Высадиться на Луну в одном аппарате, жить там во втором, а колесить по окрестностям в третьем — не черезчур ли расточительная стратегия? Обитаемый луноход и ходячий жилой отсек, испытанные недавно NASA, предлагают размыть границы между техникой различного назначения. Гибкость в стиле Lego и мобильность становятся лейтмотивом новых проектов.
Жаркая и сухая аризонская глушь, участок Black Point Lava Flow — отличное место для имитации работы техники на Луне. Именно сюда отправилась команда инженеров и учёных NASA "Крысы пустыни" (Desert RATS), чьё название вообще-то расшифровывается вполне прозаически: Desert Research and Technology Studies, а именно "Исследования и технологии в пустыне".
Далеко не первый год в таких экспедициях Desert RATS тестирует самые свежие разработки американского космического агентства, призванные вернуть людей на поверхность Селены, а позднее — помочь им в освоении Марса. Нынешняя вылазка на природу, завершившаяся несколько дней вспять, позволила во время пары недель испытать сразу несколько роботов и машин. О них мы вам в настоящее время расскажем во всех деталях.
Именно на таких "избушках" астронавты должны изучать окрестности лунной базы .
Центральное место по праву занимает аппарат с простым названием "Электрический луноход" (Lunar Electric Rover — LER). Это крупное обитаемое транспортное средство с весьма интересной конструкцией. Фактически LER способен превратиться в подвижную мини-базу, в которой исследователи Луны будут в состоянии жить и работать множество дней подряд, в случае восстребованности гораздо удаляясь от места посадки.
Впервые идея не просто лунохода, вот только миниатюрной самоходной базы была высказана американскими специалистами ещё в 2004-м, вот только теперь, пройдя большинство корректировок, она обрела зримые очертания.
LER и его базовая платформа, способная действовать сам .
В основе LER лежит лунный грузовик, ныне получивший имя Chariot. Это роботизированная плоская платформа с 12 колёсами, сгруппированными по двое. И те, и другие являются ведущими, и все могут независимо поворачиваться на 360 градусов. Это делает LER чрезвычайно поворотливым. Он способен двигаться в любую сторону, хотя боком, и разворачиваться на месте.
Собственно обитаемый отсек лунохода похож на кабину какого-нибудь вертолёта — обзор великолепный. Есть более того специальный выпуклый "пузырь" в нижней части остекления, для больше пристального осмотра местности прямо перед носом машины.
Пузырь в нижней части кабины — это вероятность "высунуть нос" поближе к интересному объекту. На верхнем снимке эту деталь лунохода апробирует корреспондент Technology Review Бриттни Саусер (Brittany Sauser), на нижнем – геолог Брент Гэрри (Brent Garry), участник нынешней экспедиции Desert RATS .
Внутри кабины расположен не всего лишь пульт управления. В её глубине предусмотрено немало места для хранения оборудования. Есть и спальные места и всё необходимое для жизни. Луноход XXI века — это маленький дом на колёсах.
Любопытно тоже, что внутри LER имеется велотренажёр, вращая педали которого, астронавты могут... заряжать аккумуляторы лунохода!
Интерьер кабины может перегораживаться раздвижными шторками. Предусмотрены и "занавески" на иллюминаторах (кадры Brittany Sauser/Technology Review).
В его задней части обращает на себя внимание поднимающийся "капюшон", или тент, под которым обнаруживается пара скафандров, словно вросших в заднюю стенку кабины. Такое их расположение не случайно. Спины костюмов герметично соединены с самим LER, в котором сзади имеется пара дверок для доступа в скафандры.
Брент Гэрри и астронавт Майк Гернхардт (Michael Gernhardt) проверяют удобство пристыкованных скафандров. На левом кадре (сделанном ещё на площадке одного из исследовательских центров NASA) тент с лунохода снят. А вообще этот "капюшон" призван защищать скафандры от пыли и микрометеоритов .
Если астронавты захотят прогуляться по Луне, они залезут в свои костюмы и, отсоединившись, будут в состоянии покинуть луноход. Возвращение — в обратном порядке. Для аккуратной стыковки "задним ходом" в системе предусмотрено несколько хитростей.
