Испытания советского лунохода/марсахода

От Лунохода к Марсоходу — TechCave

Думаю, все знают о марсоходах Спирит, Опортьюнити, советских Луноходах. Но не все представляют, как богата история планетоходостроения в нашей стране. Данное направление зародилось в СССР в 1963 году, когда Сергей Королев обеспокоился средствами передвижения космонавтов по Луне.

Сомнения в том, что космонавты высадятся на Луне, ни у кого не возникало. Из числа сложностей при создании данного вида техники был выбор шасси. Рассматривались самые разные варианты движителей: от обычных колес и гусениц, до шнеков, лыж и даже шагоходов.

Хотя в последствии получения данных о лунном грунте выбор остановили на колесах.

Одной из первопричин являлась высочайшая надежность данного движителя: у разработанного в последствии Лунохода для продолжения движения достаточно было работы 3 из 8 колес (главное только чтобы они были не на одном борту), для гусениц же повреждение ведущего колеса было равнозначно потери аппарата. 

Документальный фильм «От Лунохода к Марсоходу». В фильме показаны фрагменты с испытаниями шасси Лунохода, первый марсоход ПрОП-М, ХМ-ПК, EOSA III-1, спускаемый аппарат КА Фобос (ПРОП‑ФП комплекса «Шар»).

От Лунохода к Марсоходу. Часть 1. Английская звуковая дорожка. Русские субтитры.

От Лунохода к Марсоходу. Часть 2. Английская звуковая дорожка. Субтитры.отсутствуют.

Еще небольшое видео посвященное испытанию шасси Лунохода на полигоне на Камчатке. Июль 1969.

Дальше видео в котором рассматривается конструкция посадочной платформы, конструкция Лунохода. Испытания разных вариантов шасси на так называемом «круговом стенде» в ВНИИ Трансмаш. Испытания Лунохода и посадочной платформы. Тренировки экипажа на лунодроме. Подготовка Лунохода к старту. Описание миссии Лунохода: полет, отделение ступеней, работа блока КТ, работа блока Д, посадка Лунохода.

Объект Е-8. Луноход.

Ниже представлен фрагмент «Фильма 5» сериала «Космический век. Страницы летописи»(1982). Комментирует фильм известный советский журналист Владимир Степанович Губарев.

Рассказывается история космических исследований Луны: Луна-2, Луна-3, Луна-9, Луна-16, Луноход(8ЕЛ № 203). Присутствуют воспоминания Бориса Раушембаха, астронавта Нейла Армстронга, экипажа Лунохода.

 В фильме используются редкие документальные кадры тренировок на лунодроме, управления луноходом на Луне.

Однако на «Луноходах» программа планетоходов отнюдь не завершилась. Следующей целью стал Марс.

Первым марсоходом можно считать шагающий планетоход (так называемый малый марсоход М-71 (ПрОП-М) Прибор оценки проходимости — Марс), опустившийся на поверхность красной планеты с автоматической советской станцией «Марс-3» 2 декабря 1971 года. Аппарат должен был прошлепать недалеко от модуля. В КБ его так ласково и прозвали – марсошлеп.

Так же был аппарат для исследования спутника Марса — Фобоса. Он бы скакал по поверхности и останавливался бы только для сбора грунта. Хотя это даже не планетоход, а какой-то «Фобососкок» или «Фобосопрыг». К сожалению, связь со станцией «Фобос-2», на борту которой находился ПрОП-Ф, была потеряна.

В СССР разрабатывали и более продвинутые марсоходы. Один из проектов основывался на уникальном бесклиренсном шасси, на запатентованных конических колесах. Этот вариант отличается невероятной проходимостью – ведь отсутствие клиренса подразумевает, что такая машина просто не может сесть на брюхо.

Транспортный робот повышенной проходимости. 1986 год. Часть 1.

Транспортный робот повышенной проходимости с колёсно-шагающим движителем для исследования поверхности Венеры. 1986 год. Часть 2.

Интерес к освоению космоса и особенно других планет вызвал в научном мире настоящий бум разработки самостоятельно передвигающихся по поверхности механизмов. Только в СССР было разработано около двадцати различных конструкций машин. Большинство из них на другие планеты не попали, но послужили прототипами для вполне земных машин.

Работали там, где человеку находиться было опасно. Советскому семейству «Луноходов» повезло. Они оставили свою колею на лунной поверхности. Специалисты всего мира до сих пор считают эту конструкцию идеальной для освоения других планет.

Недаром их колёсная база стала основой для создания конструкций американских марсоходов и китайских планетоходов.

В завершение, небольшой фильм «Планетоходы: прошлое настоящее и будущее» созданный в рамках проекта «Русский космос».

Источник: https://TechCave.ru/posts/36-ot-lunohoda-k-marsohodu.html

Внеземной транспорт: Планетоходы

В 70-е годы по Камчатке ходили странные слухи. Некоторые туристы, оказавшиеся в красивейшей долине Толбачика, расположенной между вулканами Острый и Плоский Толбачик, видели среди «лунного» ландшафта, образованного базальтовыми шлаками, медленно двигающийся инопланетный механизм…

«Фобосопрыг» — прыгающий планетоход

Первый отечественный марсоход М-71

Марсоход на бесклиренсном шасси

Прототипы планетоходных колес

Это место до сих пор называется «Базой луноходчиков». В 70-е годы здесь проходили секретные испытания советских луноходов и марсоходов. Оградить огромную территорию не представлялось возможным, поэтому необычные прототипы планетоходов изредка да и попадались на глаза любопытным туристам.

СССР-родина планетоходов

Ни в одной стране мира строительство планетоходов не было поставлено на такую широкую ногу, как в СССР, и ни одна страна не добилась в этом таких успехов.

Только у нас выходили учебники с совершенно фантастическими и в то же время простыми заголовками, такими, например, как «Планетоходы». Только у нас можно, отъехав два километра от столицы, попасть на марсодром.

И не вина конструкторов отечественных планетоходов, что по Марсу ползают их американские собратья.

Планетоходная промышленность зародилась в нашей стране в 1963 году, когда Сергей Королев озаботился средствами передвижения космонавтов по Луне. Сомнения в том, что космонавты высадятся на Луне, ни у кого не возникало. Одним из талантов Королева было удивительное умение находить правильных партнеров.

Лучшего разработчика лунного шасси, чем создатель танковых шасси ленинградский ВНИИТрансмаш, найти было трудно. Возглавил эту работу Александр Кемурджиан, ныне такая же легендарная личность среди разработчиков планетоходов, как Роберт Винер среди кибернетиков.

Танковое прошлое давало о себе знать — первый макетный образец лунохода был не чем иным, как радиоуправляемым шасси танка Т-55.

Параллельно Кемурджиан развернул почти академическую исследовательскую работу, посвященную всем аспектам планетоходов, начиная от шасси и кончая системами управления.

Разрабатывался целый парк внеземных машин: планетоходы-экскаваторы, самосвалы, транспортные, дорожные и строительные машины. Планетоходы с герметичными и открытыми кабинами, с дистанционным управлением по проводам и вовсе автоматические транспортные системы.

Но самым важным вопросом оставался следующий: как передвигаться? Каким способом? Какой принцип движения следует использовать?

