsion devices, begun by its predecessors: “We tried tracked, walking, and other options,” recalled Boris Gladkikh. – … To scroll the tracks you need [была] high power “. At the Lunokhod, the latter did not exceed a couple of hundred watts. In addition, the rupture of the caterpillar completely immobilized the apparatus, and there was no one to fix it. The failure of one wheel in a multi-wheeled chassis was not critical.

Information on the physical properties of the lunar soil, obtained in January and December 1966 by Luna-9 and Luna-13, played an important role in the choice of the propulsion device. There was a complete certainty on which paths the lunar rover would leave its traces: the layer of powdery substance (“dust”) that covered the small stones of the “soil” turned out to be very thin, which indicated that the wheels would do their job well, but the links the tracks could not withstand the impact of fine abrasive in a vacuum.

The Luna-13 station determined the mechanical properties of the lunar soil. Photo from the archive of NPO Lavochkin

The Luna-13 station determined the mechanical properties of the lunar soil. Photo from the archive of NPO named after Lavochkin

In the end, a wheeled chassis was chosen, which was lighter and more reliable, and also required less power to drive than to rotate the tracks. It remained to make and test the necessary wheels.

Development, testing and fine-tuning of the chassis went in parallel with the preliminary design of the E-8. By the end of 1967, it was worked out first at VNII-100, and then at the S.A. Lavochkin. It was difficult to simulate the force of gravity, which on the Moon is six times less than that of the Earth. Therefore, the process of interaction of the wheel model with the lunar soil was studied on a stand with a falling container. Then a flying laboratory, the Tu-104 aircraft, was connected to the experiments. Inside the passenger compartment, a dirt channel was arranged to study the traction and grip characteristics of the wheel in conditions of reduced weight, taking into account various design parameters. A stand was built at the test site with an unloading system that simulated the lunar gravity with an accuracy of one percent.

But some technical issues required not only ground, but also space testing – they were carried out on the satellites “Luna-11”, “Luna-12” and, especially carefully, on “Luna-14”. The specialists managing these stations even had a joke: “Let’s go and try! …” – they said, giving the command to turn on the experimental equipment installed on the latest devices of the E-6 series (gearbox elements for testing the performance of gears – steel and glass-ceramic – and various bearings) for subsequent use of the results in the Lunokhod project.

Flight scheme and arrangement of the Luna-14 station. Source http://epizodyspace.ru/e2/foto-e2/l-14/l14.html

Flight scheme and arrangement of the Luna-14 station. (Source)

⇡ # Big-eyed tank

From the point of view of modern lunar and Martian rovers, the first lunar rover was a rather large apparatus weighing about 750 kg, 135 cm high and 170 cm long.In the upper part, its width reached 215 cm, while in the lower part it was noticeably narrower – about 160 cm , thanks to which outwardly it resembled a huge tank for boiling linen, set on wheels.

The lunar rover consisted of a sealed instrument container, which housed all the service equipment, and a self-propelled chassis. The container had the shape of a truncated cone: the large upper base served as a radiator for heat dissipation, and chassis elements were attached to the smaller lower base. During a moonlit night, the radiator was covered with a heat-shielding cover, the inner surface of which was sealed with photoelectric converters: elements with a total area of ​​about 3.5 m2 generated 180 watts of electricity, providing a recharge of a silver-cadmium buffer battery with a capacity of 200 Ah during a lunar day. In the working position, the lid rose above the rear of the apparatus, turning by an electric drive on a hinge and being installed at different angles, positioning itself optimally to the Sun – depending on its height above the lunar horizon. The azimuthal guidance of the solar battery was provided by turning the body of the lunar rover.

Lunokhod-1 device. Source https://litresp.ru/chitat/ru/P/perov-vitalij-dmitrievich/kosmicheskie-apparati-issleduyut-lunu/4

It must be said that in the design of the Lunokhod, in addition to solar batteries, various sources of power supply were considered, including internal combustion engines and turbine generators using single-component fuel or using solar heat, fuel cells and radioisotope thermoelectric generators. All this was rejected, mainly due to the lack of ready-made technical solutions of the required dimension.

