«Лунохо́д-1» (Аппарат 8ЕЛ № 203) — луноход, первый в мире планетоход, успешно работавший на поверхности другого небесного тела — Луны с 17 ноября 1970 по 14 сентября 1971 года. Принадлежит к серии советских дистанционно-управляемых самоходных аппаратов «Луноход» для исследования Луны (проект Е-8); работал одиннадцать лунных дней (10,5 земных месяцев), проехал .
Прибытие Лунохода-1 состоялось через 485 дней (1 год 3 месяца) после посадки Аполлона-11, первого пилотируемого лунного корабля.
Описание Предназначался для изучения особенностей лунной поверхности, радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне, химического состава и свойств грунта.
Масса планетохода составила (в том числе шасси , включая массу ходовой части с приводами ).
Длина с полностью открытой солнечной батареей — , ширина в верхней части — , ширина по колёсам — , высота — . Колёсная формула 8×8, трансмиссия электрическая (герметичные электродвигатели постоянного тока) с индивидуальным приводом колёс. Диаметр колёс — , ширина — , колёсная база — , ширина колеи — , просвет — . Колёса выполнены из металлической сетки с титановыми лопатками.
Луноход имел две скорости движения, 0,8 и , позволяющих двигаться вперёд и назад. Тормозная система — электродинамические замедлители и механические однодисковые тормоза с электромагнитным приводом. Подвеска независимая, торсионная с качанием рычагов направляющего механизма в продольной плоскости. Луноход мог разворачиваться на месте с нулевым радиусом разворота, на ходу — с радиусом разворота (по центру опорного четырёхугольника). Продольный угол статической устойчивости — 43°, поперечный — 45°. Луноход мог преодолевать выступы высотой 35 см и уступы высотой 40 см, трещины шириной 1,0 м, подъёмы в 20° (нормативно; в действительности расчёты проходимости по результатам движения на реальном лунном реголите показали, что луноход мог подниматься по 27-градусному склону).
Несущая конструкция безрамная, с несущим герметическим контейнером, представляющим собой вертикальный усечённый конус с выпуклыми основаниями (с меньшим диаметром у нижнего основания), изготовленным из магниевых сплавов. Верхнее основание используется как радиатор-охладитель системы терморегулирования, сверху закрывается поворотной крышкой с осью на задней части основания. Крышка имеет электромеханический привод и может фиксироваться в любом положении в диапазоне углов от 0 до 180°. На её внутренней стороне находится солнечная батарея; кроме того, крышка в течение лунной ночи закрывает радиатор и препятствует оттоку тепла.
Солнечная батарея собрана из кремниевых элементов, включённых в последовательно-параллельную цепь, обеспечивает до 1 кВт электрической мощности.
Доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года советской межпланетной станцией «Луна-17» и проработал на её поверхности до 14 сентября 1971 года (в этот день был проведён последний успешный сеанс связи с аппаратом). Таким образом, продолжительность работы «Лунохода-1» составила .
Оборудование
Две телекамеры (одна резервная), четыре панорамных телефотометра; Рентгеновский флуоресцентный спектрометр «РИФМА» (руководитель направления — Олег Генрихович Ивановский); Рентгеновский телескоп РТ-1; Одометр-пенетрометр ПрОП; Детектор радиации РВ-2Н; Лазерный рефлектор ТЛ
Поддержание температуры лунной ночью обеспечивалось радиоизотопным источником тепла В3-Р70-4 с начальной тепловой мощностью , которая выделялась изотопом полоний-210 (в составе полонида иттрия). Общая начальная масса полония — , период полураспада 138 дней// Саров ().
Бортовая электросеть обеспечивала питание потребителей постоянным током с напряжением . Источниками питания являются солнечная батарея и заряжаемая с её помощью буферная аккумуляторная батарея.