Рассматривались десятки вариантов движителей. Например, роторно-винтовые, напоминающие положенные на бок гигантские штопоры. В земных условиях они прекрасно зарекомендовали себя на снегу и заболоченных грунтах.

На сухой же почве основную долю потерь составляли затраты на трение. Кроме того, этот движитель не удовлетворял требованиям легкости конструкции и износостойкости. Прыгающий движитель имеет преимущество в условиях гравитации, в десятки и сотни раз ниже земной.

К тому же прыгающий аппарат нелегок в управлении и подвержен большим динамическим нагрузкам во время прыжков. Шагающий механизм оказался чрезвычайно сложным в реализации и управлении.

По этой же причине был забракован и экзотический вариант шагающего движителя — кувыркающийся. Из реальных вариантов осталось только два — гусеницы и колеса.

Преимуществом колесных планетоходов были больший КПД, годность к эксплуатации на разных типах грунтов, возможность отключения некоторых колес, более простая конструкция. Гусеницы же оказывали более низкое давление на грунт и обеспечивали меньшую массу шасси при равной проходимости.

Однако гусеничный привод страдает классической танковой болезнью — так называемой «расклинкой», когда между ведущим или направляющим колесом и гусеницей попадает камень или грунт, что может привести к сбросу гусеницы. Мало того, расчеты показывали, что деформируемый слабонесущий лунный грунт и лунные камни с наибольшей вероятностью приведут к сбрасыванию гусеницы.

Поэтому для лунохода был выбран колесный движитель. К аналогичным выводам, кстати, пришли и американские конструкторы.

Колеса

Колеса «Лунохода» всем хорошо известны по многочисленным фотографиям и рисункам. Это жесткая конструкция, образованная тремя титановыми обручами, соединенными между собой титановыми же грунтозацепами. Крайние обручи имели меньший диаметр, чем средний.

Что это дает? На твердом основании имеет практически точечный контакт, что хорошо отражается на КПД движителя. На мягких же грунтах, вследствие деформации грунта под средним обручем, в дело вступают периферийные поверхности обода, увеличивая площадь контакта и улучшая проходимость.

Однако жесткость конструкции колеса «Лунохода» подходит только для больших скоростей. Решением этой проблемы являются колеса с металлоупругими шинами, образованные ленточными пружинами, в сечении напоминающие автомобильную шину. Именно по такому принципу были устроены шины в американском луноходе LRV, на котором передвигались американские астронавты.

Ресурс американской лунной шины был рассчитан на 120 км пробега. Советские же конструкторы отказались от такой схемы ввиду большого риска расклинивания мелкими камешками кольцевых пружинных элементов.

В «Луноходе» была использована танковая независимая подвеска с продольным качанием рычагов.

Трансмиссия же была сильно упрощена за счет применения оригинального решения — так называемого мотор-колеса, при котором каждое колесо объединяется с индивидуальным тяговым электромотором.

К слову сказать, подобное решение применялось при постройке гигантских карьерных самосвалов, и только сейчас начинает использоваться в концептуальных легковых автомобилях.

Параллельно с проектами пилотируемого освоения Луны продвигались работы по исследованию автоматами и других планет. В 1965 году все работы по изучению планет при помощи автоматических станций Королев передал КБ Лавочкина, которое возглавил Георгий Бабакин.

Он выступил с идеей сделать автоматический «Луноход». Тем более что у СССР появились мощные ракеты-носители «Протон», которым было под силу забросить на Луну такой груз. Расчеты показали, что масса «Лунохода» не должна превышать 800 кг.

Шасси Кемурджиана идеально подходило под эти габариты. «Мы взяли шасси и стали думать, что должен представлять собой «Луноход», — вспоминает главный специалист НИЦ Бабакина Гарри Роговский.

— Было очевидно, что нужен некий герметичный отсек, где располагалась бы вся аппаратура и электроника. Так появилась герметичная «кастрюля».

Десятого ноября 1970 года автоматическая станция «Луна-17» успешно стартовала к Луне с первым «Луноходом» на борту. Он функционировал 322 суток и прошел по лунной поверхности 10,5 км.

«Луноход-2», достигший Луны 16 января 1973 года, прошел почти в четыре раза большее расстояние — 37 км. Мало кто знает, что был собран и «Луноход-3», который по причине закрытия программы так и остался на Земле.

«Популярная Механика» разыскала его в музее НПО им. Лавочкина.

Марсошлеп

Однако на «Луноходах» программа планетоходов отнюдь не завершилась. Следующей целью стал Марс. Первым марсоходом можно считать шагающий планетоход (так называемый малый марсоход М-71), опустившийся на поверхность красной планеты с автоматической советской станцией «Марс-3» 2 декабря 1971 года.

Через двадцать секунд связь со станцией прервалась, и о ее дальнейшей судьбе остается только гадать. «Мы совсем уже и забыли про эту марсианскую игрушку, она и весила всего килограммов пять, — рассказывает Гарри Роговский. — Марсоходик был составной частью посадочной станции. Он должен был отойти от посадочного модуля всего на метр, чтобы взять пробы, и управлялся по проводам.

Все равно что научный прибор с ножками. Задача у него была примитивная — прошлепать недалеко от модуля».

В КБ его так ласково и прозвали — марсошлеп. Ученые тогда ничего не знали о том, что представляет собой поверхность Марса, поэтому о колесах речь не шла.

Фобосопрыг

В 80-х годах начались работы по исследованию спутника Марса — Фобоса. «Для этого проекта мы разрабатывали автоматическую станцию, — поясняет Роговский. — Но станция на Фобос не садилась — барражировала над поверхностью на высоте около 50 метров.

В состав станции входили два небольших аппарата, которые отделялись от станции и совершали посадку на Фобос. Один аппарат создали у Кемурджиана.

Что придумали, черти: сделали яйцеобразное тело, которое сбрасывалось на Фобос с высоты 50 метров и долго-долго прыгало по поверхности. В конце концов, несмотря на 0,001 g, оно затихало. Затем брались образцы грунта».

После анализа грунт отстреливался, в условиях почти полного отсутствия гравитации яйцо получало импульс и начинало снова скакать по поверхности. Это даже не планетоход, а какой-то «Фобососкок» или «Фобосопрыг».

Марсоходы

Несмотря на то что СССР и Россия никогда полностью не финансировали собственную программу высадки на Марс полноценного марсохода, работы по созданию планетохода никогда не прекращались. Ныне существуют два конкурирующих варианта марсианского шасси.

Первое — традиционное, «луноходного» типа, на легких пружинных металлических колесах, которое разработало НИЦ Бабакина.

Достоинство этого варианта — удивительная компактность при транспортировке, что вполне закономерно: ведь специалисты Центра всю жизнь занимаются разработкой автоматических станций.

Второй вариант, разработки ВНИИТрансмаш, основывается на уникальном бесклиренсном шасси, на запатентованных конических колесах. Этот вариант отличается фантастической проходимостью — ведь отсутствие клиренса подразумевает, что такая машина просто не может сесть на брюхо. Недостаток один — большая масса.

Существует легенда, что как раз марсоход с бесклиренсным шасси и принимал участие в расчистке завалов на Чернобыльской АЭС. Это не так. Просто одновременно с марсоходом в 1986 году во ВНИИТрансмаш был создан роботизированный комплекс «Клин», который и работал на ликвидации аварии. Хотя безусловно этот робот-ликвидатор — ближайший родственник планетоходов.

