Ошибки мировой космонавтики
Миссия прошла успешно, как и у станции «Луна-20», которая села на освещенной стороне и сделала снимки. Также она взяла кусочек лунного грунта не с ровного участка «моря», а в гористой местности «материка». Моря и материки – это условное название типов рельефов на Луне. Воды никакой там нет. Моря более гладкие и состоят из темных вулканических пород. Материк – это вся остальная поверхность с более светлым грунтом.
А вот история аппарата «Луна-23» закончилась аварией. Эта автоматическая станция, как «Луна-16» и «Луна-20», должна была взять пробы грунта. Инженеры конструкцию усовершенствовали. Во-первых, фотокамеру убрали вовсе. Во-вторых, в отличие от предшественников, у которых бур был не длиннее 35 см, «Луна-23» могла взять образец с глубины более двух метров. Однако в процессе снижения из-за сложного рельефа Луны автоматической системе не удалось достаточно погасить горизонтальную и вертикальную скорости посадочного аппарата. При контакте со своей целью «Луна-23» по инерции завалилась в сторону тяжелого бура. Удивительно, но это падение не сломало основные системы, которые передавали на Землю информацию. Бур, на который легла многотонная конструкция, повредился, но даже если бы он работал, поднять «Луну-23» никто бы не смог, чтобы с нее к Земле стартовал возвращаемый аппарат с образцом грунта. Некоторые эксперименты, которые можно было провести в лежачем состоянии, станция выполнила, а потом инженеры ее отключил.
«Луна-24» уже села без этой ошибки и с задачей глубокого бурения справилась.
Параллельно с автоматическими станциями для доставки грунта советские инженеры запускали и первые луноходы. И с ними тоже был много проблем.
Первая проблема возникла еще во время испытаний на Земле. Масса самоходного аппарата с научным оборудованием составляет 750 кг. Однако на Луне он будет весить в шесть раз меньше. Колеса для самоходного аппарата были рассчитаны именно на лунную гравитацию. Они легкие и практически ажурные. Таким образом инженеры облегчили аппарат. Однако если лунный механизм поставить на Землю, то колеса просто сомнутся. Теперь встает вопрос, а как луноход тестировать и учить управлять им экипажи водителей (разумеется, водители не размещались внутри лунохода, а отдавали ему команды по радио из наземного центра управления). Ответ оказался прост – с аппарата сняли все научное оборудование и системы, без которых можно было обойтись. Таким образом луноход облегчили в шесть раз. Однако возникла новая проблема – центр тяжести оказался ниже, чем он был бы на Луне. То есть на Земле аппарат более устойчив, а на спутнике мог бы заваливаться набок при поворотах. Чтобы исправить эту ошибку, к луноходу прикрепили длинный штырь, а на него на определенной высоте водрузили дополнительный груз. Высота груза подбиралась так, чтобы центр масс был на том же уровне, на котором будет при полной нагрузке на Луне. С такими видоизменениями испытания пошли, но проблемы встречались на каждом шагу: то эта штанга за что-нибудь зацепится, то не влезет в контейнер для перевозки.
На самой Луне с центром масс проблемы не было, зато были проблемы с колесами и видеокамерой. Буквально с первых метров водители «Лунохода-1» отметили, что колеса как-то тяжело прокручиваются. Сначала ученые грешили на рыхлый и тяжелый грунт, но, как оказалось, дело было в блокировке.
