Луноход-1: история первого планетохода

Вторая половина ХХ века прошла под эгидой противостояния двух сверхдержав, — коммунистического Союза Советских Социалистических Республик и капиталистических Соединенных Штатов Америки. Две системы соревновались между собою во всем: от литературы и спорта до науки и техники, стараясь показать всему миру свое превосходство. И самым ярким этапом этого периода, без сомнения, стала «космическая гонка» по освоению околоземного пространства, продлившаяся 31 год — с 1957 по 1988.

Акт 1: космическая гонка

Наиболее напряженным эпизодом самой «гонки» стала «битва за Луну», в ходе которой СССР и США приложили поистине титанические научные и финансовые усилия, чтобы первым человеком на Луне стал гражданин соответствующей страны. Как нам известно из истории, — в итоге «один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества» совершил американец Нил Олден Армстронг, в связи с чем многие публицисты, особенно западные, присуждают США победу не только в лунной, но и во всей «космической гонке», но так ли это на самом деле?

К моменту начала «битвы за Луну» Советский Союз уже взял два первых места в этом дихотомическом противоборстве. Запуск первого искусственного спутника Земли — «Спутника-1» 4 октября 1957 года — положил начало всему периоду «космической гонки». А 12 апреля 1961 Юрий Гагарин вошел в историю как первый человек в космосе, утвердив лидирующие позиции советской космической программы.

Естественно, уязвленная национальная гордость американцев требовала реванша и они получили его 20 июля 1969 года, когда в ходе миссии корабля «Аполлон-11» Нил Армстронг ступил на поверхность Луны. Однако эта победа далась США весьма не дешево — общая стоимость программы «Аполлон» составила 25,4 миллиардов долларов. В тех деньгах. Сегодня это более 152 млрд долларов. Нюанс же в том, что Советский Союз потратил не сильно меньше. Открытых данных на этот счет нет, но по оценкам ЦРУ затраты на советскую лунную программу составили от $16 до $22 млрд ($96-132 млрд в текущих ценах). И как только новость о американском успехе разнеслась на весь мир — финансирование советской пилотируемой лунной программы сразу же стало сокращаться, руководство страны не хотело продолжать выделять такие ресурсы на достижение «позорного» второго места. Но и оставить Луну одним лишь американцам СССР тоже никак не мог. Тут на космическую сцену и выкатывается первый советский луноход.

Акт 2: луноход история создания

Еще в самом начале «лунной гонки» Сергей Королев озаботился вопросом «как и на чем по Луне будут передвигаться космонавты». Предполагаемая космическая машина должна была быть легкой, надежной, с высокой проходимостью и способная работать в диапазоне температур от -150 до +120 градусов Цельсия. Такое ТЗ было не по силам гражданскому автомобилестроению, поэтому Королев обратился сначала в танковое КБ Кировского завода, а после — в московский Научный автотракторный институт, но в обоих учреждениях он получил отказ, местные конструкторы не рискнули взяться за создание столь специфичного агрегата.

И только в конце 1963 года разработать основу будущего лунохода согласился Всесоюзный научно-исследовательский танковый и дизельный институт (ВНИИ-100). Работы по созданию шасси новой машины были поручены отделу новых принципов движения под руководством Александра Леоновича Кемурджиана, позже ставшему основателем отечественной школы конструирования планетоходов. Закипела работа. Задачу по выбору типа шасси и способа передвижения осложнял тот факт, что точных данных о свойствах лунного грунта на тот момент еще не было. В научном мире была популярна гипотеза американского астронома Томаса Голда, что поверхность Луны покрыта толстым, от десятков до сотен метров, слоем рыхлой пыли, образовавшейся в ходе непрерывной бомбардировки поверхности спутника космическим мусором. Соответственно техника и космонавты могут просто завязнуть в ней, как в зыбучем песке.

В связи с этим рассматривались самые разные типы движения: прыгоход, шагоход, шнекоход, перекатывание, кувыркание и даже ползание. Конец спорам положил сам Сергей Королев, придерживавшийся другой гипотезы — советского вулканолога Генриха Штейнберга — о том, что поверхность Луны достаточно твердая и больше напоминает пемзу. В октябре 1964 года он взял на себя ответственность и в рабочей записке постановил считать Луну твердой, что позволило конструкторам отринуть более экзотические механизмы и сконцентрироваться всего на двух: колесах и гусеницах.

Два года спустя, 3 февраля 1966 года, советская межпланетная автоматическая станция «Луна-9» успешно совершила мягкую посадку на поверхность Луны и передала на Землю научные данные и первые снимки спутника, сделанные с его поверхности, полностью подтвердив верность принятого Королевым решения — Луна действительно оказалась твердой. К сожалению, сам Сергей Павлович этого так никогда и не узнает, — он трагически скончался от осложнений во время хирургической операции 14 января того же года, всего за три недели до приземления станции.

