Вячеслав Довгань - Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам

• Название: Лунная одиссея отечественной космонавтики. От «Мечты» к луноходам
• Автор: Вячеслав Довгань
• Издательство: Издательство Южного федерального университета
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2015
• ISBN: ISBN 978-5-9275-1532-5

Книга рассказывает об одном из ярких направлений в истории непи­лотируемой космонавтики - о создании и развитии лунных проектов, их реализации в Советском Союзе. Фоном для этого автор избрал очерк об этапах, предшествовавших этому, о деятелях и свершениях русских учё­ных и инженеров в XIX-XX вв., о мощном развитии ракетных исследова­ний в период перед Второй мировой войной и особенно по её завершению. Особое место отведено деятельности советских научных и производствен­ных организаций, военных учреждений и структур в период подготовки и осуществления лунных миссий.

---

Для чашеобразных кратеров класса В среднее отношение его глубины к диаметру (Н/Д) равно 0,125, поэтому глубину описываемого кратера, учитывая хорошую сохранность вала, можно оценить величиной около 0,8 м.

На рассмотренных кадрах МКТВ видно, что глубина следов колёс шасси на валу и внутренних склонах достигает 0,1-0,2 м. Это говорит о незначительной плотности и связности верхнего слоя реголита в рассматриваемом кратере на глубину не менее 0,2 м.

Подобное же явление наблюдалось во втором лунном дне в кратере класса В диаметром около 12 м, около которого был сделан магнитометрический крест.

Дно и склоны рассматриваемого кратера покрыты кратерами меньшего размера. Особое внимание следует обратить на кратер, который почти не виден даже на стереомодели. Похоже, он относится к классу В, а, возможно, даже и АВ. Расположен он ближе к склону, по которому луноход выходил из шестиметрового кратера. При таком сочетании кратеров (нахождение двухметрового кратера в шестиметровом) привело к дополнительному разрыхлению реголита и увеличению глубины кратера до 1,1 м.

Необходимо также учесть, что описываемый шестиметровый кратер класса В расположен на внутреннем склоне значительно более крупного кратера класса С (возможно, ВС). Это также привело к изменению крутизны внутренних склонов. Кроме того, реголит в этом месте в связи с многократным наложением ударно-взрывных кратеров, вероятно, имел более тонкий механический состав, чем на участках, не испытавших многократного ударно-взрывного воздействия.

Кратеры класса В меньшего размера преодолевались луноходом неоднократно без особого труда. Кратеры класса В большего размера, хотя и с некоторым трудом, также преодолевались без ущерба для аппарата.

Например, упоминавшийся выше кратер В диаметром 12 м был расположен в зоне переработанных выбросов из более крупного кратера. Его поверхность также имела множество кратеров меньшего размера (диаметром около 2-3 м). Реголит так же, как и в исследуемой ситуации, испытал многократное дробление, имел относительно малую плотность и был на внутренних склонах и гребневой части вала слабо связующим до глубины около 0,2 м.

Отсюда можно сделать вывод, что морфологические особенности кратеров класса В и свойства реголита, залегающего внутри них, не представляли для аппарата особой опасности, хотя на их преодоление требуется затрата дополнительных усилий.

Представляется, что в рассматриваемой ситуации отрицательную роль сыграла комбинация размеров кратеров (при этом двухметровый кратер располагался близко от внутреннего склона или даже в его нижней части) с размерами лунохода с открытой панелью. При его манёврах внутри кратера, вероятно, создалась ситуация, когда при движении назад он заехал задними колёсами в малый кратер. На кадрах МКТВ видно, что такая ситуация, по крайней мере, создавалась три раза, причём колёса углублялись в реголит на 0,1-0,2 м. За счёт этого панель опустилась очень низко, задела за склон и могла зачерпнуть реголит.

Это могло произойти и в случае, если бы поверхность кратера не имела сравнительно крупных осложняющих форм диаметром до 2 м.

Луноход с открытой на 180° панелью имеет длину около 4 м, т.е. несколько более половины диаметра этого кратера и высота панели над горизонтальной поверхностью около 1 м. Колёса при манёврах и при высоком коэффициенте буксования заглубляются в грунт до 0,2 м, в результате чего глубина кратера как бы "увеличивается" на эту величину. К тому же, как показали наземные испытания лунохода, в режиме движения вперёд при выдаче команды «Стоп» корпус лунохода делал резкие колебания, продолжавшиеся до 6 с. А при движении задним ходом в момент его остановки между открытой панелью и поверхностью оставалось около 0,2-0,25 м. (Результаты таких испытаний приводятся P.M. Мэнном в [52]). Поэтому даже при незначительном перемещении лунохода назад панель могла задеть верхнюю часть внутреннего склона кратера.