Мотор-колеса лунохода
Каждое колесо лунохода было снабжено собственным мотором. Для того чтобы во время стоянки, например, на горке, луноход не съезжал со своего места, в системе управления моторами колес была блокировка. Однако она работала все время, в том числе и на ровном участке. Дело в том, что блокировка работала на электромагнитах. Она выдерживала воздействие тока силой в 2 ампера в течение 0,5 секунды, а потом нужно было переключить ток на 0,005 ампер. Только такого действия вообще не было предусмотрено, и электромагниты на всех колесах перегорели, после чего стояночные тормоза стали работать постоянно. К счастью, ресурс двигателя был огромным и позволял преодолевать дополнительную силу трения. Но скорость аппарата все равно не могла стать большой, сильное торможение происходило и по другой причине. На борту были две телекамеры, своего рода «глаза». Они позволяли определять расстояния до объектов. Правда, оказалось, что это не так просто. Камеры располагались слишком низко. Водителям приходилось часто останавливаться, чтобы было время правильно оценить размеры лежащих камней и глубину кратеров. К тому же линия горизонта на Луне гораздо ближе к наблюдателю, чем на Земле, так как радиус естественного спутника меньше радиуса нашей планеты, а это было непривычно для взгляда.
Во втором луноходе для удобства была добавлена третья камера на высоте человеческого роста.
Для сравнения: «Луноход-1» за десять с половиной месяцев проехал 10,5 км, а «Луноход-2» за пять месяцев преодолел более 37 км. Это время равно 10 и 5 лунным дням соответственно. Промежуток времени в месяц не случайно назвали в честь серпа Луны. Скорость вращения спутника такова, что сутки на нем – время между двумя полнолуниями – соответствует 29,3 суток на Земле.
Пятый лунный день работы «Лунохода-2» стал для него последним не из-за выработки ресурса, а из-за ошибки. После двухнедельного сна в лунную ночь аппарат начал заряжаться и готовиться к новому путешествию. Набрав достаточно заряда, луноход тронулся.
Макет «Лунохода-2»
Впереди был небольшой кратер. Таких по пути аппарата ранее было много, потому водители не видели в нем угрозы. Однако «Луноход-2» практически сразу застрял. Кратер оказался достаточно глубоким. Обычно перед тем, как выбраться из ямы, крышка, на которой изнутри располагалась солнечная батарея, закрывалась, и на заряде аккумуляторов луноход сдавал назад. На этот раз руководители приняли решение крышку с солнечной батареей оставить открытой – все-таки луноход был спросонья и много энергии не имел. Однако в кратере был еще один – незаметный, предательский, поменьше размером, – из-за чего «Луноход-2» при движении зацепился за стенку кратера и зачерпнул его содержимое. Лунная пыль попала на солнечную батарею, а потом на радиатор, который охлаждал приборы аппарата. На этот раз сыграл еще тот факт, что крышка смещала центр тяжести и немного наклоняла луноход назад. Это как раз нельзя было отработать во время тренировок на Земле. На следующий сеанс связи «Луноход-2» не вышел – перегрелся. О завершении работ официально объявили через три недели.
Еще одна проблема, которая привела к такому исходу, связана с ошибкой в системе навигации.
В первом луноходе для определения угла наклона аппарата использовался небольшой шарик. Он свободно мог кататься по специальной капсуле под действием силы тяжести Луны. Если луноход наклонялся вперед, то и шарик скатывался вперед на определенное расстояние. Там он замыкал электрический контакт и таким образом сообщал о значении угла.
Для «Лунохода-2» инженеры эту систему усовершенствовали и вместо шарика использовали жидкость. Правда, в невесомости жидкость ведет себя совершенно иначе, чем на Земле или на Луне. Во время полета к Луне жидкость разделилась на несколько капелек, которые замкнули контакты со всех сторон капсулы. В итоге прибор не работал полностью. Без него водители из наземного экипажа только на глаз по изображению на телекамерах могли понять положение лунохода и возможные риски опрокидывания или задевания склонов кратеров. Более того, из-за этого прибора «Луноход-2» мог вообще остаться на месте посадки, не проехав ни одного метра. Дело в том, что после мягкого прилунения на приборах у водителей угол наклона зашкаливал. Вполне возможно, что луноход после отделения от посадочной платформы мог вообще опрокинуться и лежать колесами вверх. Руководители миссии решили сначала его запустить, включить камеры и получить какие-нибудь данные, а затем уже проводить процедуру отделения. По первым телевизионным кадрам стало понятно, что аппарат стоит практически горизонтально на ровной площадке.