Говорить сейчас о победе какой-то одной концепции бессмысленно — наша страна пока не планирует высадки собственных марсоходов на красной планете. Тем не менее отечественные специалисты активно участвуют в международных проектах — например, европейском Exo-Mars. По той же причине отечественные марсоходы все чаще называют просто планетоходами.

Велика вероятность, что в ближайшее время некоторые страны захотят запустить на Луну собственный луноход. А лучших строителей такой техники, чем российские инженеры, найти трудно.

Недаром рекорд длительности работы в 10,5 месяцев, установленный в далеком 1970 году первым в истории человечества инопланетным транспортным средством «Луноход-1», до сих пор не побит и, видимо, еще долго будет оставаться мировым рекордом.

Источник: https://www.PopMech.ru/technologies/8325-vnezemnoy-transport-planetokhody/

Машины для других планет (луноходы и марсоходы)

Изучая историю транспортных средств, невозможно пройти мимо темы «космических внедорожников» – луноходов и марсоходов. Эпоха планетоходов стартовала 17 ноября 1970 года, когда на поверхности чужой планеты (точнее – спутника) впервые оставил следы аппарат Луноход-1.

Идея использования внеземного транспорта принадлежит ученым и конструкторам, реализовавшим космическую программу СССР. «Программа исследования Луны», озвученная в1958 году «конструктором №1» – С. П.

Королевым, предусматривала ряд изысканий и экспериментов, которые давали возможность более подробно изучить природу этого небесного тела.

Планетоходы, благодаря своей мобильности, позволяли расширить зону исследуемой поверхности спутника Земли.

Читайте также:  Выбор ткани для штор: тип, цвет, дизайн

Луноход — фото

Изготовителем первого планетохода стало знаменитое НПО им. С. А. Лавочкина – преемник легендарного ОКБ-1 в сфере межпланетных исследований.

Конструкторское бюро этого научно-производственного объединения аккумулировало все теоретические и практические разработки советских НИИ.

К декабрю 1967 года был готов полный пакет конструкторской документации по изготовлению «изделия Е-8». Так в секретных документах обозначали будущий «Луноход-1».

В окончательном варианте это транспортное средство представляло собой восьмиколесную платформу (все восемь колес были ведущими) весом в 756 килограмм и габаритами 4,42х2,5х1,92 метров (длинна/ширина/высота). В качестве силового агрегата использовались электродвигатели, а источником питания была солнечная батарея.

Кроме того, «на борту» планетохода находился источник тепла (для обогрева научной аппаратуры) на основе радиоактивного изотопа. Диаметр колес первого космического внедорожника превышал 500 мм, а ширина колеи была более 1,5 метров. Максимальная скорость «Луноход-1» составила 1.2 км/час, а гарантийный срок эксплуатации исчислялся одним месяцем.

Общий пробег по лунной поверхности составил более 10-ти километров.

Луноход

Аппарат управлялся удаленно, специально отобранным экипажем, который размещался в наземном центре. Общая численность экипажа (с учетом дублирующих пилотов) составила 11 человек. Примечательно, что к основным критериям отбора «водителей» первого планетохода не относилось умение управлять обычными, земными транспортными средствами.

Луноход-1 потерял управляемость 21 сентября 1971 года, после выхода из строя изотопного обогревателя. Сегодня Луноход-1 является личной собственностью неизвестного победителя торгов аукциона Сотбис, устроенного 11 декабря 1993. Стоимость приобретения первого планетохода (на условиях самовывоза) составила 68,5 тысяч долларов США.

Необходимо отметить, что «Луноход-1» был, по своей сути, первым космическим грузовиком, поскольку перевозил только исследовательскую аппаратуру. Первый пассажирский планетоход — Lunar Roving Vehicle появился на Луне несколько позднее – 30 июля 1971.

Детище американской промышленности (в лице концернов Boeing и General Motors) представляло собой двухместный четырехколесный кабриолет. Пробег LRV составил 27,8 километров, а максимальная скорость равнялась 13 км/час. В качестве силового агрегата применялись четыре электродвигателя (по 190 Вт каждый).

Соответственно – все 4 колеса Lunar Roving Vehicle были ведущими.

Lunar Roving Vehicle

Источником питания служили аккумуляторы (без возможности перезарядки).

Масса американского «лунного автомобиля» равнялась 210 килограмм, зато грузоподъемность (в условиях ослабленного лунного притяжения) превысила отметку в 450 кг. Основным конструкционным материалом LRV стал алюминий.

Из него создали каркас и колесные диски лунного авто. А вот материалом для изготовления протекторов стал титан. Время эксплуатации первого LRV составило всего 3 часа.

Lunar Roving Vehicle

В результате использования Lunar Roving Vehicle американские астронавты исследовали значительную территорию на поверхности Луны, удаляясь от посадочного модуля на расстояние до семи километров (третья лунная экспедиция на Аполлоне 17). Интересный факт – во время 2-й лунной экспедиции Lunar Roving Vehicle получил повреждение, вследствие неосторожности астронавтов. Однако лунный автомобиль быстро починили, используя при этом обычную липкую ленту.

И на марсе будут яблони цвести!

Следующим этапом в развитии индустрии космических внедорожников стали марсоходы. С большой натяжкой можно утверждать, что первым транспортным средством на Марсе был аппарат ПрОП-М, изготовленный ВНИИТрансМаш в 1971 году.

ПрОП-М

Однако, после высадки на марсианский грунт, состоявшейся 2 декабря 1971 года, «Прибор оценки проходимости — Марс» функционировал всего 20 секунд.

Исходя из этого, паритет Советского Союза в деле строительства марсоходов сомнителен, а на роль первого, рабочего ПЛАНЕТОхода (ведь Луна, с точки зрения астрономов, всего лишь спутник Земли) может претендовать американский аппарат Sojourner, проложивший первую колею на марсе 5 июля 1997 года. Американский «Поселенец» весил чуть более 10 килограмм, а мощность двигателя (всего их было 6 штук – по числу колес) едва дотягивала до 3 Ватт. Зато в блоке управления марсоходом находился процессор Intel 80C85 с частотой 100 kHz, объем «оперативки» достигал 512 KB, а емкость жесткого диска (на флеш накопителе) составляла 176 KB – совсем неплохо для мобильного устройства образца 1997 года.

Sojourner

Программу исследования Марса продолжили в январе 2004 году еще два марсохода – Spirit и Opportunity. Конструкция этих планетоходов основана на классической шестиколесной схеме. Масса аппарата равнялась 185 килограммов.

Большую часть составлял вес научно-исследовательского оборудования и приборов, в число которых вошли: бур, спектрометр, манипулятор и прочее. Силовым агрегатом нового марсохода стал электродвигатель, а в качестве источника питания использовался аккумулятор, подзаряжаемый от солнечной батареи.

Электронная начинка блока управления претерпела более существенные изменения — 128 МБ «оперативки»,256 МБайт флэш-памяти и 20 МГц процессора RAD6000.

Spirit

Последняя попытка удачного соединения с блоком управления планетохода Spirit состоялась 22 марта 2010 года. Работа марсоходов Spirit и Opportunity позволила совершить несколько грандиозных открытий и уникальных наблюдений. Помимо этого, наземные операторы получили бесценные навыки удаленного управления транспортным средством.

