Луноход-1 был первым из двух автоматических аппаратов, изучавших Луну в рамках советской программы «Луноход». Космический корабль, доставивший Луноход-1 на поверхность Луны, назывался Луна-17. Луноход-1 стал первым управляемым колесным роботом, который работал за пределами Земли. Дата начала работы аппарата на Луне - 17 ноября 1970 года. Луноход-2 был запущен спустя три года.

«Луноход» - транспортное устройство, управляемое автоматически, способное передвигаться по Луне и предназначенное для проведения исследования Луны.

Перед советскими учеными и конструкторами при разработке и создании первого автоматического лунохода встала необходимость решения комплекса сложных проблем. Надо было создать совершенно новый тип машины, способной длительное время функционировать в необычных условиях открытого космоса на поверхности другого небесного тела.

Основные задачи:

• создание оптимального двигателя с высокой проходимостью при малых массе и энергопотреблении, обеспечивающего надежную работу и безопасность движения;
• создание систем дистанционного управления движением лунохода;
• обеспечение необходимого теплового режима с помощью системы терморегулирования, поддерживающей температуру газа в приборных отсеках, температуру элементов конструкции и оборудования, расположенных внутри герметичных отсеков и вне их (в открытом космосе в периоды лунных дней и ночей), в заданных пределах;
• выбор источников питания;
• материалов для элементов конструкции: разработка смазочных материалов и систем смазок для условий вакуума и многое другое.

Научная аппаратура лунохода должна была обеспечить:

• изучение топографии местности;
• определение химического состава и физико-механических свойств грунта;
• исследование радиационной обстановки на трассе перелета к Луне и на ее поверхности;
• изучение рентгеновского космического излучения;
• эксперименты по лазерной локации Луны.

Первый луноход - советский “Луноход-1″ был доставлен на Луну космическим аппаратом “Луна-17″ и проработал на ее поверхности почти год (с 17.11.1970 по 4.10.1971).

“Луноход-1″ состоит из двух частей: герметичного приборного отсека с аппаратурой и самоходного шасси. Масса “Лунохода-1″ 756 кг, длина (с открытой крышкой) 4,42 м, ширина 2,15 м, высота 1,92 м. Приборный отсек служит для размещения аппаратуры бортовых систем и зашиты ее от воздействия внешней среды в условиях космоса. Имеет форму усеченного конуса с выпуклыми верхним и нижним днищами. Корпус отсека изготовлен из магниевых сплавов, обеспечивающих достаточные прочность и легкость. Верхнее днище отсека используется как радиатор-охладитель в системе терморегулирования и закрывается крышкой. В период лунной ночи крышка закрывает радиатор и препятствует отводу теплоты из отсека благодаря тепловому излучению радиатора. В течение лунного дня крышка открыта, и элементы солнечных батарей, расположенные на ее внутренней стороне, обеспечивают подзарядку аккумуляторов, питающих бортовую аппаратуру электроэнергией.

В приборном отсеке размещены системы терморегулирования, электропитания, приемные и передающие устройства радиокомплекса, приборы системы дистанционного управления и электронно-преобразовательного устройства научной аппаратуры. В передней части расположены: иллюминаторы ТВ камер, электрический привод подвижной остронаправленной антенны, служащей для передачи на Землю ТВ изображений лунной поверхности; малонаправленная антенна, обеспечивающая прием радиокоманд и передачу телеметрической информации, научные приборы и оптический уголковый отражатель, изготовленный во Франции. По левому и правому бортам установлены: 2 панорамные телефотокамеры (в каждой паре одна из камер конструктивно объединена с определителем местной вертикали), 4 штыревые антенны для приема радиокоманд с Земли. Для подогрева газа, циркулирующего внутри аппарата, служит изотопный источник тепловой энергии. Рядом с ним расположен прибор для определения физико-механических свойств лунного грунта.

Резкие температурные перепады при смене дня и ночи на поверхности Луны, а также большая разница температур между деталями аппарата, находящимися на солнечной стороне и в тени, сделали необходимой разработку специальной системы терморегулирования. При низких температурах в период лунной ночи для обогрева приборного отсека автоматически прекращается циркуляция газа-теплоносителя по контуру охлаждения и газ направляется в контур подогрева.
Система электропитания лунохода состоит из солнечных и химических буферных батарей, а также приборов автоматического управления. Управление приводом солнечных батарей осуществляется с Земли; при этом крышка может быть установлена на любой угол в пределах от 0 до 180°, необходимый для максимального использования солнечного излучения.

Бортовой радиокомплекс обеспечивает прием команд из Центра управления и передачу информации с борта аппарата на Землю. Ряд систем радиокомплекса используется не только при работе на поверхности Луны, но и на участке перелета с Земли на Луну. Две ТВ системы лунохода служат для решения самостоятельных задач. Система малокадрового телевидения предназначена для передачи на Землю ТВ изображений местности, необходимых экипажу, управляющему с Земли движением лунохода. Возможность и целесообразность применения такой системы, для которой характерна более низкая по сравнению с вещательным телевизионным стандартом скорость передачи изображения, была продиктована специфическими лунными условиями. Основное из них - медленное изменение ландшафта при движении лунохода. Вторая ТВ система служит для получения панорамного изображения окружающей местности и съемки участков звездного неба, Солнца и Земли с целью астроориентации. Система состоит из четырех панорамных телефотокамер.