However, the radioisotope generator was still used, but in a slightly different capacity: initially the lunar rover was designed to work for three months, during which it had to survive three “lunar nights”, and each lasted two weeks! During this time, even the hermetic housing wrapped in a screen-vacuum insulation cooled down to unacceptably low temperatures, and rather weak electronics could not start up on a “moonlit morning”. Therefore, it was decided to heat the apparatus with a radioisotope source: a cylindrical “stove” with a capsule based on polonium-210 stuck out from the back of the Lunokhod; during the day it simply radiated excess heat, and at night a coolant circulated through it, giving off heat to the inside of the sealed case.

In the back of the lunar rovers there was a radioisotope

In the back of the lunar rovers there was a radioisotope “stove”. Photo by N. Dzis-Voinarovsky. (Source)

The chassis itself with a track width of 1600 mm consisted of eight driving motor wheels (each with a lug diameter of 510 mm, a width of 200 mm, a wheelbase of 170 mm). In the first version, the device was supposed to have only four large (1100 mm in diameter) wheels – two on each side. Later, to improve reliability, the number of wheels was doubled; this option was accepted for implementation. The turn was carried out “in a tank way” by changing the speed and direction of rotation of the wheels on the left and right sides. The minimum turning radius was only 80 cm.

Each wheel was made of wire mesh, had titanium lug blades on the outside and was equipped with an individual balance-torsion suspension. The sealed hub housed the drive motor, transmission and brake. Lubrication was carried out with a fluoride compound.

The lunar rover wheel (photo by RIA Novosti) and its structure: 1 - motor-wheel; 2 - balancer; 3 - torsion bar; 4 - bracket; 5 - jet thrust; 6 - lug; 7 - mesh; 8 - hub; 9 - knitting needles; 10 - rim.

The lunar rover wheel (photo by RIA Novosti) and its structure: 1 – motor-wheel; 2 – balancer; 3 – torsion bar; 4 – bracket; 5 – jet thrust; 6 – lug; 7 – mesh; 8 – hub; 9 – knitting needles; 10 – rim.

Thanks to the independent suspension, the wheels could take different positions in relation to the body, which allowed the lunar rover to overcome stones, protrusions, small cracks. In the event of a wheel jam or breakage, the squib broke the motor drive roller, freeing the wheel – the remaining seven provided movement. Mobility was not lost until at least two working wheels remained on each side.

The design of the landing gear was characterized not only by high efficiency (no more than 300 W was spent on movement – much less than the power of a conventional iron or electric kettle), but also by significant maneuverability: the lunar rover could overcome a “threshold” up to 40 cm high and up to 60 cm wide, climb up a slope with a steepness of 20 ° and even maneuver on a slope up to 45 °. To prevent overturning when driving with a large roll or on slopes, there were sensors that monitor the angle of trim (tilt back and forth) and roll (tilt to the side), which could independently issue a stop command. The distance covered was measured by the ninth odometer wheel at the rear.

The chassis automation unit (BASH) of Lunokhod-1 with a roll and trim sensor (DKD, a device in a yellow case on the left on the connector board). Source https://www.kik-sssr.ru/10.7.3_Pressa_1_Lunohod.htm

The chassis automation unit (BASH) of Lunokhod-1 with a roll and trim sensor (DKD, a device in a yellow case on the left on the connector board). (Source)

All service equipment required both for the E-8 flight and for work on the Moon (control system, sensors and instruments for monitoring environmental properties, television and radio complex units, telemetry systems, lunar rover control circuits, automation units, as well as batteries), was installed inside the sealed body of the lunar rover itself, eliminating duplication, and therefore, reducing the passive mass of the landing platform. In order for the self-propelled vehicle to move off the platform on the moon, there were ramps in the bow and tail of the platform; during the flight, they were folded in half, and after landing they were laid out. Depending on the state of the terrain, the lunar rover could move to the surface either along the front or along the rear ramps.

In addition to television cameras on the vidicons, which served for control, there was a telephotometric optical-mechanical system with a panoramic scan of four transmitting cameras – two on each side of the apparatus. They formed lunar panoramas in a vertical plane of 30 °, which did not require high speed (they were transmitted to the Earth in 25 or 100 minutes each) and were obtained during a complete stop of the lunar rover.

Scientific equipment included an X-ray fluorescence spectrometer for measuring the chemical composition of soil, cosmic ray detectors, an X-ray telescope for solar and extragalactic observations, a French laser corner reflector and a radiometer. The lunar rover had a low gain conical antenna, a steerable high gain helical antenna, and retractable instruments that explored the density of the lunar surface in an impact manner.