Все только начинается!

Современные перспективы развития отрасли планетоходов неразрывно связаны с запланированными на ближайшие десятилетия программами освоения и исследования Луны и Марса. Для лунной программы 21-го века уже подготовлен новый автомобиль — Lunar Electric Rover, созданный благодаря совместным усилиям компаний Michelin, Nissan и GM.

Lunar Electric Rover

Этот электрокар превосходит по всем статьям «дедушку» лунного транспорта Lunar Roving Vehicle.

Активная подвеска, система автоблокировки дифференциала, потрясающая мобильность каждого из шести сдвоенных колес (допускается оборот на 360 градусов) – все достижения современного автопрома сосредоточены в конструкции этого новейшего космического внедорожника. Ориентировочный старт Lunar Electric Rover назначен на 2020 год.

ExoMars

Не обделен вниманием и Марс. В ближайшее десятилетие планируется запуск американского аппарата Mars Science Laboratory, европейского ExoMars и, после длительного перерыва, российского планетохода Марс-Астер. Словом, можно утверждать, что эра планетоходов еще только начинается!

Источник: http://unusauto.ru/lunohody-marsohody.htm

Марсоход и Луноход: межпланетное ралли двух столетий

В мае NASA объявило, что марсоход Opportunity вот-вот станет самым «дальнобойным» внеземным транспортным средством. Осталось обогнать Луноход-2, который проехал 37 км. Вторую позицию долгое время удерживал ровер Moon Buggy на котором рассекали по Луне пилоты Apollo-17. Они накатали 35,6 км за три дня. Opportunity понадобилось девять лет, чтобы обойти своего американского соперника.

И вот, словно в старые «добрые» времена холодной войны и космической гонки, за лидерские позиции вступили в жесткую борьбу две нации: США и СССР.В мае NASA направило свой марсоход от одной изученной горы, к другой, гораздо более высокой и интересной.

Между ними два километра, и, казалось, еще чуть-чуть, как лунный советский старичок, заглохший сорок лет назад, уступит своему марсианскому конкуренту.Но Opportunity перевалил заветные 37 км и… тишина. Ни ликующих парадов в Вашингтоне, ни стучащих от досады ботинками по трибуне председателей Политбюро ЦК КПСС.А секрет, такой тишины от NASA — в девятом колесе.

Все вроде бы знают, что у Opportunity шесть колес, а у Луноходов – восемь. Но формально у Луноходов было по девять колес. Девятое – это тонкий ролик одометра, который катился по поверхности Луны и замерял пройденное расстояние.

Официальные цифры, обнародованные по завершении научной миссии Лунохода-2, и долгое время кочевавшие из научных трудов в учебники, а из учебников в википедию, основываются на показаниях этого одометра. Но дело в том, что ролик поднимался, когда Луноход-2 двигался задом.

Ролик не передавал объективное расстояние когда аппарат маневрировал, да и сам по себе мог проскальзывать на слишком рыхлом грунте.В результате самым объективным средством определения его пробега могло быть только прямое наблюдение следов на поверхности Луны. К счастью, сегодня такая возможность у ученых, да и любого из нас, имеется благодаря космическому аппарату LRO.

Его камера высокого разрешения LROC уступает только камере HiRise его марсианского собрата MRO. Но благодаря орбите, в несколько раз ниже, LROC способна передавать практически аналогичные по детализации снимки: в исключительных случаях до 20 см на пиксель, но в основном режиме работы – 50 см на пиксель.

Этого вполне достаточно, чтобы обнаружить на естественном спутнике Земли Луну-21, которая доставила Луноход-2 на поверхность,и, собственно, сам девятиколесный аппарат. Правда для него LRO снизился в два раза и снял с детализацией 30 см на пиксель:
Полный размер.
Найти Луноход-2 самостоятельно.

С обнаружением Лунохода-2 на снимках LROC связана не менее захватывающая история, чем с Марсом-3: сначала нашли, да не то, потом присмотрелись и нашли то, а потом посветили туда лазером и получили ответ от оптических уголковых отражателей.

Российские ученые Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) тщательно проследили весь маршрут Лунохода-2 и определили его пробег в 42,2 километра. То есть из-за несовершенного средства определения пройденного расстояния, недосчитались больше 5 километров. Точной цифры до метра и сейчас назвать трудно.

Методы замера пройденного расстояния у марсоходов принципиально другие. У них для расчета пробега используется комплексная система, в которую входит трехосевой акселерометр и трехосевой датчик уровня.

Показания этих датчиков учитываются при расчетах пробега, основанных на оборотах колес. Но даже так легко ошибиться из-за пробуксовок. А их на веку у Opportunity было немало:Главное средство для подсчета пробега марсоходов, называется VisOd: visual odometry. Если посмотреть на снимки их следов, то можно заметить неоднородность следа, оставляемого протектором.

Прямые насечки, отличающиеся от основного рисунка – это и есть маркеры для визуальной одометрии.

Такой же принцип используется и у Curiosity. И пробег считает программа, но ее показания могут периодически контролировать вручную. Помимо всего прочего, свой след Curiosity отмечает азбукой Морзе «JPL», так что его пробег можно считать в метрах, футах и в «джипиэлах».

(Подробнее о подсчете пробега Spirit)

Вернемся к Луноходу-2.Для кого-то новый результат, и первенство отечественного изделия в межпланетном ралли, может являться поводом для гордости. Но надо вспомнить, что и луноходы и марсоходы создавались прежде всего для изучения иноземных тел, а не для накрутки одометров.

Проблема в то, что партийное руководство СССР смотрело только на одометры.

Идеологическая машина, которая оперировала понятиями «догоним и перегоним» оказалась неспособна на понятия «изучим и переизучим».

Профессор ГЕОХИ РАН Александр Базилевский, который помогал и в поисках Лунохода-2 и Марса-3, так описывал события: «Как только Луноход натыкался на какой-нибудь интересный камень и геологи просили остановиться, чтобы подробнее его исследовать, руководство заявляло: «Это луноход, а не луностоп. Только вперед!»

Марсоходами управляют геологи. Это объясняет, что Curiosity, проработал в два раза дольше Лунохода-2, но проехал почти в пятьдесят раз меньше. Да и раллийные успехи Opportunity – это результат его исследовательской деятельности. Примерно половину общего пробега он преодолел только пересекая неинтересные просторы, которые уже были хорошо изучены.

В музее НПО им. С.А Лавочкина стоит Луноход-3. Это не макет, а реальный аппарат, который учитывал все «детские болезни» своих предшественников, имел поворотные стереотелекамеры, а не фотометры, имел полный комплекс исследовательских приборов, прошел все испытания и был готов к покорению лунных просторов.

Но партия уже наигралась в «лунные трактора», поэтому «русский Curioisty» навсегда застыл на рампе Луны-25 в зале, куда из-за ограничений доступа режимного объекта могут попасть только единицы посетителей.

Выражаю благодарность руководству НПО им. С.А.

Лавочкина за предоставленную возможность посетить этот небольшой, но интереснейший, для фаната роботизированной космонавтики, музей.

Подпишитесь на мой журнал, если вам интересна мировая и отечественная космонавтика, и свежие новости со всех концов Солнечной системы.

