A Lunohod–1 (oroszul: Луноход-1) volt az első Holdra juttatott, távirányítású automata holdjármű, amelyet emberi beavatkozás nélkül irányítottak egy másik égitest felszínén. Ez a szovjet Luna-program keretében megvalósított küldetés keretében készült, és a Luna–17 űrszonda szállította a Hold felszínére, ahol 1970. november 17-én sikeresen landolt az Esők tengerén.UC San Diego Physicists Locate Long Lost Soviet Reflector on Moon, UC SanDiego News Center (Kaliforniai Egyetem)
Küldetése A küldetés elsődleges célja az volt, hogy egy távirányítású holdjármű segítségével részletesen tanulmányozzák a Hold felszínét, beleértve annak geológiai tulajdonságait (talajösszetétel és mechanikai jellemzők), a helyi mágneses mezőt, a kozmikus sugárzás szintjét és a felszíni környezeti („időjárási”) viszonyokat.
Jellemzői Méretei: teljes tömege 756 kilogramm, magassága 1,35 méter, hossza 2,22 méter, szélessége 2,15 méter. A jármű 8 darab, egyenként 0,51 méter átmérőjű, független felfüggesztésű kerékkel mozgott.
Felépítése:
könnyűszerkezetű vázra épített, független felfüggesztésű kerekek hatékony lengéscsillapítók a terep egyenetlenségeinek kiküszöbölésére rúdantennák a földi kommunikációhoz lézertükör (retroreflektor) a Föld-Hold távolság precíz méréséhez, valamint a napelemek töltöttségét is befolyásoló, felnyitható fedél mozgató elektromotorok és vezérlő automatikák környezeti kockázatokat (pl. meredek lejtő) érzékelő rendszerek talajmintavevő és elemző eszközök hermetikusan lezárt, üst alakú műszertartály a berendezések védelmére aktív hőmérséklet-szabályozó rendszer kémiai akkumulátorok az energia tárolására Polónium-210 izotópot tartalmazó radioizotópos hőforrás az éjszakai fűtéshez kétirányú rádió adó-vevő egység.
Tudományos és műszaki eszközei:
RIFMA röntgenfluoreszcens spektrométer a talaj kémiai összetételének meghatározására PrOP пенетромéter a talaj fizikai tulajdonságainak (sűrűség, teherbírás) mérésére Talajmechanikát vizsgáló mérőeszközök Francia gyártmányú lézer-retroreflektor (macskaszem) Négy panoráma-telefotométer (televíziós kamera) a környezet és a jármű mozgásának megfigyelésére, valamint a navigáció támogatására
Mozgatása: A holdjárművet a Földről, egy ötfős irányítócsoport (parancsnok, vezető, navigátor, operátor, rádiós) irányította valós időben, de a parancsok kiadása és a visszajelzések vétele közötti, nagyjából 2,6 másodperces időeltolódás miatt a mozgást csak kis szakaszokban, óvatosan hajthatták végre. Ez a késleltetés kizárta a folyamatos haladást, mivel az veszélyeztette volna a jármű épségét a váratlan akadályok miatt.
Hőszigetelése: A Lunohod tervezőinek szembe kellett nézniük a Holdon tapasztalható extrém hőmérsékleti ingadozásokkal: a holdnappal során a felszíni hőmérséklet akár +120-130 °C-ra is felhevülhet, míg az éjszaka folyamán -150-170 °C-ra süllyedhet. A kritikus berendezések védelmére egyfajta „termosz” megoldást alkalmaztak: a hermetikusan zárt műszertartály belsejében igyekeztek közel állandó, üzemi hőmérsékletet fenntartani. Az akkumulátorok újratöltését a nappali időszakban a felnyitható fedél belső oldalán elhelyezett napelemek biztosították. Az éjszakai túléléshez és az akkumulátorok optimális hőmérsékletének fenntartásához egy Polónium-210 izotópot használó radioizotópos hőforrást alkalmaztak, amely folyamatosan hőt termelt. A holdbéli éjszaka rendkívül hosszú, mintegy 14 földi napig tart, ezért az energiaellátás és a hőháztartás fenntartása kritikus volt. A hőveszteség minimalizálását a műszertartály speciális hőszigetelésével (többrétegű szigetelő „takaró”), a külső felületek alacsony hőelnyelésű bevonatával (ezüst szín), valamint az üst alsó részének a talajhoz közeli hőmérsékletre optimalizálásával érték el. A működő műszerek által termelt hőt szintén felhasználták a belső hőmérséklet stabilizálására. Az éjszakai periódusok alatt a jármű alvó üzemmódba kapcsolt, csak rövid kapcsolatfelvételek során sugárzott telemetriai és hőmérsékleti adatokat a Földre, hogy minimalizálják az energiafogyasztást és ellenőrizzék a belső hőmérsékletet. A mérések alapján a rendszer sikeresen tartotta a belső hőmérsékletet a tervezett +18 °C körüli értéken.