Самоходное шасси предназначено для перемещения лунохода по поверхности Луны. Характеристика шасси: число колес - 8 (все ведущие); колесная база - 170 мм; колея - 1600 мм; диаметр колеса по грунтозацепам - 510 мм; ширина колеса - 200 мм. Шасси выполнено таким образом, чтобы луноход имел высокую проходимость и надежно работал в течение длительного времени при минимальной собственной массе и потребляемой электроэнергии. Шасси обеспечивает передвижение “Лунохода” вперед (с двумя скоростями) и назад, повороты на месте и в движении. Оно состоит из ходовой части (упругая подвеска и движитель), блока автоматики, системы безопасности движения, прибора и комплекса датчиков для определения механических свойств грунта и оценки проходимости шасси. Поворот достигается за счет различной частоты вращения колес правого и левого бортов и изменением направления их вращения. Торможение осуществляется переключением тяговых электродвигателей шасси в режим электродинамического торможения. Для удержания лунохода на уклонах и его полной остановки включаются дисковые тормоза с электромагнитным управлением. Блок автоматики управляет движением лунохода по радиокомандам с Земли, измеряет и контролирует основные параметры самоходного шасси и автоматическую работу приборов для исследования механических свойств лунного грунта. Система безопасности движения обеспечивает автоматическую остановку лунохода при предельных углах крена и дифферента и перегрузках электродвигателей колес.Прибор для определения механических свойств лунного грунта позволяет оперативно получать информацию о движения. Пройденный путь определяется по числу оборотов ведущих грунтовых условиях колес. Для учета их пробуксовки вносится поправка, определяемая с помощью свободно катящегося девятого колеса, которое специальным приводом опускается на грунт и поднимается в исходное положение. Управление аппаратом осуществляется из Центра дальней космической связи экипажем в составе командира, водителя, штурмана, оператора, бортинженера.

Режим движения выбирался в результате оценки телевизионной информации и оперативно поступающих телеметрических данных о крене, дифференте, пройденном пути, состоянии и режимах работы приводов колес. В условиях космического вакуума, радиации, значительных перепадов температур и сложного рельефа местности по трассе движения все системы и научные приборы лунохода функционировали нормально, обеспечив выполнение как основной, так и дополнительных программ научных исследований Луны и космического пространства, а также инженерно-конструкторских испытаний.

“Луноход-1″ детально обследовал лунную поверхность на площади 80000 м2. С помощью ТВ систем было получено более 200 панорам и свыше 20000 снимков поверхности. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведен анализ его химического состава. Пройденное расстояние 10 км 540 м. Длительность активного функционирования “Лунохода-1″ составила 301 сутки 6 ч 37 мин; прекращение работы было вызвано выработкой ресурсов его изотопного источника теплоты. В конце работы он поставлен на практически горизонтальной площадке в такое положение, при котором уголковый отражатель обеспечил многолетнее проведение лазерной локации его с Земли.

16.1.1973 с помощью автоматической станции “Луна-21″ в район восточной окраины Моря Ясности (древний кратер Лемонье) был доставлен “Луноход-2″. Района посадки был выбран, чтобы получить новые данных о сложной зоне сочленения лунного «моря» и «материка». Усовершенствование конструкции и бортовых систем, а также установка дополнительных приборов и расширение возможностей аппаратуры позволили значительно повысить маневренность и выполнить большой объем научных исследований. За 5 лунных дней в условиях сложного рельефа “Луноход-2″ прошел расстояние 37 км.

Строение «Лунохода-2» («Луна-21») (Время работы аппарата с 16.01.1973 до 09.05.1973)
«Луноход-2» («Луна-21») 1 Магнитометр. 2 Малонаправленная антенна. 3 Остронаправленная антенна. 4 Механизм наведения антенны. 5 Солнечная батарея (преобразует энергию солнечного излучения в электроэнергию для подразрядки химических батарей). 6 Откидная крышка (закрыта во время передвижения и в период лунной ночи). 7 Панорамные телефотокамеры горизонтального и вертикального обзора. 8 Изотопный источник тепловой энергии с отражателем и девятое колесо для измерения пройденного пути (в задней части аппарата). 9 Грунтозаборное устройство (в сложенном положении). 10 Штыревая антенна. 11 Мотор-колесо. 12 Герметичный приборный отсек. 13 Анализатор химического состава грунта «Рифма-М» (рентгеновский спектрометр) в сложенном положении. 14 Стереоскопическая пара телевизионных камер с блендами и противопылевыми крышками. 15 Оптический уголковый отражатель (изготовлен во Франции) 16 Телевизионная камера с блендой и противопылевой крышкой.

Источник: Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978.

Лунная программа России

«Ведь за двадцать лет - кто-нибудь из нас троих обязательно умрёт - или эмир, или ишак, или я. А тогда поди разбирайся, кто лучше знал богословие!» Решил подытожить информацию, полученную на многочисленных конференциях, симпозиумах и из личных разговоров.К концу года будет принята Федеральная космическая программа 2016-2025. Что в эту программу попадает, то финансирование получает. Конечно, изменения могут быть внесены и по ходу работ, однако, обычно они связаны с новыми сроками реализации, а не с увеличением финансирования.Все планы на период за 2025 годом — не более чем “веселые картинки”. Просто пожелания ученых, инженеров и чиновников.


На первом этапе (в ФКП прописан именно он) — наш естественный спутник собираются изучать только с помощью автоматических станций. В 2019 году зонд «Луна-25» (или «Луна-Глоб») должен прилуниться в кратере Богуславского, который расположен в южной полярной области Луны.»Луна-25″ — это зонд-прототип для тренировки. Нужно заново учиться строить автоматические межпланетные станции, учиться садиться на Луну.Однако, на нём всё-таки разместят около 20-25 кг научных приборов. Несмотря на тестовый характер, миссия уникальная — впервые зонд сядет в полярную область Луны. Именно там орбитальными нейтронными детекторами в реголите обнаружены следы водорода (читай — водяного льда). Причем не только в затененных кратерах (туда зонды садиться не будут — нет Солнца для солнечных батарей и связи с Землей), но и поблизости.Следующий аппарат — орбитальный — «Луна-26» (или «Луна-Ресурс-1 орбитальный»). Разведка с орбиты, ретрансляция и очень интересный эксперимент ЛОРД (Лунный Орбитальный РадиоДетектор) . Стартовать очередная станция должна в 2021 году. Если что-то пойдет не так, в ФКП запланировано повторение миссии в 2023.Большой посадочный аппарат «Луна-27» (или «Луна-Ресурс-1 посадочный») должен сесть в южной полярной области Луны в 2023 году. На его борту будет до 50кг приборов, включая европейский бур для «криогенного» (чтобы не испарились «летучие» из грунта) бурения. Снова рассматривают возможность разместить на «Луне-27» мини-ровер. Когда-то в качестве такого ровера собирались поставить « «. Если миссия 2023 года окажется неудачной, посадку собираются повторить в 2025-ом.Последний лунный зонд в ФКП 2016-2025 — «Луна-28» («Луна-Ресурс-2» или «Луна-Грунт») — тяжелый зонд (до 3т) — запускается, по-видимому на «Ангаре А5″ с кислородно-керосиновым разгонным блоком ДМ-03, и служит для доставки грунта из южной полярной области Луны.»Луна-29» — большой луноход с «криогенным» буром — есть в пожеланиях ученых, но отсутствует в ФКП — а значит, будет реализован уже за 25-ым годом.