Пост подготовлен при поддержке астрономических приложений Star Walk (iPhone, iPad) и Solar Walk (iPhone/iPad)

Источник: https://zelenyikot.livejournal.com/8998.html

След Лунохода

Автоматическая межпланетная станция NASA — Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, Лунный орбитальный зонд) — с высоты 33-х километров сделала подробные фотоснимки участков лунной поверхности, где находятся первый в мире дистанционно-управляемый самоходный аппарат Луноход-1 и его посадочный модуль автоматическая межпланетная станция (АМС)  Луна-17

Lunar Reconnaissance Orbiter

(Изображение NASA)

Луноход-1 в конечной точке маршрута (38,315 ° с.ш. 324,992 ° E) на поверхности Моря Дождей

(NASA / GSFC / Arizona State University)

Спускаемый аппарат Луна-17 (трапы с восточной стороны), треки Лунохода

(NASA / GSFC / Arizona State University)

Запуск  АМС  Луна-17 с Луноходом-1 состоялся 10 ноября 1970 года, а 15 ноября она достигла орбиты искусственного спутника Луны.

Читайте также:  9 советов по строительству дома из полистиролбетона: плюсы, минусы, выбор

Старт ракеты-носителя Протон с космодрома Байконур

(Роскосмос)

 17 ноября 1970 года станция опустилась на поверхность Селены в Море Дождей.

Место посадки

Развернулись в рабочее положение трапы, и восьми колесный аппарат по команде с Земли съехал на лунную поверхность.

Луноход-1 (Аппарат 8ЕЛ № 203) — первый в мире планетоход. Масса — 756 кг, длина с открытой солнечной батареей — 4,42 м, ширина — 2,15 м, высота — 1,92 м. Диаметр колес — 510 мм, ширина — 200 мм, колёсная база — 1700 мм, ширина колеи — 1600 мм

(Роскосмос)

Вид на спускаемый аппарат Луна-17 от Лунохода . Он сошел с посадочного модуля на противоположной стороне и оставил следы вокруг спускаемого аппарата. Цилиндрический объект на правой стороне изображения является частью Лунохода

Пульт дистанционного управления Луноходом

(Роскосмос)

Научные приборы: две телекамеры, четыре панорамных телефотометра, рентгеновский флуоресцентный спектрометр, рентгеновский телескоп, одометр-пенетрометр для определения физических свойств грунта, детектор радиации, лазерный рефлектор, были применены в полном объеме.

Компоновка Лунохода

(Роскосмос)

За время миссии, преодолев 10 540 м, Луноход передал на Землю 211 панорам и 25 тысяч фотоснимков, более чем в 500 точках по пути движения анализировались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках определялся его химический состав.

Фрагмент лунной панорамы,переданной Луноходом

(Роскосмос)

Фотография с лунохода с изображением станции Луна-17

(Роскосмос)

На «Луноходе-1» был установлен уголковый отражатель, с помощью которого ставились эксперименты по точному определению расстояния до Луны.

 Такие измерения помогут ответить на вопросы о внутреннем строении нашего спутника, а определение точных параметров лунной орбиты даст возможность найти подтверждение теории относительности, более полно изучить влияние движения Луны на Землю и земной климат.

Группа ученых из университета Сан-Диего под руководством Тома Мерфи (Tom Murphy) уже провела ряд измерений расстояний, используя  лазерный луч и уголковый отражатель Лунохода-1.

Север Моря Дождей с указанием местоположения  посадочной площадки АМС Луна-17 и конечное положение Лунохода-1

(NASA / GSFC / Arizona State University)

Аппарат активно действовал 11 лунных дней (301 сутки 6 часов и 37 минут в земном измерении) до 14 сентября 1971 года, когда связь с ним была потеряна.

Миссия Лунохода-1 — большое достижение советской науки и техники. Лишь по прошествии почти 30 лет американский планетоход Sojourner совершил посадку на Марсе 4 июля 1997 года.

Китай планирует приступить к исследованиям Луны с помощью лунохода Чанъе-3 в 2013 году.

Памятная почтовая марка

Источник: https://cratergale.blogspot.com/2012/03/sled-lunohoda.html

Будете на Луне – ищите советские луноходы

Наш город имеет прямое отношение к освоению космических далей, в том числе к одному из проектов – лунному.

Именно в Ленинграде были разработаны шасси для первых советских луноходов, марсоходов и других планетоходов.

Разрабатывал их Всероссийский НИИ транспортного машиностроения (в годы тотальной секретности именовавшийся НИИ-100). И до сих пор в этом НИИ, находящемся в Горелове, работают над космической темой.

…Строгий пропускной режим – мы на территории института. Главный корпус – классический образец советской архитектуры. Все монументально, входные двери – мощные, из массива дерева.

Сначала заходим в музей института, экспозиция которого рассказывает о том, как создавались первые отечественные планетоходы. Напомним читателям: 17 ноября 1970 года космическая станция «Луна-17» доставила на поверхность нашего естественного спутника «Луноход-1».

Он был первым – не только в СССР, но и в мире. Это было знаковое событие для всего человечества. В 1971 году на Луну доставили «Луноход-2».

Собственно, над проектом луноходов трудилось много различных предприятий СССР. Головным исполнителем было НПО имени С. А. Лавочкина.

Москве достался «верх» лунохода, то, что расположено над колесами, – ВНИИтрансмашу, специализировавшемуся на разработке ходовых частей для танков и тракторов, основа для лунохода – шасси.

Причем предложение включить институт в «лунную программу» было внесено в 1963 году самим Сергеем Королевым.

– Изначально предполагалось, что луноход будет передвигаться на гусеницах – как и танк. Но мы как раз от этой идеи отказались, предложив систему колес. По многим причинам.

В том числе потому, что гусеницы могли соскользнуть с катков, а в условиях Луны их было бы некому поставить обратно. Кроме того, в условиях вакуума гусеницы снашиваются быстрее (на Луне нет атмосферы).

А предложенная нашими учеными под руководством Александра Кемурджиана колесная система предполагала автономность: вышла из строя пара колес, ничего страшного, луноход продолжит работу. В итоге остановились на четырех парах колес, независимых друг от друга.

Но этому предшествовала серия многочисленных экспериментов. Собственно, тогда даже не знали, какие точно грунты на Луне, – уточнил Сергей Федосеев, главный конструктор
ВНИИтрансмаша по космической технике.

К тому же нужно было учитывать, что будущему самоходному аппарату придется работать в сложнейших температурных условиях. Грубо говоря, функционировать в пределах от минус 120 до плюс 120 градусов.

Еще одной проблемой стала разработка системы дистанционного управления луноходом с Земли. Испытания проводились на разных площадках. Прежде всего – на площадке самого института – специальном «поле» 100 на 100 метров, засыпанном песком.

Были испытания под Симферополем, в Каракумах и даже на Камчатке (там вулканические грунты, по ряду показателей схожие с лунными).

Те два лунохода, отправленные на планету-спутник, вы вживую нигде не увидите. Их возвращение на Землю и не предполагалось проектом. Но остались опытные образцы и макеты. А потрудились луноходы на славу, перевыполнив расчетное время работы в три раза.