Corner laser reflector for accurate measurement of the distance from the Earth to the Moon (in this case, from Lunokhod-2). Source https://www.laspace.ru/projects/planets/luna-21/

Laser corner reflector for accurate measurement of the distance from the Earth to the Moon – in this case from Lunokhod-2. (Source)

⇡ # Profession – lunar rover driver

The device was controlled remotely from the ground by a group of five people – commander, driver, flight engineer, navigator and antenna pointing operator. Actually, the driver “taxied”, the navigator performed navigation calculations, the flight engineer monitored the state of the equipment, and the operator oriented the highly directional antenna towards the Earth. The general leadership was carried out by the commander, making decisions based on the messages of the group members.

Operators looked at the road with the “eyes” of the lunar rover, the role of which was played by two small-frame television cameras with a field of view of 48 × 36 °, installed in front. Due to the low sensitivity of the cameras and what is now commonly called the “small width of the transmission channel”, the picture received on Earth had a narrow dynamic range, low resolution and low refresh rate – a new frame appeared on the screen in front of the drivers once every 20 seconds!

At the control panel is one of the drivers of the lunar rovers Vyacheslav Dovgan. Source http://kik-sssr.ru/10.7_Lunohody.htm

At the control panel is one of the drivers of the lunar rovers Vyacheslav Dovgan. (Source)

Considering that the delay in the supply of the control signal was up to five seconds – from the Moon to the Earth and back, taking into account the driver’s reaction – the control process was nontrivial. It consisted in the complete interaction of the entire ground group, which determined the position of the lunar rover in space using the instruments (the tilt could be estimated through the camera, which looked at the “lunar vertical sensor” – inside a concave hemispherical bowl with ring marks applied and a metal ball freely rolling over them) и прокладывала путь, ориентируясь по медленно сменяющейся «картинке» посредственного качества.

Дистанционное управление луноходом было налажено через наземный измерительный пункт НИП-10 под Севастополем, входивший в состав общесоюзного командно-измерительного комплекса (КИК). Операторы сидели в отдельной комнате НИПа перед черно-белыми мониторами с электронно-лучевыми трубками, на которых отображались поверхность Луны и телеметрия систем лунохода. Для руления использовались специальные пульты с ручками управления наподобие тех, которыми оснащались пилотируемые космические корабли. Перемещение ручки преобразовывалось в команды, передаваемые через антенну на луноход.

Пункт управления луноходами. Источник http://kik-sssr.ru/10.7_Lunohody.htm

Формирование экипажа лунохода началось еще при проектировании аппарата. Кандидаты подбирались из числа офицеров КИК. Тренировки начались в 1968 году до первой попытки запуска Е-8, прервались в ходе выполнения задач по программе Е-8-5 (точнее говоря, экипажи переключилась с управления луноходом на управление «луночерпалкой»), затем возобновились и продолжались чуть ли не до момента запуска «Луны-17».

«Лунодром» представлял собой модель участка лунной поверхности размером 71 × 119 м с типичным для «морских» районов рельефом, образованным искусственно созданными кратерами, каменными грядами и отдельными камнями различных размеров и формы, по которым ездил упрощенный макет лунохода. Тренировки велись по разработанным методикам с учетом состояния основных физиологических параметров операторов (пульса и дыхания) с учетом психо-эмоционального напряжения членов группы управления.

Лётчик-космонавт В.Ф. Быковский с экипажем «Лунохода-1» на «лунодроме» в поселке Школьное, Крым, 22 ноября 1970 года. Источник http://kik-sssr.ru/10.7_Lunohody.htm

Лётчик-космонавт В.Ф. Быковский с экипажем «Лунохода-1» на «лунодроме» в поселке Школьное, Крым.
22 ноября 1970 года. (Источник)

Даже на земле управлять аппаратом, глядя в телевизионную картинку, оказалось очень непросто: изображение было контрастным, без полутеней, а сами картинки менялись всего лишь три раза в минуту. Выяснилось, что предельную скорость луноход развить не сможет — мешали неопределенности рельефа, которые оценивались по телевизору с учетом большой задержки сигнала. В связи с этим он мог проезжать не более 800 метров в час, передвигаясь короткими рывками и часто останавливаясь. Были и другие факторы, замедлявшие движение: несмотря на то, что в состав экипажа входил штурман, обязанный прокладывать маршрут, реальный выбор пути рождался в споре между управленцами и учеными, для которых интересен был каждый кратер и каждый лунный камень.