Кроме автоматических межпланетных станций, на первом этапе лунной программы будут проводится многочисленные НИРы на тему лунной транспортной системы и лунной инфраструктуры. Деньги на них заложены в ФКП. Заложены деньги и на разработку сверхтяжелой ракеты. Только на разработку — не на создание «в металле»!

Летные испытания нового российского космического корабля ПТК НП должны начаться в 2021 году. Они также заложены в Федеральную космическую программу. В 2021 и 2022 годах новый КА два раза слетает к МКС в беспилотном варианте. Выводить его на орбиту предполагается с помощью «Ангары А5» (возможно в укороченном варианте — без УРМ II).

В 2023 году нас ждет кое-что интересное — одной «Ангарой А5» на орбиту будет выведен ПТК НП, а второй — кислородно-керосиновый разгонный блок ДМ-03, оснащенный стыковочным узлом. После стыковки связка отправится в облет Луны (без выхода на окололунную орбиту).

Также в 2023 году планируется отправить к Луне (на окололунную орбиту) прототип буксира с двигателями малой тяги и большим грузовым контейнером (груз — 10т) — будет ли это знаменитый «ядерный буксир» или что-то, оснащенное большими солнечными батареями? Более логичным кажется первый вариант, однако, на некоторых картинках можно увидеть второй — с солнечными батареями. Прототип будет иметь мощность 0,3-0,5 МВт — в 2-3 раза меньше, чем мегаваттный комплекс.

Буксир будет тащить контейнер к Луне целых два года. В качестве груза — или модуль лунной орбитальной станции или автоматический прототип пилотируемого посадочного аппарата.

В 2024 году ПТК НП должен впервые выйти в космос в пилотируемом варианте и доставить космонавтов на МКС или к так называемой ППОИ — перспективной пилотируемой орбитальной инфраструктуре, состоящей из одного научно-энергетического модуля, модуля «колобка», надувного жилого модуля, модуля-стапеля и одного-двух свободнолетающих модулей ОКА-Т-2.

И вот — вторая половина 2024 года — впервые — пилотируемый облет Луны российскими космонавтами . Снова две «Ангары А5» и ДМ-03 для разгона к Луне. В 2025 году — повторение облета.

Дальше ФКП заканчивается и начинаются уже не просто мечты, а самые настоящие фантазии. В 2027 году должна начать летать сверхтяжелая ракета с полезной нагрузкой на низкой околоземной орбите около 80 (или даже 90) тонн. В первом же пуске она отправит беспилотный ПТК НП на окололунную орбиту.

В конце 2027-го большой мегаваттный (или даже более мощный!) буксир с двигателями малой тяги должен привезти на окололунную орбиту за 7-8 месяцев груз массой в 20т. Причем сам буксир запускается сверхтяжелой ракетой, а груз «Ангарой А5». В качестве груза — модуль орбитальной станции или тяжелый зонд/посадочная научная платформа.

В 2028 на сверхтяжелой ракете должен стартовать к Луне посадочный модуль для пилотируемой экспедиции. В 2029 к нему отправится ПТК НП с экипажем. Но окололунной орбите два КА состыкуются — но экипаж садиться на Луну не будет — этот полет только репетиция экспедиции.

Интересно, что с 28-го по 30-ый планируется осуществить программу «Луна — орбита». На Луну будет отправлен многоразовый взлетно-посадочный зонд, а на окололунную орбиту — танкер с топливом. Зонд сможет доставить с поверхности на ПТК НП (который находится на окололунной орбите) образцы грунта.

В 2030 стартует второй посадочный модуль и чуть позже — ПТК НП с экипажем. Российские космонавты впервые ступят на лунную поверхность — через 60 лет после американцев!

Параллельно с пилотируемыми экспедициями, планируется начать развертывание в южной полярной области Луны так называемого «лунного полигона» — в состав которого войдут автоматические научные инструменты, телескопы, прототипы устройств для использования лунных ресурсов и т.д. Полигон будет посещаемым — раз в год на пару недель туда будут прилетать космонавты — чтобы сменить фотопластинки починить технику.

Строительство базы запланировано на период за 2040-ым, полет на Марс (на основе лунного опыта и лунных ресурсов) — в 50ые. До 50-ых планируется доставить грунт с Фобоса (уже в ФКП — до 25-го) и Марса (~ 30-35 год), создать в точке Лагранжа сборочный комплекс для многоразовых кораблей, которые будут летать по трассе Земля-Марс, построить флот «ядерных буксиров» — электрическая мощность реакторов марсианского комплекса — от 4 МВт и выше.

Вот так, по мнению проектантов РКК «Энергия», должна выглядеть лунная база.

В целом — наконец-то представлено что-то похожее на стратегию. Правда сроки совершенно безумные — очень уж 30-ый год далеко. Привязка программы к тяжелому ПТК НП и сверхтяжелой ракете — которой нет и не будет ещё 10-15 лет. Денег на её создание (не разработку, а именно создание) в ФКП 2016-2025 не заложено.

Связка люди-автоматы совершенно не продумана (где управление роверами с орбиты без запаздывания сигнала, например?). Да и сами автоматические миссии до 2025 года не очень-то интересные (даже нормальных луноходов не планируется, не говоря уже про лунолеты). Лунная орбитальная станция то появляется в планах, то исчезает. В «крайней» версии от неё, похоже, всё-таки отказались. «Ядерный буксир» — гордость России, не является ключевым элементом программы.

Опять на двух стульях — это и не «флаг на Луне любой ценой» (слишком всё долго — у государства появится желание «выпрыгнуть из лунного поезда, который ели-ели ползет») и не Луна — ресурсная база (нет толковой многоразовой лунной транспортной системы, не прописана в качестве первоочередной задачи выработка топлива/энергии из местных ресурсов).