Фото Сергея НИКОЛАЕВА

Источник: https://vecherka-spb.ru/2018/04/11/budete-na-lune-ishhite-sovetskie-lunoxody/

Александр Кемурджиян — отец советского лунохода и марсохода

Составители книги «Outstending People of the 20th Century», изданной международным биографическим центром (г. Кембридж, Англия), включили А. Л. Кемурджияна в число «выдающихся людей XX века».

Александр Леонович Кемурджиян — советский инженер-конструктор, основатель научной школы космического транспортного машиностроения СССР, создатель первых в СССР планетоходов. Доктор технических наук, профессор, лауреат Ленинской премии.

Александр Леонович Кемурджиан родился 4 октября 1921 г. во Владикавказе. Отец его происходил из семьи трабзонских армян. Детские и юношеские годы Александра Леоновича прошли в Баку. В 1940 г. поступил в МВТУ им. Н.Э.Баумана.

В 1942 г. добровольно ушел на фронт, окончив в ходе войны Ленинградское Артиллерийское училище. А.Л.Кемурджиян – участник битвы на Курской дуге, форсирования Днепра, Вислы, Десны и Одера – закончил войну в 1945 г. в Померании.

В 1951 г. окончил с отличием транспортный факультет МВТУ им. Н.Э.Баумана и был направлен на работу во ВНИИТрансмаш. В 1959 г. А.Л.Кемурджиян был назначен начальником отдела новых принципов движения и занимался созданием транспортных средств на воздушной подушке, в 1963 г.

– руководителем работ по созданию самоходного автоматического шасси лунохода, в 1969 г. – заместителем директора, главным конструктором института.

Под его руководством сложился высокопрофессиональный коллектив космической тематики, сформировалось новое направление – космическое транспортное машиностроение, разработаны основы теории, конструирования и испытаний планетоходов.

Он организатор создания и успешной эксплуатации на Луне самоходных шасси в составе первых в мире подвижных лунных лабораторий – «Луноход-1» (1970 г.) и «Луноход-2» (1973 г.), на Венере приборов для исследования физико-механических свойств грунта.

Александр Леонович также был организатором работ по созданию роботизированного комплекса СТР-1 и участником ликвидации последствий аварии на ЧАЭС (1986 г.).

В 1971 г. А.Л.Кемурджиян защитил докторскую диссертацию. Еще при жизни А.Л.Кемурджиян создал школу, получившую признание среди отечественных и зарубежных специалистов.

В 80 – 90 гг. А.Л.Кемурджиян активно способствует закреплению приоритетов СССР в части исследования Луны, Марса, Венеры, Фобоса контактными методами с помощью автоматических межпланетных станций.

В издательствах «Наука» и «Машиностроение» под его редакцией и при непосредственном участии публикуется ряд трудов, ставших энциклопедиями для разработчиков планетоходов и приборов для исследования ФМС грунта Луны и планет.

Это большие разделы монографий «Передвижная лаборатория на Луне «Луноход-1», книги «Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны», «Динамика планетохода», «Передвижение по грунту Луны и планет» и «Планетоходы», выдержавшие два издания. Это доклады на зарубежных конференциях и статьи в зарубежных журналах.

С 1991 г. А.Л.Кемурджиян – главный научный сотрудник ВНИИТрансмаш, профессор (1971 г.), автор более 200 научных трудов, в том числе пяти монографий и более 50 изобретений. Он стоял у истоков международного сотрудничества института по космической технике и робототехническим системам. А.Л.

Кемурджиян был членом Федерации Космонавтики РФ, действительным членом Российской Академии Космонавтики им. К.Э.Циолковского (РАКЦ), членом Планетного общества (США), Европейского Геофизического общества (Германия), членом-корреспондентом Комиссии по исследованию космического пространства (Франция).

Составители книги «Outstending People of the 20th Century», изданной международным биографическим центром (г. Кембридж, Англия), включили А.Л.Кемурджияна в число «выдающихся людей XX века». В 1997 г.

решением Международного астрономического союза именем «Kemurdzhian» была названа малая планета Солнечной системы № 5933.

В 80 лет А.Л.Кемурджиян поражал своей энергией, цепкой памятью, неутомимым трудолюбием. В ноябре 2000 г. сделал прекрасный доклад на торжественном заседании представителей общественности города в БДТ им Г.А.Товстоногова, посвященном 30-летию со дня начала успешной эксплуатации «Лунохода-1».

Скончался А.Л.Кемурджиян 24 февраля 2003 г. Место захоронения – Армянский участок Смоленского кладбища Санкт-Петербурга.

Награды: лауреат Ленинской премии (1973 г), орден Ленина (1971 г), орден Мужества (1997 г.), орден Красной Звезды (1944 г.), ордена Отечественной войны (1945 и 1995 гг.), орден Знак Почета (1989 г.), боевые медали и медали Федерации Космонавтики России.

На базе «ВНИИТРАНСМАШ» действует «Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр «Ровер» им. А.Л.Кемурджияна». 28 и 29 сентября 2010 года в комплексе Ленэкспо (Петербург) прошла VII международная конференция «Планетоходы, космическая робототехника и наземные роверы».

Она была приурочена к 40-летию начала успешной работы «Лунохода 1» (17 ноября 1970 г.) и посвящена памяти главного конструктора самоходного автоматического шасси аппарата, лауреата Ленинской премии д.т.н., профессора А.Л.Кемурджияна. Федерация космонавтики России учредила медаль имени А.Л.Кемурджияна.

В 2010 году эти медали первыми получили участники конференции и ветераны космонавтики.

Рожденный и творивший в СССР, А.Л.Кемурджиян равно дорог России и Армении, с которой он поддерживал связь на протяжении всей своей жизни, своей Родине.

К 90-летию выдающегося ученого, организатора науки, его коллеги и ученики, представители общественности работали над программой юбилейных мероприятий: увековечение имени Александра Леоновича улицей и мемориальной доской по месту работы и проживания в Кировском районе Петербурга, а также во Владикавказе и Ереване; кооперации с НТЦ «Ровером» и научными форумами; издание книги, в которой, наряду с собственными трудами А.Л.Кемурджияна, планируется публикация воспоминаний, очерков, аналитических материалов и отзывов о нем, о технике, созданной под его руководством; организации конкурсов студенческих работ в ВУЗах Санкт-Петербурга – Государственный Политехнический университет и БГТУ «Военмех» имени Д.Ф.Устинова, Москвы – МГТУ им. Н.Э.Баумана, Армении – Государственный Инженерный Университет Армении (Политехник), Северной Осетии-Алании – СОГУ имени К.Л.Хетагурова.

Антуан Аракелян

член Оргкомитета 90-летия А.Л.Кемурджиана.