Итак, следует рекомендовать:

1. Кратеры класса В диаметром от 4 до 10 м. и несколько больше, особенно если они расположены на склоне и имеют на своих поверхностях кратеры классов А, АВ, В (до ВС), вероятно, нужно считать непригодными для преодоления.

2. Во всех случаях, когда луноход в силу создавшихся обстоятельств вынужден совершать манёвры внутри кратеров класса В указанных диаметров, панель должна быть закрыта или приподнята. Если это сделать нельзя, то маневры, связанные с движением назад не должны совершаться.

3. Представляется необходимым провести испытания, имитирующие подобные ситуации».

Рис. 96. Приложение к «Записке»

Следует присовокупить и фотосъёмку, осуществлённую американским спутником LRO, фрагменты которой подтверждают место и время сложившейся ситуации в конце четвёртого и начале пятого лунного дней.

Рис. 97. Маршрут движения «Лунохода-2» в четвёртый и пятый лунные дни

Рис. 98. Место вечной стоянки «Лунохода-2» (фото, снятое камерами американского спутника LRO и опубликованное 15 марта 2010 г.)

В пятом лунном дне по данным штурмана В.Г. Самаля «Луноход-2» прошёл 883,4 м.

Помню, что настроение было у всех подавленное. Лично я чувствовал свою вину в том, что не смог добиться принятия правильных (я в этом уверен и до сих пор) предложений экипажа. Мы бы ещё поработали с нашим луноходом!

Все участники работы по «Луноходу-2» быстро разъехались к местам расположения своих предприятий, а экипаж - к месту своей основной службы. Итоговое совещание ОТР прошло быстро, и.о. руководителя ГОГУ сослался на то, что итоги будут подводиться в Москве.

Научно-технический отчёт за пятый лунный день (также как и итоговый) нами не был составлен. По крайней мере, данных по наработке научных приборов, по которым я был ответственным от экипажа, от меня не запрашивали.

И только спустя три недели (!), 3 июня, было опубликовано сообщение ТАСС о завершении работ с луноходом. Это был «официальный некролог», в котором, однако, не указывалась причина завершения его миссии.

Итак, «Луноход-2» смог превысить отпущенные ему номинальным ресурсом три месяца. Исследования велись на восточной окраине Моря Ясности в кратере Лемонье - в переходной зоне «море-материк». Особый интерес представляли исследования в непосредственной близости к крупному тектоническому разлому «Борозда Прямая». За пять лунных дней, передвигаясь в условиях иногда сложного рельефа, луноход преодолел путь в 3.5 раза больше, чем «Луноход-1» (табл. 4).

Таблица 4

Путь, пройденный «Луноходом-2»

На протяжении более 40 лет эта оценка не подвергалась сомнению, хотя измерения пройденного пути с помощью одометра, по определению, не могли иметь высокую точность, так как их погрешность составляла 10-15 %.

До последнего времени точное местонахождение «Лунохода-2» и по­следней «остановки» аппарата было точно неизвестно в связи с отсутствием оптических данных о поверхности Луны с высокой разрешающей способно­стью. Благодаря запуску к Луне орбитального зонда Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, NASA) в 2009 г. у исследователей появилась возможность уви­деть поверхность Луны с высоким разрешением (0,4-1,6 м/пиксель).

Архивные данные и новые снимки позволили восстановить с высокой точностью маршрут «Лунохода-2». Публикация детальных снимков, сде­ланных американским КА LRO, позволила КЛИВТ МИИГАиК под руко­водством И.П. Карачевцевой сопоставить результаты в счисления пути, проведенных в луноходных миссиях, и снятыми путевыми картами со сле­дами, оставленными луноходами. Расчеты показали, что фактическая дли­на пройденного пути «Луноходом-1» составила 9,93 км, а «Луноходом-2» 42,1 42,2 км.

За четыре месяца было проведено 60 сеансов радиосвязи. С помощью бортовой телевизионной аппаратуры на Землю были переданы 92 панора­мы (по данным НПОЛ - 93), а не 86 (как приведено в сообщении ТАСС) и около 89 тысяч телевизионных снимков лунной поверхности. В ходе съём­ки были получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей рельефа, позволившие провести детальное изучение строе­ния поверхности Луны.

В 493 точках системой ПрОП определялись физико-механические свойства грунта, а в 23 проведён экспресс-анализ химического состава лунных пород с помощью аппаратуры «РИФМА-М».

Рис. 99. Карта маршрута движения «Лунохода-2»

По всей трассе движения проводились измерения магнитного поля и намагниченность лунных пород, результаты которых позволили получить информацию о внутреннем строении Луны до глубин около сотен километров.