Поскольку принцип «критикуя – предлагай» никто не отменял, представляю вашему вниманию 🙂 Первые пилотируемые пуски на Луну в рамках нашего предложения запланированы на 2022 год. И это вполне реальный срок — если руководство страны проявит политическую волю. .

Селеноход - проект изучения Луны при помощи посадочного модуля и лунохода, разрабатывавшийся российской командой в рамках конкурса Google Lunar X PRIZE с октября 2007 года. Изначально вес лунохода составлял 15 кг, но в процессе разработки снизился до 5. 1 мая 2013 года первый макет лунохода был представлен и испытан на американской базе MRDS (Mars Desert Research Station), имитирующей ландшафтные условия Марса, в некоторой степени схожей с лунными. 18 декабря 2013 года проект «Селеноход» был закрыт в связи с отсутствием спонсоров и инвесторов.

«Луноход-1» считался пропавшим 40 летАппарат, без вести пропавший 40 лет назад, удалось не только увидеть, но и получить от него сигнал

«Луноход-1» считлся пропавшим 40 лет

Владимир ЛАГОВСКИЙ

«Луноход-1», о судьбе которого ничего не было известно почти 40 лет, нашли исследователи из Университета Калифорнии (University of California, San Diego) под руководством профессора физики Тома Мерфи (Tom Murphy). И тем самым положили конец разным мистическим домыслам. Ведь даже поговаривали, что советский аппарат кто-то угнал. Скорее всего инопланетяне, у которых на Луне базы.

Напомню, что наш восьми колесный самоходный робот был доставлен на Луну 17 ноября 1970 года советской автоматической станцией «Луна-17», совершившей посадку в районе Моря Дождей (38 градусов 24 минуты северной широты, 34 градуса 47 минут западной долготы). Проработал там 301 сутки 6 часов и 37 минут, проехав в общей сложности более 10 километров. И пропал. Как сквозь Луну провалился.

Долгие годы в неизвестности

На «Луноходе-1» стоял так называемый уголковый отражатель. В упрощенном виде — эдакая открытая коробочка с тремя зеркалами, закрепленными перпендикулярно друг другу. Ее особенность: любой луч, попавший на зеркала, отражается точно в ту точку, из которой был выпущен.

Лазерные лучи посылают на Луну из обсерватории в Нью-Мексико

Лазерные лучи выпускали с Земли, чтобы определить расстояние до Луны, которая, как выяснилось, постепенно удаляется — примерно на 38 миллиметров в год. Направляли на «Луноход-1», ловили отраженные фотоны. И засекали время, потраченное на путешествие света туда-сюда. А зная его скорость, вычисляли расстояние.

На нашем самоходном аппарате был установлен французский уголковый отражатель. Этим и объясняется, что первые эксперименты с его помощью были проведены в 1971 году в СССР и во Франции. То есть, можно не сомневаться, что «Луноход-1» действительно находился на Луне. Однако вдруг он перестал отражать лазерные лучи. Будто бы быстро убрался с того места, в котором только что был. Или провалился куда-то… Словом, пропал. По крайней мере, так казалось с Земли.

Ищут, но не могут найти

«Луноход-1» перестал моргать в ответ 14 сентября 1971 года. И с тех пор его настойчиво ищут. Ищут зачем-то американцы. Но не находят. Последняя попытка была предпринята НАСА 3 года назад. Ученые посылали лазерный импульс в предполагаемое место нахождения аппарата — в район Моря Дождей.

Никто так и не ответил. Хотя, особо прицеливаться не надо: тончайший луч, достигая Луны, расширяется. Площадь его пятна на поверхности достигает 25 квадратных километров. Трудно промазать…

Исследователи мазали, но не сдавались. И тут появился шанс зайти с другой стороны. А именно — сначала поискать аппарат визуально. Стали изучать снимки, переданные автоматическим зондом Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) — он сейчас находится на орбите Луны. И на тех, которые были сделаны с высоты 50 километров, все-таки удалось разглядеть советскую станцию «Луна-17».

Сначала американцы нашли советскую автоматическую станцию «Луна-17», которая доставила «Луноход-1»

«Луна-17» крупно. Вокруг нее видны следы от колес «Лунохода-1»

Посадочный модуль «Луны-17»: он и виден на предыдущем снимке.

— Мы даже увидели следы от колес «Лунохода-1» и колею, накатанную вокруг станции, — говорит Том Мерфи.

Калифорнийцы посмотрели куда, в итоге, вела колея. И на других снимках обнаружили «горошинку» первого лунного самоходного аппарата. К нему 22 апреля нынешнего года был послан луч. Направлен с помощью мощного телескопа с лазером, установленного в обсерватории (Apache Point Observatory in Sunspot, New Mexico). И был получен ответ.

«Луноход-1» на несколько километров удалился от места его предполагаемого расположения

Так выглядел «Луноход-1»: был порядка 2 метров в длину

— Аппарат находился в нескольких километрах от того места, — где его искали раньше, — говорит Рассет МакМиллан (Russet McMillan) из обсерватории. — Через пару месяцев мы сообщим координаты с точностью до сантиметра.

Его вернули

Ответ, мгновенно поступивший с Луны, конечно, обрадовал. Но и озадачил. Он был столь четким, словно бы отражатель кто-то почистил. Да еще точно повернул в сторону Земли.

— Уголковые отражатели установлены еще на нескольких лунных аппаратах, но ответный сигнал с «Лунохода-1» в несколько раз ярче других, — удивляется Том Мерфи. — В лучших случаях мы получали обратно на Землю по 750 фотонов. А тут — более 2000 с первой попытки. Это очень странно.

Исследователь удивляется еще и потому, что сам обнаружил: эффективность действующих на Луне отражателей снизилась примерно в 10 раз. То есть те, которые были оставлены на «Луноходе-2» и установлены астронавтами миссий «Аполлон-11», «-14» и «-15» сильно испортились. Возможно, запылились. Или поцарапались. А прибор на «Луноходе-1» , один из самых старых, отражает, как новый. Будто и 40 лет не прошло. Загадка…

Напомним, зонд LRO передал на Землю снимки всех мест, где высаживались американские астронавты. Оставленная техника там видна. Хоть и не настолько четко, чтобы совсем уж избавить от сомнений.