Но это печальное обстоятельство не остановило первый луноход в СССР. Пока Кемурджиан занимался созданием шасси, разработка двигателя и технико-аппаратной начинки поначалу проводилась силами сотрудников самого КБ Королева. Однако из-за высокой загруженности другими космическими проектами, особенно работой по созданию сверхтяжелой ракеты-носителя Н-1 (неудачи с которой, в итоге, приведут к тому, что советские космонавты так и не посетят Луну), в 1965 году разработка этого и ряда иных проектов межпланетной тематики были переданы в Машиностроительный завод имени С.А. Лавочкина (НПО им. Лавочкина с 1971 года) под руководством Георгия Николаевича Бабакина. И это оказалось крайне верным решением, останься проект в КБ Королёва - история советского лунохода могла бы сложиться совсем по другому.

Бабакин руководил заводом всего 6 лет, как раз с '65 по '71, когда карьеру талантливого инженера-конструктора прервал сердечный приступ. Но за это время ему удалось достичь выдающихся успехов в разработке и проектировании автоматических межпланетных станций, навечно вписав свое имя в историю отечественной космонавтики. Первый зонд в атмосфере Венеры, успешные запуски спутников к Марсу и, конечно, ряд успешных лунных миссий, включая полет станции «Луна-17» с луноходом на борту. Именно при Бабакине концепция лунохода-транспорта окончательно уступила место удаленно-управляемой самодвижущейся научной станции (хотя до полной отмены пилотируемой лунной миссии возможность опционального монтажа подножки для ног водителя и внешних элементов управления луноходом ещё сохранялась).

Эскиз и общую компоновку планетохода утвердили достаточно быстро — к осени '66 года. Однако по некоторым деталям споры шли до последнего. Так специфическое, жестко фиксированное, расположение колес и их количество — по 4 с каждой стороны — связано с тем, что конструкция лунохода до последнего предусматривала возможность перехода на гусеницы. Даже механика поворота в машине была реализована танковая — реверсом вращения. Победить именно колесному шасси позволил тот факт, что выход из строя одного или двух колес не помешает продолжению миссии, в то время как клин или сход гусеницы, легко устранимые на Земле, на Луне приведут к полной остановке движения.

Акт 3: название первого лунохода и его конструкция

Как не сложно заметить, выбирая между чрезмерной креативностью и кристальной ясностью наименований, чаще всего в Советском Союзе предпочтение отдавали именно последней. Не стал исключением и первый луноход на Луне, его так и назвали — «Луноход-1». После скрупулезной проработки всех деталей, конструкторы остановились на следующих ТТХ:

Длина

(с раскрытой крышкой-батареей) — 4,42 м.

Ширина

(по верхней части) — 2,15м. Высота — 1,92 м.

Масса

— 756 кг, из которых всего 105 кг пришлось на шасси.

Скорость

— два режима движения: 0,8 и 2 км/ч.

Из научного оборудования на луноходе присутствовали:

Две телекамеры

— одна рабочая, вторая запасная и четыре панорамных телефотометра.

Детектор радиации РВ-2Н

для определения радиационного фона на поверхности Луны.

Рентгеновский флуоресцентный спектрометр «РИФМА»

для измерения интенсивности электромагнитного излучения.

Рентгеновский телескоп РТ-1

для наблюдения за далекими звездами и галактиками.

Одометр-пенетрометр ПрОП

для слежением за пройденной дистанцией и определения характеристик лунного грунта.

Лазерный рефлектор ТЛ (уголковый отражатель)

для точных измерений позиции лунохода и дистанции от Земли до Луны.

Солнечная батарея вырабатывала до 1 кВт электричества для всего этого оборудования, а чтобы оно не замерзло во время лунной ночи (а это две земных недели) в корпус был встроен радиоизотопный источник тепла на основе полония-210.

Акт 4: тестирование машин и подготовка экипажа

Пока космический луноход обретал последние штрихи на кульманах конструкторов, инженеры-практики уже начали тестировать прототипы шасси, оборудования и устройств управления на Земле, параллельно с подготовкой экипажей водителей для будущего лунохода. Полигон для имитации лунной поверхности был оборудован в Крыму, под Симферополем. Вот как описывает его строительство заслуженный испытатель военной техники и один из водителей лунохода Вячеслав Довгань:

Кандидатов в группу управления луноходом отбирали с мая 1968 года из числа молодых офицеров систем космической связи, причем медкомиссия у них была такая же как и у космонавтов. Оценивали физическое состояние, выносливость, долговременную и оперативную память, умение ориентироваться в пространстве, способность быстро переключать внимание и адаптироваться в неизвестных условиях. Позже подключили и более специализированные тесты: цветоощущение, адаптивность зрения, способность одновременно осмыслять много данных. Из 40 кандидатов отбор прошли всего 14 человек, из которых сформировали два экипажа, помимо водителя включавших в себя: командира, штурмана, бортинженера и оператора антенны. Экипажи должны были сменять друг друга каждые два часа, иначе у людей начинала падать концентрация внимания, что в такой ситуации считалось недопустимым.