Потом того как астронавт проник в скафандр изнутри лунохода, автоматика закрывает его "спину", при всем этом, обратите внимание, синхронно закрывается и дверца кабины. Таким образом потом отстыковки человека луноход остаётся герметичным. Замки, удерживающие скафандр на луноходе, – электромеханические. Для упрощения попадания спиной в стыковочный узел предусмотрены направляющие .
Данный оригинальный способ входа и выхода, названный Suit Port, в первый раз всплыл в концептуальных набросках специалистов NASA в 2007-м. Он позволяет сэкономить пространство на классическом шлюзе.
Более того, Suit Port исключает восстребованность разгерметизации всего лунохода, радикально сокращает количество вредной лунной пыли, способной проникнуть внутрь в течение операции "вход-выход", наконец, значительно экономит время. Так, на МКС подготовка к выходу в космос, надевание скафандров и собственно шлюзование занимает шесть часов. А LER его обитатели могут покинуть менее чем за 10 минут.
Конечно, у лунохода имеется и пара обычных люков — на правом и левом бортах. Всего лишь нужны они для других целей. О них мы скажем чуть ниже.
Снова Брент и Майкл. Внизу: экспедиция Desert RATS проверила способность LER и Chariot преодолевать разнообразные препятствия .
Стоит добавить, что, находясь в костюмах, прикреплённых к стенке аппарата, астронавты тоже могут управлять луноходом (соответствующий джойстик имеется напротив площадки со скафандрами).
Из интересных особенностей машины стоит упомянуть 2,5-сантиметровый радиационный щит в стенках — пустые полости, которые в реальной экспедиции будут заполнены водяным льдом. Заодно он станет выполнять роль охладителя, помогающего удерживать температуру в кабине на приемлемом уровне.
Весит LER (на Земле, конечно) 4 тонны. Длина аппарата равна 4,5 метра. Мощность его составляет всего 20 лошадиных сил, а максималка 10 километров в час, вот только особо торопиться машине вроде и некуда. Зато она способна преодолевать 30-градусные подъёмы и переваливать через метровые валуны. А главное — резерв хода LER составляет несколько сот километров!
Во всяком случае NASA утверждает, что цель развития этого проекта — появление LER, способного пройти без зарядки порядка 480 км (рабочий прототип обладает больше скромными возможностями). А значит, покорители Луны будут в состоянии в LER совершать многодневные походы на расстояние больше 200 километров от точки посадки и возвращаться обратно.
В последних полётах на Луну у астронавтов был открытый ровер, и они могли, в теории, удаляться на нём от посадочной кабины лишь на несколько километров максимум. Таким образом на расстояние, которое люди смогли бы пройти пешком в случае отказа машины.
Электромоторы LER питаются от литиево-ионных аккумуляторов и топливных элементов. В нынешней опытной версии лунохода батареи имеют удельную ёмкость 125 ватт-часов на килограмм, вот только финальный вариант станет оборудован аккумуляторами с удельным показателем 200 Вт-ч/кг .
Но внезапно в паре сотен километров от базы что-то случится с LER? План предполагает посылку в район лунного "лагеря" сразу двух таких машин. На первой пара астронавтов должна совершать вылазки, а вторая пара при всем этом станет оставаться на базе (всего в любой высадке на Селене будут принимать участие по четыре человека).
При восстребованности вторая двойка сможет на своём луноходе добраться до застрявших товарищей и забрать их из неисправной машины. Два LER при всем этом становятся бок о бок и стыкуются герметично. Астронавтам более того не придётся выходить наружу. И хоть номинальный экипаж одного LER — два астронавта, все его системы жизнеобеспечения расчитаны на четверых.
Принцип стыковки LER. В тестах в исследовательском центре и в испытаниях в пустыне подвижной была всего лишь одна из кабин, вот только, по идее, обе будут на колёсах .
LER — гибкая и универсальная система. Сама кабина лунохода способна играть роль постоянного домика и укрытия на случай солнечных штормов.
Chariot же может использоваться астронавтами для перемещения больших грузов. В также время управлять тележкой можно стоя прямо на ней, или с пульта дистанционного управления. На Chariot, более того с кабиной лунохода наверху, в задней части платформы остаётся ещё пространство для дополнительной нагрузки, скажем, съёмного блока научного оборудования. И это же шасси тоже может быть оборудовано бульдозерным ножом.
Cверху: в ходе нынешней экспедиции Гернхардт и Гэрри воспроизводили работу астронавтов ночью. Внизу: новый луноход может играть роль бульдозера, правда, проверяли это ещё до "высадки" в Black Point .