А В ЭТО ВРЕМЯ
Наша техника — на месте

Недавно канадский исследователь Фил Стук (Phil Stooke) из Университета западного Онтарио (University of Western Ontario) разгалядел на снимках, переданных с орбиты Луны, наш «Луноход-2». Канадцу было легче — брат-близнец «Лунохода-1» никуда не пропадал, стоял в Море ясности. А его отражатели отражали.

«Луноход-2» и его следы

«Луноход-2» прибыл вместе со станцией «Луна-21» в 1973 году. Она села примерно в 150 километрах от американского Аполона-17.

И по одной из легенд аппарат поехал к площадке, на которой в 1972 году орудовали американцы и ездили на своем самоходном экипаже.

Вроде бы «Луноход-2», оснащенный камерой, должен был снять оставленную астронавтами технику. И подтвердить, что они там действительно были. Похоже, что в СССР все-таки сомневались, хотя никогда официально в этом не признавались.

Наш самоходный аппарат проехал 37 километров — это рекорд передвижения по другим небесным телам. Он реально мог бы добраться до Аполлона-17, но зацепил рыхлый грунт с кромки кратера, перегрелся от этого и сломался.

Историческое попадание

Ученые поразили «Луноход-1» лазерным лучом

Американские ученые попали в советский луноход лазерным лучом — такая новость появилась в пишущих о науке СМИ в конце апреля. «Луноход-1» неподвижно простоял на Луне почти 40 лет, и поэтому тем более удивительной оказалась высокая интенсивность ответного луча, пойманного исследователями. Теперь специалисты намерены использовать «проснувшийся» луноход для проведения различных научных экспериментов и даже проверить с его помощью теорию относительности.

История вопроса

Прежде чем рассказать, как созданная в 1970 году машина с недоброй славы радиоактивным изотопом полония внутри связана с Альбертом Эйнштейном, коротко напомним, какие события предшествовали появлению описываемой новости.

Дистанционно управляемый самоходный аппарат-планетоход «Луноход-1» разрабатывался в НПО имени Лавочкина в рамках советской космической программы. После успеха «Спутника» и знаменитого гагаринского «Поехали!» в СССР серьезно готовились к следующему шагу — освоению Луны. В Крыму под Симферополем был создан полигон, на котором будущие обитатели лунной базы тренировались управлять специальными аппаратами для передвижения по лунному грунту, а инженеры-испытатели учились контролировать передвижения «беспилотных» луноходов – машин класса «Луноход-1».

В общей сложности было построено четыре таких машины. Одна из них должна была стать первым земным объектом, достигшим поверхности спутника. 19 февраля 1969 года ракета-носитель серии «Протон», которая несла «Луноход-1», стартовала с космодрома Байконур. Однако на 52-й секунде полета ракета взорвалась из-за аварийного отключения двигателей первой ступени. Организовать новый старт сразу же было невозможно, и в итоге американцы, которые не менее напряженно работали над программой пилотируемых полетов, успели первыми. Запуск космического корабля «Аполлон-11», на борту которого находились Нил Армстронг, Базз Олдрин и Майкл Коллинз, состоялся 16 июля того же года.

Вторую попытку запустить «Луноход-1» советские инженеры предприняли 10 ноября 1970 года. На этот раз полет прошел штатно: 15 числа автоматическая межпланетная станция «Луна-17» вышла на орбиту земного спутника, а 17 числа совершила посадку в Море Дождей – заполненном высохшей лавой гигантском кратере. «Луноход-1» съехал на поверхность Луны и отправился в путь.

Научная программа лунохода была весьма обширной – аппарат должен был изучать физические и механические свойства лунного грунта, фотографировать окружающий пейзаж и его отдельные детали и передавать все данные на Землю. Похожее на каравай «тело» лунохода располагалось на платформе, снабженной восемью колесами. Аппарат был более чем полноприводным – операторы могли независимо регулировать направление и скорость вращения каждого из колес, изменяя направление движения ровера практически как угодно.

Стрелкой указано пятно, которое и является «Луноходом-1». Фото NASA/GSFC/Arizona State U

Правда, управлять луноходом было весьма непросто — из-за почти пятисекундной задержки сигнала (от Земли до Луны и обратно сигнал идет чуть больше двух секунд) операторы не могли ориентироваться по сиюминутной обстановке и должны были предугадывать местоположение аппарата. Несмотря на эти сложности «Луноход-1» проехал свыше 10,5 километра, а его миссия длилась втрое дольше, чем рассчитывали исследователи.

14 сентября 1971 года ученые, как обычно, получили радиосигнал от лунохода, и вскоре после этого, когда на Луне наступила ночь, температура внутри ровера начала понижаться. 30 сентября солнце вновь осветило «Луноход-1», но на связь с Землей он не вышел. Специалисты полагают, что аппаратура не выдержала лунной ночи с ее морозом в минус 150 градусов Цельсия. Причина неожиданного остывания лунохода проста: у него кончился запас радиоактивного изотопа полония-210. Именно распад этого элемента обогревал приборы ровера в то время, когда он находился в тени. Днем «Луноход-1» работал от солнечных батарей.

Нашли

Точное местоположение лунохода было неизвестно ученым – в 70-е годы навигационная техника была развита хуже, чем сейчас, и кроме того, сам по себе лунный рельеф во многом оставался terra incognita. А найти аппарат, размер которого сравним с «Окой», на расстоянии в 384 тысячи километров – задача посложнее, чем отыскать пресловутую иголку в стоге сена.

Надежды на обнаружение лунохода связывали с орбитальными лунными зондами, обращающимися вокруг земного спутника. Однако до недавнего времени разрешения их камер никак не хватало для того, чтобы разглядеть «Луноход-1». Все изменилось в 2009 году, когда американцы запустили аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), оснащенный камерой LROC, специально предназначенной для фотографирования объектов размером до нескольких метров.