Поскольку первые луноходы в СССР и всё связанное с ними было окружено густой пеленой секретности, а в многолюдном Крыму совсем скрыть от любопытных глаз такой масштабный проект не удавалось, — в народе скоро поползли слухи, мол «для лунных аппаратов готовят отряд смертников, обратно на Землю ребята уже не вернутся». Эта байка была яркой, но не долгой — первый луноход 1970 года развеял её в пыль.

Интересный факт — при подборе кандидатов в операторы для дистанционного управления луноходом, одним из требований к водителям было полное отсутствие навыков вождения: от танков и тракторов, до машин и мотоциклов. Считалось, что земные рефлексы могут привести к ошибкам при езде в неземных условиях, да еще при использовании непривычных пультов управления с большой задержкой сигнала (да, легионов геймеров пилотирующих все на свете с джойстика и при любых лагах в те годы еще не было).

Акт 5: утаенный провал, опоздавший успех

Создание и разработка лунохода шли чрезвычайно успешно. Первая модель, так называемый «Луноход-0», была готова к запуску уже в начале '69 года и сложись обстоятельства иначе — последующая высадка американцев на Луну была бы уже не столь громким событием. Но история не знает сослагательного наклонения. 19 февраля 1969 года с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Протон» с первым луноходом на борту. На 51 секунде полета перегрузки разорвали новый, толком не испытанный, аэродинамический обтекатель. Его обломки полетели вниз и пробили топливные баки ракеты, после чего, на 54 секунде полета, она взорвалась вместе с надеждами на громкую лунную победу. Полгода спустя американцы станут первыми на Луне, а о запуске «Лунохода-0» и его провале широкая публика узнает только в девяностые.

После этого спешить было уже некуда и к следующему запуску лунохода все узлы и системы как самой машины, так и ракеты-носителя были тщательно проверены и протестированы. 10 ноября 1970 года, спустя один год и три месяца после успеха «Аполлона-11», к луне стартует ракета «Протон-К» с автоматической станцией «Луна-17» и первым в мире планетоходом на борту. Полет и приземление станции пройдут без осложнений и утром 17 ноября «Луноход-1» съедет на лунный грунт.

Акт 6: первый космический луноход - след в истории

Ожидалось, что миссия «Лунохода-1» продлится 3 месяца, но он удивил даже своих создателей, проработав 10,5 месяцев. За это время первый луноход в космосе проехал 10 540 метров, передал на Землю более 20 тысяч изображений, 200 панорамных снимков и 25 анализов лунного грунта. Помимо проведения научной работы, история лунохода содержит и «гусарский» эпизод. 8 марта 1971 года экипаж машины решил поздравить с праздником женщин-коллег из служб инженерного, технического и медицинского обеспечения программы, для чего, без ведома начальства, колесами в лунном грунте была «выписана» и снята на панорамную фотокамеру восьмерка. Дамы с восторгом приняли космический подарок экипажа, а международный женский день с тех пор можно считать и межпланетным.

В сентябре 1971 года датчики показали, что произошла разгерметизация корпуса лунохода — температура внутри стала падать. К этому моменту стал заканчиваться и ресурс изотопного источника тепла, обогревавшего внутренние системы и научное оборудование машины. Последний успешный сеанс связи с аппаратом состоялся 14 сентября '71 года. Дальнейшие попытки установить контакт ни к чему не привели и 4 октября было официально объявлено о успешном завершении миссии и полном выполнении научной программы «Лунохода-1».

Примерно полтора года спустя, 15 января 1973 года, на Луну успешно приземлится межпланетная станция «Луна-21» с «Луноходом-2» на борту. За исключением дополнительной камеры на уровне человеческого роста, — конструктивно точно таким же, как и «Луноход-1». За четыре месяца работы он пройдет 42 километра. Среди планетоходов этот рекорд останется непревзойденным до 2015 года. И если бы не вынужденная и обоснованная осторожность экипажа — он вполне мог бы принадлежать «Луноходу-1» .

Первые луноходы на Луне стали большим научно-техническим успехом Советского Союза и подарили миру ценные научные сведения о древней и таинственной спутнице нашей планеты. Но насколько более впечатляющих успехов можно было достигнуть если бы вместо «гонок» и соревнований великие державы сообща работали над осуществлением завета Константина Циолковского: «Земля — колыбель человечества, но нельзя вечно оставаться в колыбели», — нам остается только догадываться.

Историю самого первого «заезда» в «космическое гонке» читайте здесь: