Сочинение на тему луноход

Обновлено: 03.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

проектно - исследовательских работ учащихся 1-11 классов

Луноход-исследователь других миров

Если посмотреть на небо, кажется, оно совсем близко – протяни руку и дотронешься до Солнца или Луны, ну а если залезть на макушку высокого дерева, то и вовсе окажешься рядом с ними. Но на самом деле это не так. Ни мы своей рукой не можем дотянуться до неба, ни деревья своими макушками. Солнце, луна и звезды очень далеко от нас. Это большие планеты, до которых нужно лететь на космическом корабле.

Луна – это спутник нашей планеты, она находится всего в трех днях пути. Она двигается вокруг Земли против часовой стрелки. Луна внешне напоминает планету – она круглая и большая. И вот уже миллионы лет круглые сутки крутится вокруг Земли.

Цель проекта: изучить работу лунохода на Луне и создать его модель из деталей конструктора LEGO WeDo.

Задачи проекта:

- расширить знания о луноходах;

- изучить устройство лунохода;

- создать модель лунохода и привести ее в движение;

- рассказать о проекте одноклассникам.

Мы наметили следующие этапы работы:

1 этап. Поиск информации о луноходах

2 этап. Разработка и создание модели из деталей конструктора LEGO WeDo

3 этап. Создание управляющего алгоритма

Теоретическая часть

Что такое луноход

-герметичного приборного отсека с аппаратурой

Приборный отсек служил для размещения аппаратуры бортовых систем. Самоходное шасси предназначалось для перемещения лунохода по поверхности Луны. Колес было 8.Луноход имел высокую проходимость и надежно работал в течение длительного времени.

Советские луноходы

Работая над проектом, мы выяснили, что за всю историю космонавтики было создано несколько луноходов.

Луноход-2 почти не отличался от своего предшественника, но был усовершенствован. Просуществовал он недолго, но смог провести сотни измерений и экспериментов. Луноход зацепил лунный грунт и перестал получать подзарядку солнечной системы.

Луноход-3 – это была машина, вобравшая в себя самые лучшие качества предшественников, имела на борту самое совершенное техническое оборудование и новейшие научные приборы. Теперь Луноход- 3 всего лишь экспонат музея в Московской области.

2.Практическая часть

Оригинал статьи и многие другие материалы вы можете найти на нашем сайте .

Ставьте, пожалуйста, лайки и подписывайтесь на канал "О планетах" . Это позволит нам публиковать больше интересных статей.

Луноходы предназначались для предварительного обследования предполагаемого места посадки жилого модуля, автоматического сбора данных (фото, видео, замеры, пробы грунта); могли использоваться как личный транспорт (оснащались ручным управлением) и как передвижной посадочный радиомаяк.

Первый Луноход: сделано в СССР

Технически, первый луноход, который должен был опуститься на Лунную поверхность в 1969 г, не выполнил задачу из-за аварии ракеты-носителя (головной обтекатель грузового отсека развалился из-за дефицита прочности еще на этапе разгона).

Проектирование

Работа над аппаратами для освоения Луны была начата в 1966 году и шла раздельно: в КБ завода имени Лавочкина (руководитель Бабакин Г. Н.) рассчитывалась и собиралась корпусная часть – гермокорпус, аккумуляторы для солнечных батарей, сами батареи, антенны, камеры, манипуляторы.

Работа над шасси – выполнялась во ВНИИтрансмаш (КБ, проектировавшем танки и военную технику СССР) под руководством А. Л. Кемурджиана.

"Луна-9" - Советская автоматическая межпланетная станция для изучения Луны и космического пространства (фото из открытых источников)

Обкатка

Управлялся Луноход дистанционно, через сеть приемно-передающих (ретрансляционных) станций (НИП-10, НИП-16). Данные с двух телекамер Лунохода поступали на радиотелескоп ТНА-400, расположенный в закрытом центре космической связи Симферополь-28 (ВЧ 14109).