Специалисты, курирующие работу LROC, заметили на одном из переданных зондом снимков подозрительный светлый объект. Определить, что пятнышко, которое запечатлела камера, — это автоматическая станция «Луна-17», помогли уходящие от объекта колеи. Их мог оставить только «Луноход-1», и, проследив, куда ведут колеи, ученые обнаружили аппарат. Точнее сказать, они обнаружили пятно, которое с высокой вероятностью было не чем иным, как застывшим луноходом.

Одновременно со специалистами из NASA (зонд LRO был создан под эгидой Американского космического агентства) поисками лунохода занималась команда физиков из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Как позже рассказал ее руководитель Том Мерфи (Tom Murphy), ученые в течение нескольких лет пытались отыскать аппарат в районе, находящемся на много километров в стороне от истинного места остановки лунохода.

Совсем недавно в прессе появилась новость о том, что ученые при помощи зонда LRO обнаружили на Луне и второй советский «Луноход-2». Вскоре после появления этих сообщений ученые, принимавшие участие в разработке советской лунной программы, заявили, что они никогда не теряли аппарат. Сведения, рассказанные Мерфи и его командой об их экспериментах, могут служить подтверждением слов отечественных специалистов, а данные, переданные LRO, позволили воочию увидеть второй луноход.

У читателя может возникнуть вопрос, зачем калифорнийские физики так упорно охотились за советской машиной. Ответ не совсем очевиден – луноход нужен исследователям для проверки теории относительности. При этом луноход как таковой специалистов не интересует. Единственная деталь, ради которой они годами разыскивали аппарат, – это установленный на нем уголковый отражатель — прибор, отражающий попавшее на него излучение в направлении строго обратном направлению падения. При помощи уголковых отражателей, установленных на Луне, ученые могут определять точное расстояние до нее. Для этого к отражателю посылают лазерный луч и затем ждут, пока он отразится и вернется на Землю. Так как скорость движения луча постоянна и равна скорости света, измерив время от отправки луча до его возвращения, исследователи могут узнать расстояние до отражателя.

«Луноход-1» – не единственный аппарат на Луне, снабженный уголковым отражателем. Еще один установлен на втором советском планетоходе «Луноход-2», а три других были доставлены на спутник в ходе 11-й, 14-й и 15-й миссий «Аполлон». Мерфи и его сотрудники в своих исследованиях регулярно использовали их все (хотя отражатель лунохода они задействовали реже остальных, так как он плохо работал при попадании прямых солнечных лучей). Но для проведения полноценных экспериментов ученым не хватало именно отражателя «Лунохода-1». Как объяснил Мерфи, все дело в местоположении аппарата, которое идеально подходит для проведения опытов по изучению характеристик жидкого ядра Луны и определения ее центра масс.

Дьявол в деталях

В этом месте читатель может окончательно запутаться: как уголковые отражатели связаны с лунным ядром и при чем здесь все-таки теория относительности? Связь, действительно, не самая очевидная. Начнем с общей теории относительности (ОТО). Она утверждает, что из-за гравитационных эффектов и искривления пространства-времени Луна будет обращаться вокруг Земли не совсем по той орбите, которая постулируется в рамках ньютоновской механики. ОТО предсказывает лунную орбиту с точностью до сантиметров, поэтому для того, чтобы ее проверить, необходимо проводить измерения орбиты с не меньшей точностью.

Уголковые отражатели являются прекрасным инструментом для определения орбиты – имея множество измеренных расстояний от Земли до Луны, ученые могут очень точно вывести траекторию вращения спутника. Жидкие «внутренности» Луны влияют на характер движения спутника (попробуйте вращать на столе вареное и сырое куриные яйца, и вы сразу увидите, как проявляется это влияние), и поэтому для получения точной картины необходимо выяснить, как именно Луна отклоняется из-за особенностей своего ядра.

Итак, пятый отражатель был жизненно необходим Мерфи и коллегам. После того как ученые установили место стоянки «Лунохода-1», они «выстрелили» в этот район лазерным лучом диаметром около ста метров при помощи установки в обсерватории «Апач-пойнт» в Нью-Мексико. Исследователям повезло – они «попали» в отражатель лунохода со второй попытки и таким образом сузили диапазон поисков до 10 метров. К удивлению Мерфи и его команды, пришедший от «Лунохода-1» сигнал был очень интенсивным – более чем в 2,5 раза сильнее, чем лучшие сигналы второго лунохода. Кроме того, ученым в принципе повезло, что они смогли дождаться отраженного луча – ведь отражатель вполне мог оказаться повернутым от Земли. В ближайшее время исследователи намерены уточнить местоположение аппарата и начать полноценные эксперименты по проверке справедливости утверждений Эйнштейна.

Таким образом, история «Лунохода-1», прервавшаяся 40 лет назад, получила неожиданное продолжение. Не исключено, что некоторые из читателей возмутятся (а судя по реакции на новость в Сети – уже начали возмущаться), почему это американские ученые пользуются нашим луноходом и как жаль, что российские специалисты оказались в этом опыте не у дел. Чтобы как-то снизить градус будущих дискуссий, хочется отметить, что наука – это международное дело, и поэтому спорить о национальных приоритетах научных работ – занятие, в лучшем случае, бесполезное.

Ирина Якутенко

Американские ученые попали в советский луноход лазерным лучом - такая новость появилась в пишущих о науке СМИ в конце апреля. "Луноход-1" неподвижно простоял на Луне почти 40 лет, и поэтому тем более удивительной оказалась высокая интенсивность ответного луча, пойманного исследователями. Теперь специалисты намерены использовать "проснувшийся" луноход для проведения различных научных экспериментов и даже проверить с его помощью теорию относительности.

История вопроса

Прежде чем рассказать, как созданная в 1970 году машина с недоброй славы радиоактивным изотопом полония внутри связана с Альбертом Эйнштейном, коротко напомним, какие события предшествовали появлению описываемой новости.

Дистанционно управляемый самоходный аппарат-планетоход "Луноход-1" разрабатывался в НПО имени Лавочкина в рамках советской космической программы. После успеха "Спутника" и знаменитого гагаринского "Поехали!" в СССР серьезно готовились к следующему шагу - освоению Луны. В Крыму под Симферополем был создан полигон, на котором будущие обитатели лунной базы тренировались управлять специальными аппаратами для передвижения по лунному грунту, а инженеры-испытатели учились контролировать передвижения "беспилотных" луноходов – машин класса "Луноход-1".