Иллюминаторы основной и резервной телекамер установлены на передней части корпуса на высоте 950 мм от грунта. (Низкое расположение телекамер было признано создающим трудности для операторов, поэтому в «Луноходе-2» была добавлена выносная камера на высоте глаз стоящего человека.) Телекамеры передавали картинку с низким разрешением с периодичностью 20 секунд на кадр. Как в телекамерах, так и на мониторе на рабочем месте водителя лунохода на Земле использовался телевизионный вещательный стандарт; видеосигнал преобразовывался электроникой лунохода в малокадровый сигнал для передачи по узкополосному каналу на Землю. Скорость передачи регулировалась по командам с Земли. В центре управления сигнал вновь преобразовывался к стандартному видеосигналу. В камерах использовались специальные приёмные трубки — видиконы с регулируемой памятью (пермахоны) типа ЛИ414, позволявшие экспонированное в сотые доли секунды изображение передавать в течение десятков секунд в узкой полосе частот с четкостью 500—600 линийУрвалов В. А. ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ (К 50-летию ЦНИИ «Электрон») . 2006.. Угол обзора телекамер составлял 50° по горизонтали. Одна из телекамер находится строго по центру гермокорпуса, вторая смещена вправо на 400 мм, оптические оси обеих камер параллельны продольной оси лунохода.
Рядом с камерами находится остронаправленная антенна с электромеханическим приводом, обеспечивающим точное наведение антенны на Землю, и неподвижная коническая спиральная антенна, а также кронштейн с жёстко закреплённым оптическим уголковым отражателем. Внизу передней части, вблизи от грунта, находится выносное оборудование спектрометра РИФМА.
На каждом из бортов корпуса установлены по две штыревые приёмные антенны и (в приливах гермокорпуса) по две панорамные телефотокамеры, снимающие панорамы перпендикулярно своей оси. Одна из панорамных камер на каждом борту, с горизонтальной осью, находится в миделевой плоскости и имеет вертикальную полосу обзора в направлении верх-вниз-вперёд-назад (угол обзора 360°×30°, позволяет, в частности, наблюдать звёзды для целей навигации, а также контролировать состояние колёс). Камера выдвинута так, чтобы крышка лунохода не перекрывала поле зрения сверху, её ось находится на высоте . Эти камеры, работая вместе, позволяют получить стереоскопические изображения со стереобазой 2,3 м участков поверхности, находящихся на расстоянии впереди и сзади лунохода. Кроме того, эти телефотокамеры конструктивно объединены с расположенными ниже их датчиками лунной вертикали, представляющими собой круглую стеклянную чашу с радиальной калибровочной шкалой и свободно катающимся в ней металлическим шариком. Изображение калибровочных шкал и шариков передаётся как часть панорам.
Вторая панорамная телефотокамера на каждом борту установлена на 10° сзади от плоскости миделя, имеет угол обзора 180°×30° и наклонена на 15° к вертикали, так что полоса обзора охватывает лунную поверхность сбоку от лунохода на минимальном расстоянии 1,4 м. Каждая 180-градусная панорама имела разрешение , 360-градусная — 500×6000. Все четыре панорамные телефотокамеры используют одноканальные фотоприёмники (фотоумножитель ФЭУ-96, имеющий площадь фотокатода , на который передаётся свет с помощью системы оптико-механической развёртки). Каждая панорамная камера имела фокусное расстояние , относительное отверстие 1:6, расстояние фокусировки от 1,5 м до бесконечности. Панорамы могли передаваться с двумя скоростями (4 или 1 строка в секунду), соответственно полная 360-градусная панорама снималась за 25 или 100 минут. В камерах использовалась автоматическая регулировка чувствительности по сигналу с постоянной времени 5…10 с, а также дополнительный режим работы с пониженной чувствительностью для съёмки Солнца. Аналогичные панорамные камеры были установлены на АМС «Луна-16» и «Луна-20».
На задней части корпуса установлен изотопный теплогенератор, мерное ведомое колесо одометра, механический пенетрометр для исследования свойств грунта (прибор оценки проходимости).