Programja 1970. november 17.: A Luna–17 leszállóegység sikeresen landolt az Esők tengerének (Mare Imbrium) egy viszonylag sík területén. A szállítóegységből és a tetején elhelyezett, 756 kilogramm tömegű holdrobotból álló komplexum landolását követően mintegy 2,5 órával a Lunohod–1 óvatosan legördült a lejárórámpákon, és körülbelül 1,2 méterre állt meg a leszállóegységtől. Ezt követően megkezdődött a holdjármű rendszereinek és tudományos berendezéseinek alapos, távvezérelt ellenőrzése.
November 19.: Az első óvatos mozgásokat végezték, néhány métert haladva előre és hátra. Az ellenőrző kamerák képei alapján meggyőződtek arról, hogy a kerekek és a futómű megfelelően működik, és stabilan tartja a műszeregységet a holdi talajon.
November 22.: A holdjármű felkészült az első, közel két hétig tartó holdéjszakára. Ennek részeként lecsukta a napelemeket védő és a radioizotópos hőforrás hőjét bent tartó fedelét, amely egyben a lézerreflektort is hordozta.
November 25.: A Krími Asztrofizikai Obszervatórium csillagászai sikeresen bemérték a Lunohod fedelén elhelyezett lézerreflektort. Lézerimpulzusokat küldtek a Holdra, és észlelték a visszaverődő jeleket, ezzel megkezdve a Föld-Hold távolság nagy pontosságú mérését célzó kísérletsorozatot.
December 9.: Az első holdéjszaka végeztével ismét felnyitották a fedelét, hogy a napsugárzás elkezdhesse tölteni az akkumulátorokat. Az űrjármű rendszereinek távvezérelt ellenőrzése körülbelül egy órát vett igénybe, és megerősítette, hogy a jármű sikeresen átvészelte a szélsőséges hideget. A műszertartály hőmérsékletét a nappali túlmelegedés ellen is védeni kellett, ezt a rendszer automatikusan szabályozta. A napelemek hatékonyságát és élettartamát növelte, hogy a napenergiát az állítható fedéltükör segítségével optimális szögben vetítették a cellákra. A tükör berilliumból készült, amely hatékonyan veri vissza a fényhullámokat, de kevésbé az infravörös (hő) sugárzást, így javítva az energiaátalakítás hatásfokát. Ezt követően megindították a Lunohodot, tesztelve az elektromos motorok és a meghajtás működőképességét. A televíziós rendszer kifogástalan minőségű képeket továbbított a környezetről.
December 12. és december 13.: Két nap alatt összesen 4,5 órán keresztül tartottak fenn aktív kapcsolatot a holdjárművel. Ez idő alatt 252 métert tett meg a felszínen, miközben panorámafelvételeket készített és talajvizsgálatokat végzett. A mozgási periódusok alatt a napelemek és a radioizotópos hőforrás folyamatosan töltötték az akkumulátorokat.
December 18.: Újabb 197 métert tett meg, így a küldetés kezdete óta megtett teljes távolság 1022 méterre nőtt. A jármű továbbra is zavartalanul működött a meghatározott tudományos program szerint. A földi irányítók kihasználták az éjszakai műszakot (amikor a Szovjetunióban nappal volt), és további 263 métert haladtak a televíziós kamerák által előzetesen felderített és biztonságosnak ítélt terepen, kiválasztva a második holdéjszakára tervezett parkolóhelyet.
