Лунный автомобиль

LRV (lunar roving vehicle, лунный ровер), извлечение из Apollo 15

Лунный автомобиль (также лунный вездеход, луномобиль, англ. lunar rover, от англ. lunar roving vehicle, сокращённо LRV) — четырёхколёсный транспортный планетоход для передвижения людей по поверхности Луны, использовавшийся в ходе последних экспедиций программы «Аполлон» — «Аполлон-15», «Аполлон-16» и «Аполлон-17» в начале 1970-х годов. Разработчик и генеральный подрядчик — Boeing, конструктор — Ференц Павликс.

Представлял собой двухместный электромобиль на двух неперезаряжаемых батареях. Управление электромобилем поручалось командиру экипажа.

Все три лунных автомобиля после экспедиций остались на поверхности Луны.

Преимущество

Лунный автомобиль значительно расширил доступную для астронавтов площадь лунной поверхности. Ранее астронавты могли перемещаться на Луне лишь пешком и, следовательно, только непосредственно вокруг места посадки из-за сковывавших их скафандров и других приборов жизнеобеспечения. На луноходе же астронавты могли передвигаться по Луне со скоростью до 13 км/ч. В ходе экспедиции «Аполлон-16» был установлен рекорд скорости передвижения по Луне — 18 км/ч. Общая длина пути, пройденного лунными автомобилями в экспедициях «Аполлон-15», «Аполлон−16» и «Аполлон−17», составила соответственно 28, 27 и 36 км^[1].

Конструкция

Лунный автомобиль был снабжён четырьмя ТЭДами постоянного тока Delco (каждое колесо луномобиля приводилось в действие индивидуальным ТЭДом) мощностью по 190 Вт каждый при оборотах до 10 тыс. оборот./мин. Передача крутящего момента осуществлялась через понижающий волновой редуктор 80:1, а также — двумя рулевыми двигателями (по одному для передних и задних колёс). Источник электроэнергии — две неперезаряжаемые серебряно-цинковые батареи напряжением 36 вольт и ёмкостью 121 А·ч каждая. Конструкцией предусматривалась возможность питания от батарей электромобиля устройства связи или телекамеры. Батареи и электроника были снабжены системой пассивного охлаждения.

Колёса луномобиля были разработаны компанией General Motors. Конструкция колеса включала алюминиевый диск и покрышку диаметром 810 мм и шириной 230 мм. Покрышка была выполнена из плетёной стальной проволоки (волокон) толщиной 0,84 мм с цинковым покрытием. Порядка 50 % площади покрышки занимал специальный титановый протектор для надёжного контакта с грунтом. Над колёсами располагались пылевые щитки.

Лунный автомобиль обладал массой в 210 кг и грузоподъёмностью в условиях лунной силы тяжести в 490 кг. Рама шасси длиной в 3 м с колёсной базой в 2,3 м была сварена из алюминиевых труб (алюминиевый сплав 2219).

Рама состояла из трёх частей, скреплённых шарнирами, благодаря чему она складывалась и во время полёта к Луне была закреплена снаружи, в отсеке 3 посадочной ступени в сложенном виде, занимая объём 0,85 м³. Машина опускалась на грунт двумя астронавтами с помощью блочно-тросовой системы, шасси и сиденья раскладывались и фиксировались^[2]^[3].

Остронаправленная антенна хранилась в другом отсеке. Максимальная высота автомобиля составляла 1,1 м. Дорожный просвет при полной загрузке — 350 мм. Радиус разворота — около трёх метров^[4].

Управление машиной осуществлялось T-образной рукояткой, расположенной между сиденьями:

подача ручки вперёд — движение вперёд (назад — в режиме заднего хода);
влево-вправо — поворот, соответственно, влево или вправо;
назад — торможение;
полностью назад — стояночный тормоз.

На ручке имелся переключатель направления хода (вперед/задний ход). Приборное оборудование было смонтировано на отдельном щитке и включало в себя следующие приборы: спидометр, указатель пройденного расстояния, азимут движения (курс), наклон, индикаторы запаса мощности батарей и температуры.

Скорость передвижения составляла около 8—10 км/ч, хотя на отдельных участках луномобиль мог разгоняться до 16 км/ч и даже, поставив рекорд, в 18 км/ч, что впрочем, создавало лишь проблемы, так как сила тяжести на Луне в 6 раз меньше таковой на Земле, и, несмотря на полную нагруженность лунного вездехода, его ощутимо подбрасывало на неровностях грунта.

Навигация обеспечивалась гирокомпасом и одометром. Кроме того, на приборной панели было смонтировано простое устройство для определения азимута движения по тени штыря-гномона. Учитывая крайне малую скорость движения Солнца по лунному небу, точность прибора получалась вполне удовлетворительная.