В общей сложности было построено четыре таких машины. Одна из них должна была стать первым земным объектом, достигшим поверхности спутника. 19 февраля 1969 года ракета-носитель серии "Протон", которая несла "Луноход-1", стартовала с космодрома Байконур. Однако на 52-й секунде полета ракета взорвалась из-за аварийного отключения двигателей первой ступени. Организовать новый старт сразу же было невозможно, и в итоге американцы, которые не менее напряженно работали над программой пилотируемых полетов, успели первыми. Запуск космического корабля "Аполлон-11", на борту которого находились Нил Армстронг, Базз Олдрин и Майкл Коллинз, состоялся 16 июля того же года.

Вторую попытку запустить "Луноход-1" советские инженеры предприняли 10 ноября 1970 года. На этот раз полет прошел штатно: 15 числа автоматическая межпланетная станция "Луна-17" вышла на орбиту земного спутника, а 17 числа совершила посадку в Море Дождей – заполненном высохшей лавой гигантском кратере. "Луноход-1" съехал на поверхность Луны и отправился в путь.

Научная программа лунохода была весьма обширной – аппарат должен был изучать физические и механические свойства лунного грунта, фотографировать окружающий пейзаж и его отдельные детали и передавать все данные на Землю. Похожее на каравай "тело" лунохода располагалось на платформе, снабженной восемью колесами. Аппарат был более чем полноприводным – операторы могли независимо регулировать направление и скорость вращения каждого из колес, изменяя направление движения ровера практически как угодно.

Стрелкой указано пятно, которое и является "Луноходом-1". Фото NASA/GSFC/Arizona State U

Правда, управлять луноходом было весьма непросто - из-за почти пятисекундной задержки сигнала (от Земли до Луны и обратно сигнал идет чуть больше двух секунд) операторы не могли ориентироваться по сиюминутной обстановке и должны были предугадывать местоположение аппарата. Несмотря на эти сложности "Луноход-1" проехал свыше 10,5 километра, а его миссия длилась втрое дольше, чем рассчитывали исследователи.

14 сентября 1971 года ученые, как обычно, получили радиосигнал от лунохода, и вскоре после этого, когда на Луне наступила ночь, температура внутри ровера начала понижаться. 30 сентября солнце вновь осветило "Луноход-1", но на связь с Землей он не вышел. Специалисты полагают, что аппаратура не выдержала лунной ночи с ее морозом в минус 150 градусов Цельсия. Причина неожиданного остывания лунохода проста: у него кончился запас радиоактивного изотопа полония-210. Именно распад этого элемента обогревал приборы ровера в то время, когда он находился в тени. Днем "Луноход-1" работал от солнечных батарей.

Нашли

Точное местоположение лунохода было неизвестно ученым – в 70-е годы навигационная техника была развита хуже, чем сейчас, и кроме того, сам по себе лунный рельеф во многом оставался terra incognita . А найти аппарат, размер которого сравним с "Окой", на расстоянии в 384 тысячи километров – задача посложнее, чем отыскать пресловутую иголку в стоге сена.

Надежды на обнаружение лунохода связывали с орбитальными лунными зондами, обращающимися вокруг земного спутника. Однако до недавнего времени разрешения их камер никак не хватало для того, чтобы разглядеть "Луноход-1". Все изменилось в 2009 году, когда американцы запустили аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), оснащенный камерой LROC, специально предназначенной для фотографирования объектов размером до нескольких метров.

Специалисты, курирующие работу LROC, заметили на одном из переданных зондом снимков подозрительный светлый объект. Определить, что пятнышко, которое запечатлела камера, - это автоматическая станция "Луна-17", помогли уходящие от объекта колеи. Их мог оставить только "Луноход-1", и, проследив, куда ведут колеи, ученые обнаружили аппарат. Точнее сказать, они обнаружили пятно, которое с высокой вероятностью было не чем иным, как застывшим луноходом.

Одновременно со специалистами из NASA (зонд LRO был создан под эгидой Американского космического агентства) поисками лунохода занималась команда физиков из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Как позже рассказал ее руководитель Том Мерфи (Tom Murphy), ученые в течение нескольких лет пытались отыскать аппарат в районе, находящемся на много километров в стороне от истинного места остановки лунохода.

Совсем недавно в прессе появилась новость о том, что ученые при помощи зонда LRO на Луне и второй советский "Луноход-2". Вскоре после появления этих сообщений ученые, принимавшие участие в разработке советской лунной программы, заявили, что они . Сведения, рассказанные Мерфи и его командой об их экспериментах, могут служить подтверждением слов отечественных специалистов, а данные, переданные LRO, позволили воочию увидеть второй луноход.

У читателя может возникнуть вопрос, зачем калифорнийские физики так упорно охотились за советской машиной. Ответ не совсем очевиден – луноход нужен исследователям для проверки теории относительности. При этом луноход как таковой специалистов не интересует. Единственная деталь, ради которой они годами разыскивали аппарат, – это установленный на нем уголковый отражатель - прибор, отражающий попавшее на него излучение в направлении строго обратном направлению падения. При помощи уголковых отражателей, установленных на Луне, ученые могут определять точное расстояние до нее. Для этого к отражателю посылают лазерный луч и затем ждут, пока он отразится и вернется на Землю. Так как скорость движения луча постоянна и равна скорости света, измерив время от отправки луча до его возвращения, исследователи могут узнать расстояние до отражателя.

"Луноход-1" – не единственный аппарат на Луне, снабженный уголковым отражателем. Еще один установлен на втором советском планетоходе "Луноход-2", а три других были доставлены на спутник в ходе 11-й, 14-й и 15-й миссий "Аполлон". Мерфи и его сотрудники в своих исследованиях регулярно использовали их все (хотя отражатель лунохода они задействовали реже остальных, так как он плохо работал при попадании прямых солнечных лучей). Но для проведения полноценных экспериментов ученым не хватало именно отражателя "Лунохода-1". Как объяснил Мерфи, все дело в местоположении аппарата, которое идеально подходит для проведения опытов по изучению характеристик жидкого ядра Луны и определения ее центра масс.

