Первые шаги самоходной станции Луноход - 1

17 ноября 1970 года в 7 часов 20 минут по московскому времени в районе Моря Дождей на Луне советский самоходный космический аппарат «Луноход-1», управляемый с Земли, преодолел первые несколько метров. С этого момента началась новая эпоха исследований спутника Земли.

Луноход-1

Триумф лунохода стал поводом почти для всенародного ликования!

Одним из факторов, позволивших реализовать отечественную программу запуска луноходов, являлось создание источников тепла и электроэнергии на основе изотопных ядерно-энергетических установок (ЯЭУ). Работы над этими установками были начаты в 1962 году. Достоинством изотопных ЯЭУ является относительная простота и возможность использования в космических полетах различной сложности и длительности.

Для создания подобных установок потребовалось создание специальных тепловыделяющих материалов, генераторов тепла и электроэнергии на их основе. В качестве первого радиоактивного источника энергии рассматривался изотоп полоний-210.

Первоначально радионуклид полоний-210 использовался для изготовления полоний-бериллиевых источников нейтронов, размещающихся в ядерных зарядах. Под научным руководством Зинаиды Васильевны Ершовой в стране было создано постоянно действующее, экологически чистое производство полония. Промышленные реакторы были построены для получения ядерных материалов плутония и трития для ядерного оружия. Однако специалисты ВНИИНМ нашли оригинальное техническое решение по снижению затрат на производство делящихся материалов. Были созданы промышленные уран-графитовые реакторы с производством тепловой и электрической энергии.

В 1962 году начался этап конверсии изотопного производства, и перед учеными и специалистами была поставлена задача найти полонию гражданское применение. И оно было найдено.

Была решена задача функционирования космических аппаратов, которые потребляют значительное количество электроэнергии для питания бортовой аппаратуры. Традиционно для этого используются химические батареи, подзаряжаемые от солнечных батарей. В тех случаях, когда использование солнечных батарей неэффективно, например, в дальнем космосе или на планетах, целесообразно применять изотопные источники тепла и электроэнергии. И хотя КПД таких систем невелик (не более 5%), их применение себя оправдало.

Луноход-1 на поверхности Луны 1970 г.

Первая экспериментальная модель термоэлектрического генератора «Л-106» с источником тепла на основе Ро-210 была разработана, изготовлена и представлена в 1962 году. Через год в содружестве с ЭМЗ «Авангард», Сухумским физико- техническим институтом и Физико- энергетическим институтом (Обнинск) были решены основные технические проблемы и предложена концепция конструкции ампулы, в которой концентрировалось изотопное топливо Ро-210. Техническое задание было жестким. Достаточно сказать, что ампула с изотопным топливом должна сохранять герметичность после удара о гранит или грунт со скоростью до 100 м/сек при температуре 1000-1300°С.

Уже 1965 году два изотопных электрогенератора на основе полония успешно работали на спутниках «Космос-84» и «Космос-90».

В 1969 году решается вопрос об использовании изотопного источника тепла для космической станции, направляемой на Луну. Разработанный специально для этих целей источник тепла удовлетворял всем требованиям технического задания и концепции обеспечения радиационной безопасности. Предназначался он для использования в качестве источника тепла для поддержания нормальной температуры в приборном отсеке во время «лунной ночи».

В 1970 году изотопные электрогенераторы были использованы для энергообеспечения самоходного аппарата "Луноход-1", а в 1973 году - "Лунохода-2".

Сложностей было много. Не надо забывать, что продолжительность «лунного дня» и «лунной ночи» составляет около 15 суток. Отсутствие атмосферы и медленное вращение естественного спутника Земли вокруг своей оси приводят к огромному перепаду температур – 300°C (днем +130°C, ночью –170°C). В то время как оптимальная температура для некоторых систем не должна превышать комнатную земную. Конструкция теплового блока обеспечила «домашние» условия.

Благодаря изотопному источнику «Луноход-1» "прошагал" по Луне 322 суток, а «Луноход-2» 220 суток, что значительно превышало заданные требования.

Экипаж Лунохода-1

Долгое время официально считалось, что "Управление движением «Лунохода-1» производится из Центра дальней космической связи с использованием телевизионной информации о положении аппарата и характере рельефа окружающей лунной поверхности...». Несмотря на вполне гражданское предназначение лунохода членов экипажа на долгие годы засекретили.

Отряд водителей лунохода был создан в 1967 году.

Сложность управления КА «Луноход-1» заключалась в том, что задержка сигнала из-за расстояния доходила до 24 секунд. Получалось, что к тому времени как придет новая картинка луноход продвинется на несколько метров.

Для тренировки экипажа по вождению лунохода был создан полигон размером 70х120 м, идентичный лунному рельефу. С углублениями, кратерами, разломами, россыпью камней различной величины.