Но и это не всё. Из LER можно сотворить двухкомнатную квартиру. Для чего следует обратиться к помощи ещё одного примечательного аппарата. Зовут его "Атлет" (ATHLETE). Это также самоходная платформа с беспрецедентной маневренностью, вот только круглая в плане. А важное её отличие от Chariot — способность поднимать тяжести на приличную высоту.
В лунных экспедициях ATHLETE может использоваться для перемещения по территории базы самого различного оборудования. А одним из вариантов его применения станет включение данного робота-крана в состав специального жилого модуля. Вернее, инженеры намерены собрать, как из кубиков, такую систему. Внизу — посадочная ступень Altair, на ней — ATHLETE с поджатыми лапами, а на "Атлете" — тот самый модуль, названный HAB.
Габаритный макет "Альтаира" с жилым отсеком HAB, удерживаемым многоногим "Атлетом" .
После посадки ATHLETE распрямляет свои лапы, разворачивает их и приподнимает жилой отсек вверх, затем он, словно портальный кран, аккуратно отъезжает в сторону и мягко приседает вниз. Далее машина может подъехать к луноходу и пристыковать к его боковому люку "бочку" HAB, таким образом расширяя обитаемое пространство базы. Как это происходит, можно увидеть в этом ролике.
Максимальная скорость ATHLETE тоже составляет 10 километров в час. Преодолеваемый подъём — до 35 градусов на твёрдой поверхности и до 25 градусов на песке.
ATHLETE покинул точку посадки и опустил свою ношу вниз. На нижнем кадре ATHLETE передвигается, готовясь к стыковке с луноходом .
В ходе нынешней экспедиции её участники смоделировали 14-дневное пребывание астронавтов на Луне, доказав, что во время данного срока два человека, например, могут спокойно жить в LER, совершая выходы из него в скафандрах. Самостоятельно LER за это время преодолел по песчаной и каменистой местности 142 километра.
И пусть это ещё не финальная машина, которую отправят на Луну, предложенный опытный экземпляр, по словам Майкла Гернхардта, близок к "боевому" варианту, насколько это предположительно.
Как видим, скафандры оставались выключенными. Вот только тесты в пустыне, тем не менее, имели большую ценность. Удобно ли носить такие костюмы подолгу? Удобно ли в них собирать образцы? Под рукой ли необходимые переключатели? На нижнем кадре в кабине LER – Гэрри .
Также "крысы" смоделировали поиск потерявшихся на местности астронавтов, с применением специально созданного для Луны навигационного оборудования. Навигационные спутники GPS Луну, по понятным причинам, не обслуживают. Таким образом пришлось разрабатывать новый комплекс, работающий непосредственно на месте действия (о проблеме "спортивного ориентирования" на Селене и её решении мы говорили).
В следующем ролике можно увидеть, насколько маневрен новый луноход, как он преодолевает разные препятствия, как его экипаж покидает аппарат в скафандрах, встроенных в заднюю стенку машины, как луноход подбирает с грунта ящик для научного оборудования и образцов и как LER стыкуется со второй аналогичной кабиной.
Американцы тоже попробовали выяснить, как виляет на работу астронавтов на поверхности Луны режим связи с центром управления. В ходе экспедиции моделировались три типа связи: постоянная, крайне ограниченная и с задержками во времени.
Кроме того, в масштабах лунной программы специалисты NASA создали небольшой беспилотный луноход K-10, который призван проводить дистанционную разведку окрестностей места посадки людей, составляя карты и передавая информацию о потенциально интересных объектах.
K-10 также был испытан в аризонской пустыне. Масса данного ровера составляет 80 килограммов, и он может нести до 5 килограммов научного оборудования, в том числе лидар, гигапиксельную цветную панорамную камеру и камеру для макросъёмки. Максимальная скорость данной машинки составляет 0,9 метра в секунду .
Программа высадки "десанта" Desert RATS в пустыне является важной составляющей лунного проекта США. Неудивительно, что конкретно здесь можно наглядно увидеть — как будут проходить лунные миссии.
Забавно, что название Desert RATS можно тоже перевести как "чушь пустыни". Вот только представляется, что занятия этих ребят – далеко не чушь .
Источник: www.membrana.ru