December 20.: Egy 3 óra 26 perces aktív szakaszban 337 métert haladt, útja során több kisebb kráteren is áthaladt, miközben azok morfológiáját, valamint a környező területet vizsgálta kameráival és műszereivel.
bélyegkép|jobbra|250px|A Lunohod–1 eredetivel megegyező méretű makettje a moszkvai Űrhajózási Múzeumban
December 22.: A második holdéjszaka előtt a tükröt ismét a Föld felé fordították, hogy a földi obszervatóriumok folytathassák a lézeres távolságméréseket. A leszállás óta a jármű ekkorra már 1719 métert tett meg, és 1370 méterre távolodott el a Luna–17 leszállóegységtől.
1971. január 9.: A harmadik holdnappal kezdetén, egy 2,5 órás kommunikációs ablakban 140 métert haladt, folytatva a tudományos méréseket.
Január 11.: A földi irányítóközpont éjszakai műszakja során további 517 métert tett meg, és az irányítók a járművet fokozatosan a Luna–17 leszállóegység irányába fordították, egy tervezett visszatérési manőver részeként.
Január 18.: A holdjármű sikeresen visszatért a kiindulási pontjához, a Luna–17 leszállóegységhez, miután összesen 3593 métert tett meg addig. Ez a manőver bizonyította a navigációs rendszer pontosságát.
Április 10-ig: A jármű rendkívül sikeresnek bizonyult, még 10 teljes holdciklus (holdnap és holdéjszaka) után is működőképes maradt. Összesen körülbelül 49 órányi mozgás során méter (10,54 km) távolságot tett meg a Hold felszínén. Ezalatt több mint televíziós képet és 200 darab, 360 fokos panorámaképet készített (némelyikükön akár 50 kilométeres távolságban lévő objektumok is felismerhetők voltak), több mint 500 alkalommal mérte a talaj fizikai tulajdonságait, és 25 helyszínen végzett részletes kémiai elemzést a RIFMA műszerrel.
Szeptember 14.: Ezen a napon történt az utolsó sikeres rádiókapcsolat a Lunohod–1-gyel. A Holdra szállást követően összesen 322 földi napig működött (11 holdnapon át), ebből hivatalosan 301 napon, 6 órán és 37 percen keresztül tartott a küldetése. Működésének végét valószínűleg a polónium radioizotópos hőforrás kimerülése okozta, ami miatt a holdéjszaka alatt a belső hőmérséklet kritikusan lecsökkent, végleg tönkretéve az elektronikát. A lézerreflektor azonban feltételezhetően nyitott helyzetben maradt, ami elméletileg továbbra is lehetővé tette a földi lézeres távolságméréseket, bár a pontos helyzetének ismerete nélkül ez sokáig lehetetlen volt. A szonda végül a hideg holdéjszakában végleg elhallgatott és működésképtelenné vált. Pontos végső tartózkodási helye közel 40 évig ismeretlen maradt a kutatók előtt.
Utóélete A holdjáró elveszettnek hitt pozícióját végül 2010. április 22-én azonosította be nagy pontossággal az amerikai NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) űrszondája által készített nagy felbontású felszíni felvételek elemzésével. A pontos koordináták ismeretében még 2010 áprilisában egy kaliforniai kutatócsoport sikeresen végzett lézeres távolságmérést a Lunohod–1 retroreflektorával, meglepően erős visszavert jelet kapva. Ez a felfedezés és a sikeres mérés új lehetőségeket nyitott a Föld-Hold rendszer precíziós vizsgálatában. 2013 márciusában a francia Côte d'Azur Obszervatórium munkatársainak is sikerült jeleket fogni a holdjáró lézertükréről, bár a kedvezőtlen időjárási körülmények akkor akadályozták a nagy pontosságú mérések elvégzését.A space.com cikke a lézeres kísérletről Rálőttek a 43 éves Lunohod macskaszemére – Index, 2013. április 29.
Jegyzetek
Források
K 35-letyiju poszadki na Lunu pervogo szamohodnogo apparata Lunohod 1, a Lunohod–1-projekt a fejlesztő és gyártó NPO Lavocskin honlapján (oroszul)
További információk
35 let nazad szovetszkij koszmicseszkij apparat Lunohod–1 viszagyilszja na poverhnoszty Luni, az orosz Szövetségi Űrkutatási Hivatal (Roszkoszmosz) honlapjának írása a Lunohod–1 program 35. évfordulója alkalmából (oroszul)
Elődje:KezdetLunohod-program1970–1973Utódja:Lunohod–2
Luna 047 Kategória:1970 az űrkutatásban