Дьявол в деталях

В этом месте читатель может окончательно запутаться: как уголковые отражатели связаны с лунным ядром и при чем здесь все-таки теория относительности? Связь, действительно, не самая очевидная. Начнем с общей теории относительности (ОТО). Она утверждает, что из-за гравитационных эффектов и искривления пространства-времени Луна будет обращаться вокруг Земли не совсем по той орбите, которая постулируется в рамках ньютоновской механики. ОТО предсказывает лунную орбиту с точностью до сантиметров, поэтому для того, чтобы ее проверить, необходимо проводить измерения орбиты с не меньшей точностью.

Уголковые отражатели являются прекрасным инструментом для определения орбиты – имея множество измеренных расстояний от Земли до Луны, ученые могут очень точно вывести траекторию вращения спутника. Жидкие "внутренности" Луны влияют на характер движения спутника (попробуйте вращать на столе вареное и сырое куриные яйца, и вы сразу увидите, как проявляется это влияние), и поэтому для получения точной картины необходимо выяснить, как именно Луна отклоняется из-за особенностей своего ядра.

Итак, пятый отражатель был жизненно необходим Мерфи и коллегам. После того как ученые установили место стоянки "Лунохода-1", они "выстрелили" в этот район лазерным лучом диаметром около ста метров при помощи установки в обсерватории "Апач-пойнт" в Нью-Мексико. Исследователям повезло – они "попали" в отражатель лунохода со второй попытки и таким образом сузили диапазон поисков до 10 метров. К удивлению Мерфи и его команды, пришедший от "Лунохода-1" сигнал был очень интенсивным – более чем в 2,5 раза сильнее, чем лучшие сигналы второго лунохода. Кроме того, ученым в принципе повезло, что они смогли дождаться отраженного луча – ведь отражатель вполне мог оказаться повернутым от Земли. В ближайшее время исследователи намерены уточнить местоположение аппарата и начать полноценные эксперименты по проверке справедливости утверждений Эйнштейна.

Таким образом, история "Лунохода-1", прервавшаяся 40 лет назад, получила неожиданное продолжение. Не исключено, что некоторые из читателей возмутятся (а судя по реакции на новость в Сети – уже начали возмущаться), почему это американские ученые пользуются нашим луноходом и как жаль, что российские специалисты оказались в этом опыте не у дел. Чтобы как-то снизить градус будущих дискуссий, хочется отметить, что наука – это международное дело, и поэтому спорить о национальных приоритетах научных работ – занятие, в лучшем случае, бесполезное.

Первым механизмом на Луне стал советский «Луноход». Его запустили в 1970 году, управляли по радио, с Земли. Эта посудина, напоминавшая чугунную ванну с антенной и на колёсах стала первым рукотворным объектом, передвигавшемся по Луне.

Вскоре после прилунения выяснилось, что камеры лунохода расположены слишком низко; из-за этого машина оказалась «близорукой» и постоянно застревала в кратерах. Спасли восемь колёс, на которых луноход преодолевал подъёмы выше заложенной в проекте высоты.

Несмотря на это, «Луноход» честно отработал и переработал свои часы. Вместо запланированных 90 дней «Луноход» проработал почти год и проехал 10,5 км. Место, где он окончательно остановился, долго было неизвестно; только в 2005 году «Луноход» обнаружился на фотографиях, сделанных орбитальным лунным аппаратом NASA.

Аполлон 15

Первым пилотируемым аппаратом на Луне стал в 1971 году лунный ровер, на котором катались астронавты Дэвид Скотт и Джим Ирвин. Через несколько минут после начала поездки Скотт начал жаловаться на качку: притяжение Луны было слишком слабо, чтобы удерживать разогнавшийся луноход, и машина подпрыгивала, отрываясь от грунта всеми колёсами сразу. Развивать максимальную скорость было тогда довольно безопасно: во‑первых, маршрут был тщательно составлен с учётом всех возможных препятствий, а во-вторых, как отметил в радиопередаче на землю один из пассажиров, не было никакого встречного движения.

Аполлон 16

Второй американский луноход доставила на спутник миссия Аполлон 16. На нём астронавты преодолели уже 27 километров — и подобрали «Биг Мали», самый большой образец лунного грунта, доставленный на Землю. Имя 11-килограммовый кусок реголита получил в честь главного геолога миссии.

В конструкции лунохода исправили один существенный недостаток, который сильно помешал экипажу Аполлона 15: увеличили длину ремня безопасности, который астронавты предыдущей миссии долго не могли застегнуть — мешали раздувшиеся при низком давлении скафандры.

Аполлон 17

Юджин Сернан, командир экипажа Аполлона 17, провёл несколько драгоценных часов лунной миссии, занимаясь починкой крыла лунохода. В ход пошли бумажные лунные карты, изолента и детали посадочного модуля. Ровер семнадцатого Аполлона развивал рекордные на тот момент 18 км/ч. Его водитель, Сернан 14 декабря 1972 года стал последним человеком, ступавшим на Луну; с тех пор лунные моторы обходились без водителей.

Луноход 2

Второй советский «Луноход 2» (1973) прилетел на Луну за рекордами. Во‑первых, он был в самой серьёзной среди всех весовой категории: вес в 840 килограмм стал рекордным для доставки груза на поверхность Луны. Во‑вторых, он прошел больше предшественников — 37 или 39 километров, и этот рекорд побил только марсоход Opportunity в 2014 году. Его путешествие прекратилось из-за пыли, покрывшей солнечные панели; для продолжения движения недостало электроэнергии.

А в 1993 году его… купили на аукционе в Нью-Йорке. Предприниматель Ричард Гарриотт заплатил за «Луноход 2» 68,5 тысяч долларов и стал единственным в мире владельцем собственности, находящейся за пределами Земли.

Китайский луноход Юйту

Третьей после СССР и США страной, сумевшей посадить аппарат на Луну, стал Китай. Колёса лунохода Юйту подняли лунную пыль в 2013 году, через 40 лет после того, как на Луне остановился предыдущий последний аппарат. Весил он всего 140 килограмм и был куда меньше, чем американские лунные багги и советские тяжеловесы. Пошёл он всего ничего — чуть больше 100 метров за месяц, и застрял навсегда.