Союз Диаспор России, Русско-Армянское Сотрудничество,

ПАРМО-ДиД (Петербург)

Источник: https://www.fmgnews.info/50723-aleksandr-kemurdzhiyan-otec-sovetskogo-lunohoda-i-marsohoda.html

Как марсоход NASA обогнал наш луноход

?oleg_kulagin (oleg_kulagin) wrote,
2014-07-31 14:45:00oleg_kulagin
oleg_kulagin
2014-07-31 14:45:00Оригинал взят у zelenyikot в Как марсоход NASA обогнал наш луноходМаленький ветеран покорения Марса Opportunity побил новый рекорд: теперь он официально самое «дальнобойное» колесное транспортное средство, за пределами Земли. Это звание более 40 лет удерживал советский «Луноход-2», но в 2014 году пришлось и ему уступить.
В прошлом году, когда одометр Opportunity приближался к 37 километрам, американские энтузиасты заговорили о том, что вот-вот рекорд «Лунохода-2» будет побит. Тогда официальной дальностью нашего лунного трактора считалось 37 километров. Но тогда на помощь пришли российские ученые, которые пересчитали пробег на основе снимков высокого разрешения с окололунного спутника NASA LRO.
На фото посадочная платформа «Луна-21» и следы «Лунохода-2» По их прошлогодним данным выходило, что пробег «Лунохода-2» составлял 42,2 километра. Я об этом писал в прошлом году.

Американцам пришлось отложить победные пресс-релизы. Но работа LRO продолжилась, точно так же как и наших ученых. Над анализом спутниковых снимков работали две научные группы из России: из Московского госинститута картографии и из Института геохимии и аналитической химии. Со стороны NASA работала одна научная группа.

Читайте также:  5 советов по дизайну ванной комнаты с окном + фото

После года исследований и подсчетов они пришли к выводу, что все-таки «Луноход-2» прошел не более 39 километров.Научная группа Opportunity исправно ждала, пока пробег марсохода не преодолеет отметки в 40 километров, чтобы, наконец, можно было открывать шампанское.

В память о предыдущем чемпионе межпланетного ралли, операторы марсохода дали название «Луноход-2» небольшому метеоритному кратеру, встреченному на пути. Они раздают названия по собственному соображению, не советуясь с кем-то за пределами NASA JPL.Правда эти названия не является официальными, и актуальны только для научной группы NASA.

Они используются только в обзорах и научных публикациях о марсоходе. Но на карты Марса эти точки не попадут, если, потом не придумают дополнительную процедуру официального признания названий, данных американскими учеными.

По современными нормам, которые действуют для всех, право давать названия за пределами Земли принадлежит Международному астрономическому союзу.

Согласно его традиции, малым кратерам на Марсе дают названия по названиям малых населенных пунктов на Земле. Так мы год назад дали название двух российских городов кратерам на Марсе.

Кстати МАС выступает категорически против коммерциализации процедуры космического наименования. Поэтому все предложения типа «Дай название звезде за … рублей/долларов» — не более чем мошенничество. Если только инициаторы не предупреждают сразу, что это название будет существовать только для вас.

Большим кратерам на Марсе дают названия в честь выдающихся ученых или деятелей космонавтики. Там есть, например кратер Королева, а в кратер Гусева осуществлял посадку марсоход Spirit, там же он нашел свою гибель.

Источник: https://oleg-kulagin.livejournal.com/210908.html

Планетоходы

И. С. БОЛХОВИТИНОВ, В. В. ГРОМОВ, А. А. КЕМУРДЖИАН, П. С. СОЛОГУБ

ВНИИТРАНСМАШ

Кажется, еще совсем недавно мы восхищались нашими «Луноходами», а сегодня уже можно даже классифицировать аппараты, которые проектируются для дальнейшего освоения Луны и планет.

Научные исследования с помощью планетоходов могут выполняться как с присутствием человека на борту, так и без него. Но создатели планетоходов понимают, что эти аппараты пригодятся и землянам.

На базе планетоходов будут проектироваться транспортные машины разного назначения: строительные, подъемно-транспортные, грузовые, научно-исследовательские, пассажирские, спасательные, разведывательные и другие.

Основа конструкции планетохода — его движитель. Именно движитель делает планетоход планетоходом. Поэтому к знакомству с движителями мы сейчас и перейдем.

Гусеничные и колесные движители достаточно известны. Менее известны шагающие движители, хотя в наземной практике кое-где такой принцип используется (например, шагающие экскаваторы). Шагающему способу передвижения уделяется много внимания в исследовательских, поисковых работах.

Гусенично-модульные движители представляют собой движители, подобные овальному колесу (колесо приплюснуто для большего контакта с грунтом). Практически это два колеса, обтянутые гусеницей.

Одно из них — мотор-колесо. Гусеничные модули могут быть легко сменными, или просто заменяться на колеса.

При тяжелых строительных или буксировочных работах целесообразно устанавливать гусеничные модули, а при простой перевозке — колеса.

Колесно-шагающие движители в основном работают в режиме колесного качения. На трудных участках, например, когда движение происходит на подъем по сыпучему грунту, колесный движитель быстро зароется в грунт.

Для того, чтобы этого не случилось, передние колеса, вращаясь, одновременно выдвигаются вперед, затем к ним подтягиваются остальные колеса (одновременно или по очереди). Проходимость машины с колесно-шагающим движителем значительно повышается.

Известны схемы, при которых «шагание» колес происходит без остановки планетохода.

Для «Лунохода» были отобраны три альтернативных варианта шасси: четырехколесное, восьмиколесное и гусеничное. На этапе создания лунохода формировались и развивались параллельные идеи разработок.

Восьмиколесный вариант «Лунохода-1» победил достаточно убедительно, но не без борьбы. «Луноход-1» стал прообразом будущих планетоходов.

После него было сконструировано и изготовлено более десятка вариантов макетов планетоходов, которые включили основные системы и устройства первого «Лунохода».

Проблема повышения подвижности шасси имеет несколько частных задач. Они связаны с повышением опорной проходимости, уменьшением бокового сползания на косогоре, обеспечением устойчивости на сложном рельефе и т. д.

В предложенных проектах и изготовленных макетах содержатся разные решения этих задач. Например, в экспериментальном образце самоходного автоматического шасси (ЭО САШ) синтезировано множество вариантов колес.

С помощью ЭО САШ отрабатывались информационные системы по определению рельефа близлежащей поверхности.

Интересен и ходовой макет планетохода, у которого все колеса поворотные. Такая конструкция позволяет двигаться в любом направлении, не меняя положение корпуса, а на косогоре значительно уменьшает сползание.

Стремясь повысить надежность гусеничного движителя, конструкторы разработали модульный гусеничный движитель.

Другие типы шагающих движителей тоже рассматривались и в проектах, и в макетных разработках. Наиболее полно разработан экспериментальный натурный макет шагающего аппарата (НМША).

Этот аппарат длиной 2,25, высотой 1,5 и шириной около 2 м имеет шесть многозвенных ног, управляемых по программе. Его достоинство в том, что он может идти по завалам, хорошо приспосабливаясь к неровностям поверхности.

Свои ноги он может использовать и в качестве манипуляторов.

В 1986 г. для ликвидации последствий Чернобыльской аварии был спроектирован, изготовлен и прошел всесторонние испытания специализированный транспортный робот (СТР). Это шестиколесная машина с дистанционным управлением (по радиоканалу и с телевизионной обзорной системой).

В конструкции СТР отражены многие принципы и технические решения из планетоходного задела: мотор-колеса с индивидуальным приводом, электромеханический привод, дистанционное управление по радиоканалу, наблюдение за окружающим пространством по телевизионному изображению (с помощью бортовых телевизионных камер), автоматизация рабочего процесса, источники энергии (аккумуляторы, которые периодически подзаряжались), в конструкции использованы легкие сплавы — в частности, титан.