⇡#В путь!

Как мы помним из первой части статьи, первая попытка отправки к Луне станции Е-8, предпринятая 19 февраля 1969 года, окончилась аварией ракеты-носителя. Затем началась операция под кодовым названием «лунный грунт», и усилия по запуску передвижной лаборатории пришлось на время оставить.

После того, как «Луна-16» привезла ученым сто грамм реголита, 10 ноября 1970 года стартовала ракета «Протон-К» с разгонным блоком «Д» и станцией Е-8, которая получила официальное название «Луна-17». В этот раз выведение на траекторию полёта к цели прошло успешно. 12 и 14 ноября станция выполнила две коррекции, и 15 ноября вышла на окололунную орбиту высотой 85 × 141 км и наклонением 141°. На следующий день периселений был снижен до 19 км, а 17 ноября «Луна-17» совершила мягкую посадку в Море Дождей в точке с лунными координатами 38,25° с.ш. и 325,00° в.д.

Станция «Луна-17» (Е-8-5) на Заводе имени Лавочкина. Фото из архива НПО имени Лавочкина

Станция «Луна-17» (Е-8-5) на Заводе имени Лавочкина. Фото из архива НПО имени Лавочкина

Почти три часа водители оценивали окружающую обстановку. Реальная «картинка» с Луны оказалась ужаснее, чем ее имитация во время тренировок на «лунодроме». Наконец, пандусы раскрылись. Оператор «дал газ», и «Луноход-1» спустился на поверхность. Отъехав от посадочной платформы на 20 м, он остановился, и весь следующий день, оставаясь неподвижным, заряжал аккумуляторы. В следующие двое суток он проехал в общей сложности 190 м. На пятый день крышку закрыли, и луноход «заснул» в 197 м от платформы. Такое маленькое расстояние было пройдено именно из-за того, что решения по управлению необходимо было принимать «здесь и сейчас», учитывая множество факторов; не всё шло гладко и с детальной программой исследований: в целом она была прописана, но, увы, не по шагам.

Началась лунная ночь.

Схема посадки станции «Луна-17» (участок торможения): 1 – включение основного двигателя; 2 – включение двигателей малой тяги; 3 – участок «парашютирования» (снижения с малой скоростью). Из архива НПО имени Лавочкина

Схема посадки станции «Луна-17» (участок торможения): 1 – включение основного двигателя; 2 – включение двигателей малой тяги; 3 – участок «парашютирования» (снижения с малой скоростью). Из архива НПО имени Лавочкина

«Луноход-1» удивил весь мир. «… На Западе ждали доставки образцов, как в прошлой программе «Луна-16». Реакция мировой общественности была потрясающей, — вспоминает непосредственный участник событий Михаил Маров. — Мысль о том, что автоматический аппарат передвигается на колесах по другому миру, так или иначе находила резонансный отклик у людей, даже несмотря на то, что сам факт этого путешествия носил для многих из них виртуальный характер. О триумфе высадки лунохода станцией «Луна-17» восторженно объявила и советская, и западная пресса, тогда как доставка образцов лунных пород станцией «Луна-16» вызвала скорее мимолетное и менее сильное восхищение. Притягательность лунохода, возможно, была частично вызвана его необычным внешним видом. Первые дни его гротескные изображения не сходили со станиц прессы… Прошло более четверти века, прежде чем США смогли возродить интерес к исследованиям другого мира с помощью аппарата-робота, но подобной реакции уже не было».

Первая лунная ночь прошла спокойно. На восходе крышка открылась и, зарядив за два земных дня аккумуляторы, «Луноход-1» двинулся в путь. Уже наработав необходимый опыт, экипаж в этот раз действовал гораздо увереннее — за второй лунный день было пройдено уже целых полтора километра! Но в «лунный полдень» пришлось остановиться: солнечные лучи, бившие из зенита, полностью заливали телекартинку белыми пятнами бликов. Были и плановые остановки для съёмки панорам, определения свойств лунного грунта, а также сеансов лазерной локации через уголковый отражатель.