Оборудование в гермоконтейнере установлено на приборной раме, крепящейся на силовом шпангоуте днища. На этом же шпангоуте снаружи закреплены четыре кронштейна ходовой части, состоящей из восьмиколёсного движителя и индивидуальной эластичной подвески колёс. Статический прогиб подвески средних колёс составляет , крайних — ; динамический прогиб подвески всех колёс составляет . Каждое колесо имеет индивидуальный редуктор и тяговый электродвигатель. В случае аварийного заклинивания редуктора или электродвигателя ось каждого колеса может быть по команде с Земли необратимо расцеплена с редуктором путём подрыва пироустройства, разрушающего выходной вал редуктора по ослабленному сечению; в результате заблокированное колесо становится ведомым. Эта возможность в ходе эксплуатации никогда не была использована. Аппарат был рассчитан на передвижение даже в случае, когда ведущими останутся лишь по два колеса с каждой стороны.
Внешние устройства лунохода имеют пассивное терморегулирование. Гермоконтейнер обеспечивается стабилизацией температуры с помощью двухконтурной активной циркуляционной системы терморегулирования, включающей контуры нагрева и охлаждения. Контур нагрева соединяет изотопный теплогенератор, находящийся снаружи гермокорпуса, и внутренний теплообменник. Охлаждающий контур включает в себя радиатор-охладитель на верхнем основании гермоконтейнера и четыре испарителя-теплообменника, в которых газ-теплоноситель охлаждается за счёт испарения воды (по незамкнутому циклу, то есть вода испаряется во внешнее пространство). Испарители-теплообменники, расположенные на магистрали, соединяющей радиатор и гермоотсек, дополнительно охлаждают газ-теплоноситель во время движения при больших углах возвышения Солнца. Перемещение газа по магистралям и внутри гермоконтейнера обеспечивается системой заслонок и вентиляторов, управляемых автоматически. В ходе эксплуатации температура внутри гермоконтейнера поддерживалась в диапазоне 273…313 К .
Ориентация контролировалась с помощью внутренних гироскопов.
Запуск и эксплуатация
Автоматическая межпланетная станция «Луна-17» с «Луноходом-1» стартовала 10 ноября 1970 года и 15 ноября вышла на орбиту искусственного спутника Луны.
17 ноября 1970 года в 03:46:50 по всемирному времени станция благополучно прилунилась в Море Дождей в точке с координатами 38,25 ю. ш. и 325,00 в. д. с вертикальной скоростью около 2 м/с. На поверхность Луны был доставлен пятиугольный вымпел с барельефом В. И. Ленина, Государственный флаг СССР и Государственный герб СССР. В 06:28 UT были откинуты пандусы, «Луноход-1» открыл крышки телекамер и передал панораму пандусов, чтобы убедиться в отсутствии препятствий, а затем съехал на лунный грунт, проехал 20 м по поверхности и поднял крышку с солнечной батареей для зарядки аккумулятора. За первые трое земных суток луноход проехал 197 метров и в связи с наступлением лунной ночи перешёл в ждущий режим.
В течение первых трёх месяцев запланированной работы помимо изучения поверхности аппарат выполнял ещё и прикладную программу, в ходе которой отрабатывал поиск района посадки пилотируемой лунной кабины. После выполнения программы луноход проработал на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного ресурса (3 месяца). За время нахождения на поверхности Луны «Луноход-1» проехал , обследовав площадь в , передал на Землю 211 лунных панорамСканы панорам «Лунохода-1» доступны на сайте Лаборатории сравнительной планетологии ГЕОХИ и 25 тысяч фотографий. Максимальная скорость движения составила . Суммарная длительность активного существования Лунохода составила 301 сутки 06 ч 37 мин. За с Землёй было выдано . Прибор оценки проходимости отработал 537 циклов определения физико-механических свойств поверхностного слоя лунного грунта, в 25 точках проведён его химический анализЛунные зонды СССР , astronaut.ru.
8 марта 1971 года операторы «Лунохода-1» в честь праздника дважды «нарисовали» на Луне колёсами цифру «8»Луноходу — 40 лет, интервью Вячеслава Довганя . Голос России..