Несколько СТР работали на крыше третьего блока Чернобыльской АЭС, в зоне с повышенной радиоактивностью.

Этот аппарат в настоящее время в стадии разработки. Интересна схема его шасси, воплотившая в себе многое из того, что было сделано в 1970-1990 гг. Самоходное шасси имеет цилиндро-конические или «грушевидные» мотор-колеса, сочлененную раму, предусмотрен режим колесного шагания.

Секции колес обладают продольной и поперечной степенями свободы относительно друг друга. Макет отличают исключительно высокие качества подвижности.

Большая

опорная площадь колес, идеальная приспосабливаемость к рельефу и ряд других достоинств обеспечивает высокую проходимость не только по слабым сыпучим грунтам, но и по местности со сложным рельефом.

Известно, что информация — основа для принятия любого решения. В планетоходах информационная система — та основа, без которой невозможно осуществлять движение по поверхности планеты. При проектировании планетоходов главной проблемой становится соединение на его борту систем, получающих информацию, и систем, ее обрабатывающих.

Рассмотрим некоторые примеры информационных систем. Наиболее серьезный объект получения информации — рельеф местности. Подробнее всего проработаны три способа получения информации о рельефе: механический, локационный и телевизионный.

Механическая система оценки профильной проходимости (МСОПП) основывается на принципе осязания. Для экспериментальной оценки такой системы был сделан ее опытный образец, в котором корпус планетохода окружили системой чувствительных контактных датчиков. Такая система называется сенсорной (или тактильной).

Макет, оборудованный сенсорной системой, напоминал ощетинившегося насекомого, а когда он двигался, то передние датчики-щупы (некое подобие усов) «оживали», ощупывая поверхность и создавая впечатление движения живого существа. Однако это существо слепое и реагирует на опасность, натыкаясь на нее.

Усы предупреждают об опасности за полметра до нее, а под днищем — за 5-10 см.

МСОПП — это начальная стадия создания информационных систем по оценке профильной проходимости. Эта система позволяет понять, что движение вслепую малоэффективно, а система навешенных на корпус датчиков недостаточно надежна. Короче, планетоходу нужно было дать зрение.

Одна из разновидностей технического зрения — «зрение», основанное на локационном принципе. Этот принцип используется, как известно, в лазерном дальномере: измеряется время задержки между посланным на поверхность пучком света и возвратившимся обратно.

Теперь о телевизионном способе получения информации о рельефе. Давно назревала идея использовать «телевизионное зрение». Но главной трудностью всегда оказывалась обработка телевизионного сигнала.

Опыт эксплуатации луноходов и многочисленные исследования на экспериментальных наземных ходовых макетах планетоходов показали, что вождение на основе информации по телевизионному изображению местности вполне возможно.

Но как без человека анализировать телевизионное изображение? Решить эту задачу позволяет стереоскопический триангуляционный, метод с использованием ЭВМ в качестве эксперта-анализатора. Математическая модель этого способа позволяет определить координаты местности по изображениям от двух телекамер.

Идея такова: осуществляется построчное разложение изображения, и сравниваются идентичные пары строк. Идентичными считаются те пары строк двух телекамер, которые фиксируют разрез местности в одной плоскости. Далее определяется, под каким углом видит телекамера фиксированную точку.

Одна телекамера видит ее под одним углом, а другая — под другим, поскольку камеры смещены друг относительно друга на величину базиса. Напомним, что острый угол треугольника, в вершине которого находится наблюдаемая точка, а в основании — базис, называется параллаксом. Из этого треугольника можно определить координаты наблюдаемой точки.

Найденные координаты фиксированных точек по строкам соединяются плавной или ломаной кривой. Получается разрез рельефа плоскостями, который превращают в топографический план местности, т. е. рассекают его горизонтально и переносят точки пересечения горизонталей с поверхностью на план. Если планетоход наклонен, то, зная наклон, легко перейти к горизонтальной системе отсчета.

ЭВМ с достаточно большим объемом памяти помогает произвести быстрые расчеты. Впрочем, успех работы во многом зависит и от искусства программиста. Скорее всего, именно телевизионное зрение станет одним из главных методов распознавания рельефа местности.

При движении необходимо знать прочность грунта и его несущую способность. Надо уметь прогнозировать опорную проходимость планетохода по трассе движения. Надежных способов дистанционного определения физико-механических свойств грунта на сегодня нет, но некоторые методики существуют. Одна из них разработана в Государственном Астрономическом институте им. П. К.

Штернберга и проверена экспериментально. В основу этого метода оптического определения механических и минералогических свойств грунта положен спектральный анализ отраженного света.

В зависимости от альбедо (отражательной способности поверхности) и от степени поляризации (измеряется через поляроидные фильтры на фотообъективах) можно определить интересующие характеристики грунта (фактуру поверхности).

Информационный комплекс включает также систему контроля за состоянием механизмов (температурой на двигателях и в приборном контейнере, степенью разряженности аккумуляторов, загрузкой двигателей, наличием вращения колес и т. д.), содержащие разнообразные специализированные датчики.

Дистанционное управление луноходами с Земли сталкивается с различными трудностями. Главная проблема при «визуальном» дистанционном управлении заключается в том, что радиосигнал, передающий команды управления, запаздывает.

Если на Луне это запаздывание составляет всего 2,5 с, то уже на Марсе это запаздывание будет измеряться минутами (от 4,3 до 21 мин, в зависимости от удаленности Марса от Земли). Поэтому необходимо не дистанционное, а независимое от человека автономное управление.

ВОЗМОЖНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПЛАНЕТОХОДОВ

Автономная система управления должна заменить человека на борту планетохода. Она должна провести планетоход в заданную точку, обеспечить обход исследуемого объекта и сбор информации о нем.

Ясно, что система управления должна быть такой, чтобы планетоход не перевернулся, не застрял среди камней или на рыхлом грунте, чтобы, маневрируя среди препятствий, он не потерял ориентации и не сломался.

В память системы управления закладывается модель планетохода, а информационная система должна формировать модель внешней среды. Различны задачи, которые ставятся перед системой автоматического управления движением. Можно говорить о своеобразной иерархии задач, связанных логической схемой.

При развитии систем автоматического управления начинали с простейших схем. Наиболее простая — схема управления по жестким программам. В таких программах реализуется набор команд: «стоп», «назад…», «поворот направо…», «вперед…», «поворот налево…», и т. д.

Управление по жестким программам не всегда эффективно и небезопасно.

Следующая ступень развития системы автономного управления — управление по гибким программам, которые формируются в зависимости от сложившейся дорожной ситуации. Гибкие программы существуют только на время сохранения условий движения, для которых они составлены. А составляться они могут из набора элементов жестких программ, постоянно хранящихся в памяти ЭВМ.

Для формирования гибких программ нужна развитая система математической обработки информации, в которой используются методы линейного и логического программирования, а также (в случае развитых систем управления) более сложные методы. Работы по созданию систем информации и управления ведутся широким фронтом, но еще далеки от завершения. Впрочем, масштабы их неограничены и, пожалуй, будет невозможно когда-нибудь поставить точку…

Фото В. К. АНДРЕЕВА

Источник: https://TestPilot.ru/espace/bibl/ziv/1991/5/planetoh.html

Ссылка на основную публикацию