Панорама №5, переданная «Луноходом-1» во время третьего сеанса связи. Источник https://www.planetology.ru/panoramas/lunokhod1.php?language=russian

Панорама №5, переданная «Луноходом-1» во время третьего сеанса связи. (Источник)

В целом аппарат показал себя отлично. Гарантированный ресурс в три месяца он перекрыл втрое, выполнив при этом огромный объём научных и прикладных исследований. В частности, отрабатывался поиск подходящего места посадки пилотируемого корабля ЛК (на тот момент актуальность миссии Н1-Л3 еще не была безвозвратно потеряна): через два месяца после прилунения, используя только навигационные средства, «Луноход-1» вернулся к месту старта, где сфотографировал посадочную ступень «Луны-17». Справились и со сложными ситуациями (например, когда не могли долго выбраться из небольшого кратера).

Когда закончился четвёртый лунный рабочий день, ТАСС сообщил о полном выполнении первоначальной программы работ. Но бортовые системы работали нормально, и программу продлили — реально она завершилась лишь 14 сентября 1971 года.

Фото посадочной платформы станции «Луна-17», сделанное «Луноходом-1». Фото из архива НПО имени Лавочкина

Фото посадочной платформы станции «Луна-17», сделанное «Луноходом-1». Фото из архива НПО имени Лавочкина

Конечно, проблем хватало. В частности, исторический отчет “Радиотехнический комплекс автоматических станций «Луна-17» и «Луноход-1»”, опубликованный на сайте холдинга «Российский космические системы» (РКС), сообщает, что «Во время четвертого лунного дня при проведении сеансов связи через второй комплект передатчика (С-163М-2) наблюдалось уменьшение информативной мощности. <…> Второй передатчик функционировал нормально до седьмого лунного дня. В сеансе №707 (11 мая 1970) постепенно уменьшалась информативная мощность, в некоторые моменты доходя до нуля. К моменту отказа передатчик наработал 212 часов 36 минут».

«После седьмого лунного дня при малой информативной мощности с борта передавалась только телеметрия, при нормальной передавалось телевидение и телеметрия. <…> В двенадцатый лунный день передатчик не включился, отказало бортовое питание объекта. «Луноход-1» прекратил свое существование».

К этому времени аппарат преодолел расстояние в 10 540 м, обследовал площадь в 80 000 м2… Максимальная скорость движения не превышала 2 км/ч. За время работы удалось получить свыше 20 тысяч телевизионных изображений лунной поверхности, а также 206 фотопанорам. Прибор оценки проходимости отработал 537 циклов определения физико-механических свойств грунта, а в 25 точках был выполнен его химический анализ.

«Восьмёрка» на Луне, нарисованная колёсами. Так водители «Лунохода-1» поздравили своих жён и женщин-коллег с 8 марта. Фото из архива ГЕОХИ

«Восьмёрка» на Луне, нарисованная колёсами. Так водители «Лунохода-1» поздравили своих жён и женщин-коллег с 8 марта. Фото из архива ГЕОХИ

⇡#Продолжение и наследие

После начала работы «Лунохода-1» советская программа исследования нашего ночного светила выглядела следующим образом. 2 сентября 1971 года стартовала «Луна-18»: полет станции Е-8-5, которая должна была доставить на Землю образцы грунта из горных районов, был успешен вплоть до посадки 11 сентября. Однако расход топлива на предпосадочные операции был выше расчётного, и в момент прилунения станция разбилась.

28 сентября 1971 года стартовала «Луна-19». Станция Е-8ЛС, созданная на базе «Луны-17» (для снижения затрат при разработке максимально использовались конструктивные узлы и агрегаты лунохода и посадочной ступени), 3 октября вышла на окололунную орбиту, откуда должна была производить картографирование поверхности и измерение высоты рельефа местности. Однако 6 октября, при проведении коррекции для формирования рабочей орбиты из–за отказа системы управления станция перешла на нерасчетную орбиту. Как следствие, основную задачу пришлось отменить, а программу работы на лунной орбите скорректировать.

Станция типа Е-8ЛС. Фото из архива НПО имени Лавочкина

Станция типа Е-8ЛС. Фото из архива НПО имени Лавочкина

14 февраля 1972 года в полёт отправилась «Луна-20». 21 февраля станция Е-8-5 совершила успешную посадку в горах Аполлония близ Моря Изобилия, всего лишь в 1 800 м от места гибели «Луны-18». Садились в дневное время, и камеры станции отправили на Землю снимки местности перед началом работы. При включении бур практически сразу встретил большое сопротивление — его пришлось трижды останавливать во избежание перегрева. Он проник в породу на 25 см и взял 55 г образцов, которые были успешно доставлены на Землю 25 февраля. Спасаемый аппарат приземлился на островке реки Каркингир в 40 км к северу от Джезказгана в условиях снежной бури, и был обнаружен лишь на следующий день.