Лунный автомобиль был оборудован собственной системой радио- и телевизионной связи. Имелась остронаправленная сетчатая параболическая антенна для прямой связи с Землёй, также ненаправленная антенна. На борту были установлены цветная телекамера и 16-мм кинокамера, а также 70-мм фотокамера. Для них имелся и запас плёнок в кассетах.

Использование

Каждый луномобиль использовался для трёх поездок — по одной в каждый из трёх дней экспедиции.

Экспедиция	Пробег	Общее время	Наибольшее удаление от лунного модуля
Аполлон-15	27,76 км	3 ч 02 мин	5,0 км
Аполлон-16	26,55 км	3 ч 26 мин	4,5 км
Аполлон-17	35,89 км	4 ч 26 мин	7,6 км

Максимальное удаление луномобиля от лунного модуля ограничивалось ресурсами индивидуальных систем обеспечения астронавтов, которых должно было хватить для пешего возвращения к модулю в случае поломки луномобиля. После того как лунные автомобили и скафандры астронавтов продемонстрировали свою надежность, это ограничение было смягчено во время последней экспедиции («Аполлон-17»), что позволило удалиться от лунного модуля на максимальное расстояние в 7,6 км.

Поврежденное крыло лунного автомобиля (Аполлон-17)

В ходе эксплуатации LRV на Луне астронавты испытали ряд трудностей. Так, во время экспедиции «Аполлон-16» при втором выходе на грунт (место — точка № 8) астронавт Янг случайно задел пылевой щиток луномобиля и оторвал его. Пыль, поднятая колёсами луномобиля, осыпала астронавтов, консоль управления и оборудование радиосвязи. Батареи стали нагреваться, и расход энергии превысил штатную норму. Ремонт, однако, не производился. Та же деталь была оторвана в ходе экспедиции «Аполлон-17» (Юджин Сернан задел её ручкой геологического молотка). Астронавты закрепили её клейкой лентой, однако из-за пыли лента держалась плохо, и через час щиток был потерян окончательно. Луномобиль снова осыпал себя пылью. Было принято решение исправить поломку собственными силами. Астронавты сделали пылевой щиток из подручных материалов, используя карты местности, клейкую ленту и зажимы — фиксаторы осветителей, снятые с лунного модуля. Карты со следами эрозии от лунной пыли были возвращены на Землю и экспонируются в Национальном музее воздухоплавания и астронавтики.

Установленная на луномобиле цветная телевизионная камера с 6-кратным объективом-трансфокатором была оснащена электроприводом для поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях и изменения фокусного расстояния, благодаря чему ей могли управлять не только астронавты, но и оператор с Земли. Это значительно расширило возможности видеосъёмок и, в частности, позволило заснять старт лунного модуля с Луны. Для такой съёмки луномобиль заранее оставлялся в позиции на таком расстоянии от модуля, чтобы в поле зрения его телекамеры попадал он весь. Оператор на Земле, ориентируясь на телевизионную картинку с камеры, управлял её приводом, сопровождая взлёт модуля. Хотя время старта было известно с точностью до секунд, в силу заметно долгого прохождения сигнала по цепочке Луна—Земля—Луна оператору приходилось работать с упреждением по времени. Так, вертикальное панорамирование приходилось начинать, когда на телекартинке оператора модуль ещё стоял на грунте. Это затрудняло съёмку, вследствие чего в экспедициях «Аполлон-15» и «Аполлон-16» старты лунных модулей были засняты плохо. Однако в экспедиции «Аполлон-17» старт лунного модуля был заснят удачно^[5].

Фотогалерея

«Фалкон» (на заднем плане) и «лунный автомобиль» в процессе сборки в Космическом центре имени Кеннеди
«Луномобиль» № 1 на заводе корпорации Boeing в Кенте, штат Вашингтон, перед самой отправкой в Космический центр имени Кеннеди
Экспедиция «Аполлон-16». Джон Янг работает у лунного автомобиля рядом с лунным модулем «Орион». Апрель 1972 года
Джеймс Ирвин у «луномобиля»
Дэвид Скотт и «луномобиль» у каньона Хэдли Рилл
Экспедиция «Аполлон-17»
Экспедиция «Аполлон-15». Джеймс Ирвин рядом с лунным автомобилем. 1971 год
Джеймс Ирвин держит «луномобиль» у «Зелёного валуна». Для калибровки Дэвид Скотт положил на валун грабли-щипцы
Экспедиция «Аполлон-17». Юджин Сернан совершает пробный заезд на лунном автомобиле
Лунный автомобиль, экспедиция «Аполлон-15»

Видео

Дэвид Скотт и Джеймс Ирвин тренируются на Земле в использовании лунного автомобиля на «Аполлоне-15»
Лунный автомобиль «Аполлон-15»
Командир «Аполлона-16» Джон Янг управляет лунным автомобилем
Командир «Аполлона-16» Джон Янг на лунном автомобиле