Стартовавшая 8 января 1973 года «Луна-21» (Е-8) доставила «Луноход-2» — заметно усовершенствованный самоходный аппарат. Он успешно работал на лунной поверхности до 4 июня 1973 года, пройдя расстояние 37 км — в 3,5 раза большее, чем предшественник, и передав на Землю 93 телефотометрических панорамы и около 89 тысяч снимков малокадрового телевидения. Кроме того, он измерял химсостав грунта и напряженность магнитного поля.

«Луноход-2» был усовершенствованным вариантом своего старшего собрата. Источник http://nick-stevens.com/2017/10/16/role-lunokhod-soviet-union-manned-lunar-program/

«Луноход-2» был усовершенствованным вариантом своего старшего собрата. (Источник)

29 мая 1974 года на окололунную орбиту улетел очередной картограф — станция «Луна-22» (Е-8ЛС), успешно выполнявшая задачу до декабря 1975 года. Было проведено четыре сеанса картографирования поверхности Луны (запланированный пятый сеанс отменили в связи со значительным понижением перицентра орбиты). Полученные телевизионные панорамы отличались хорошим качеством. Высотомер проводил подробное изучение характера рельефа исследуемых участков; химсостав лунных пород определялся по их гамма–излучению.

Следующая «луночерпалка» создавалась по модернизированному проекту Е-8-5М. Эту станцию, имеющую усовершенствованный механизм бурения, запустили 28 октября 1974 года под названием «Луна-23». 6 ноября она совершила посадку в заданной точке в южной части Моря Кризисов. Из–за отказа измерителя скорости и прилунения на крутой склон станция опрокинулась в сторону грунтозаборного устройства и получила механические повреждения. Был разгерметизирован приборный отсек, отказал один из передатчиков, грунтозаборное устройство в рабочее положение привести было невозможно. Возвратную ракету запускать не стали, но связь с «Луной-23» продолжалась до 9 ноября.

Снимок опрокинутой на бок станции «Луна-23», сделанный американским орбитальным зондом LRO (D-посадочная ступень; А-возвратная ракета). Фото NASA

Снимок опрокинутой на бок станции «Луна-23», сделанный американским орбитальным зондом LRO (D-посадочная ступень; А-возвратная ракета). Фото NASA

16 октября 1975 года была предпринята попытка запуска следующей станции типа Е-8-5М, которая завершилась аварией из-за отказа блока «Д».

9 августа 1976 года в путь отправилась «Луна-24». 18 августа эта станция типа Е-8-5М совершила посадку в Море Кризисов. Ночное прилунение произошло неподалёку от мест неудачных посадок предыдущих станций: в 2 400 м от точки, где села «Луна-23» и вблизи района падения «Луны-15». Целью полета было получение проб грунта с глубины более 2,5 м на поверхности маскона. Бур смог проникнуть на глубину 2,25 м под небольшим углом наклона. Образцы общей массой 170,1 г оказались на Земле 22 августа. Посадка произошла в 200 км севернее Сургута.

Макет станции «Луна-24» в Мемориальном музее космонавтики. Обратите внимание на грунтозаборное устройство. Источник https://kosmo-museum.ru/news/v-muzey-kosmonavtiki-priletela-luna-24

Макет станции «Луна-24» в Мемориальном музее космонавтики. Обратите внимание на грунтозаборное устройство. (Источник)

Этот полет оказался последним: всего в Советском Союзе были запущены 11 станций Е-8-5, из которых только 5 полностью или частично выполнили свою задачу. Успехи луноходов были более значительны: две из трех станций Е-8 выполнили задачу.

Поскольку посадочная платформа Е-8 показала себя с хорошей стороны, на ее базе были реализованы не только «луночерпалки» и луноходы, но и тяжелые лунные спутники Е-8ЛС. Позднее платформа была модифицирована — на ее основе создали автономную двигательную установку для зондов «Фобос», запущенных в 1988 году, а также разгонный блок «Фрегат», успешно используемый в наши дни. Однако самые большие перспективы задела так и не были реализованы.

Современный разгонный блок «Фрегат» - потомок посадочной платформы КТ проекта Е-8. Источник https://www.laspace.ru/company/products/launch-vehicles/fregat/

Современный разгонный блок «Фрегат» – потомок посадочной платформы КТ проекта Е-8. (Источник)

Недавно рассекреченные «Роскосмосом» материалы позволяют узнать о нескольких интересных проектах лунных станций на основе Е-8-5М и Е-8. В 1975 году в НПО имени С.А.Лавочкина был подготовлен документ «Предложение по использованию объектов типа Е8 для исследования Луны и окололунного пространства в 1977 — 1980 годы», где, в частности, отмечается, что на 1983 года «планируется обеспечить посадку автоматических станций на невидимую сторону Луны с последующей доставкой образцов грунта на Землю». Для решения задачи предполагалось привлечь лунные искусственные спутники-ретрансляторы. Кроме научной ценности, данные миссии должны были закрепить советские приоритеты в лунных исследованиях, так как до тех пор «ни один космический аппарат не совершал посадку на невидимой стороне Луны».

Однако в период с полета «Луны-24» и до запуска станции на «темную сторону» страна могла потерять приоритет, поскольку NASA планировало высадить на невидимую сторону свой зонд. Новые советские лунные станции и спутники предлагалось создавать на базе перспективных комплектующих систем, что могло привести к затягиваю сроков, в связи с чем предлагалось ускорить высадку за счёт применения проверенной матчасти: Е-8-5М (посадочная станция Е-8) и Е-8ЛС (спутник ретранслятор Е-8Л1С). Такое решение позволило бы осуществить экспедицию уже в 1977 году.

Один из вариантов усовершенствованной станции для доставки образцов грунта Е-8-5М. Фото из архива НПО имени Лавочкина, источник https://www.roscosmos.ru/media/files/history/luna16/f213_o5-1_d198.pdf

К тому времени в НПО имени С.А.Лавочкина были изготовлены третий луноход, а также ещё одна станция для доставки грунта. С помощью этого лунохода возможно было уже в 1978 году «исследовать распространение радиоволн на поверхности Луны с целью изучения загоризонтной радиосвязи для использования этого принципа в дальнейшем при создании лунных баз». В 1979 — 1980 годах предлагалось «произвести крупномасштабное фотографирование всей поверхности Луны, а также отдельных районов с высоким разрешением, с доставкой фотопленки на Землю (!) с целью создания полной карты Луны». Это мог сделать усовершенствованный аппарат на базе Е-8-5М.

Все эти проекты были вполне реальны, поскольку совершенствование ракеты-носителя «Протон-К» позволяло увеличить массу орбитального блока с 19 640 кг до 20 140 кг, а с учётом модернизации блока «Д» было возможно отправить к Луне станцию массой 6 200 кг — на четыре центнера больше, чем ранее.

Увы, все эти предложения так и остались на бумаге: центр тяжести межпланетных исследований сместился в сторону Венеры и Марса.

«Луноход-3» остался на Земле. Фото из архива «Новостей космонавтики»

«Луноход-3» остался на Земле. Фото из архива «Новостей космонавтики»

P.S. Как отмечалось на международной научной конференции «Геодезия и картография внеземных территорий: история и современность», прошедшей 12 февраля 2013 года в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК), «результаты картографирования территории по маршруту «Лунохода-1» по новейшим данным американского аппарата LRO (разрешение снимков – 0,2 м на пиксель) до некоторой степени сравнимы с результатами картографирования, выполненного 40 лет назад на основе фототелевизионной информации, принятой Симферопольским Центром дальней космической связи. Это свидетельствует как о высоком качестве работ, выполненных в рамках программы луноходов, так и возможностях современной орбитальной съёмочной аппаратуры».

Топографическая схема маршрута «Лунохода-1». Источник https://cont.ws/@gd/150558

Топографическая схема маршрута «Лунохода-1». (Источник)

Основные источники:

  1. В.Алексеев, А.Лебедев «За лунным камнем»
  2. М.Маров, У.Хантресс «Советские роботы в Солнечной системе. Технологии и открытия», Физматлит, 2017
  3. «Лунные зонды СССР»
  4. Автоматическая станция «Луна-16
  5. Автоматическая станция «Луна-17»
  6. «Луна на ладони»
  7. «Луноход создали в Горелово»
  8. «Луна-17»
  9. «Гуманитарная составляющая жизни. К 90-летию доктора технических наук, профессора, основателя школы космического транспортного машиностроения Александра Кемурджиана».
  10. О «Луноходе-1»
  11. «Луноход-1»

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Leave a Comment