На территории этой военной части в сентябре 1968 года был организован полигон для обкатки первых планетоходов: котлован площадью 70х120 м, наполненный битым ракушечником. Рельеф сооружения имитировал механические свойства поверхностного слоя лунного грунта (реголита).

Космическая связь тех лет не могла обеспечить качественного гладкого телеизображения. Кроме того, радиосигнал с Луны доходил с задержкой, поэтому решено было сократить частоту передаваемых кадров с обычных 25 в секунду до одного фото в 3–20 секунд.

Луноход 1

Масса - 900 кг
Длина шасси - 2215 мм
Высота - 1920 мм
Диаметр (верх основания) - 2150 мм
Количество колес: 8 шт
Диаметр/ширина колес: 510 мм/200 мм
Максимальная скорость - 4 км/ч
Мощность солнечных батарей - 180 Вт
Аккумуляторы: Серебряно-кадмиевые
Емкость: 200 А/ч
Система обогрева: Радиоизотопная 170 Вт
Источник тепла: Капсулы Po 210 (Полоний)

Кузовом (платформой для шасси и бортовой аппаратуры) служил герметичный литой корпус из магниевого сплава с изолирующим слоем толщиной 20 см.

На Земле мотор-колеса обеспечивали Луноходу максимальную скорость около 10 км/ч, но мощность была искусственно снижена вполовину, чтобы аппарат не перевернулся из-за низкой силы тяжести (в 6 раз меньше земной).

флуоресцентный спектрометр (в рентгеновском диапазоне);
фиксатор пройденного пути;
определитель вязкости и твердости материалов;
дозиметр (РВ-2Н);
лазерный отражатель (ТЛ).

По бортам лунохода были установлены 6 панорамных телекамер (4 телефотометра и 2 камеры, одна из которых была резервной) и три антенны. Камеры управлялись раздельно, двумя независимыми системами.

Луноход-1 — первый лунный самоходный аппарат. Он был доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года, советской межпланетной станцией Луна-17 и проработал на её поверхности до 4 октября 1971 года. Предназначался для изучения особенностей лунной поверхности, радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне, химического состава и свойств грунта.

Основную сложность при управлении луноходом составляла задержка времени, радиосигнал двигался до Луны и обратно около 2 секунд, и применение малокадрового телевидения с частотой смены картинки от 1 кадра в 4 секунды до 1 в 20 секунд. В результате общая задержка в управлении доходила до 24 секунд.

ВНИИТрансМаш
Основным разработчиком шасси для планетоходов (колеса, двигатели, привод, подвеска, система управления ими) в СССР был (и остается до настоящего времени в России) ленинградский ВНИИтрансмаш (ВНИИТМ). В этом учреждении разрабатывались главным образом шасси для танков, так что был накоплен обширный опыт в области создания транспорта повышенной проходимости, ведь общее свойство у планетохода и танка - движение по неподготовленной местности.

В одном из цехов ВНИИТМ

Здесь было создано и испытано множество самых различных устройств - Луноход 1 и 2 (1970), шагающий планетоход отправленный в 1971 году на Марс, прыгающий для Фобоса (1988), робот для очистки крыши разрушенного энергоблока Чернобыльской АЭС (1986), планетоход для неудавшейся экспедиции Марс-96, несколько планетоходов в рамках сотрудничества с зарубежными организациями (в последние годы) и т.д.

Наверное многие обратили внимание, что все луноходы, которые перемещались по другим планетам - колёсные. И это при том, что давно известно множество других подходов - гусеничный, шагающий и т.д. Видимо, есть серьезные причины выбирать именно колеса.
Почти все небесные тела которые доступны нам для исследования имеют твердую поверхность с множеством относительно ровных участков. Там нет болот, зыбучих песков, леса и растительности, которые могли бы потребовать гусениц или шагающих движителей. На Луне и Марсе, также как на Меркурии и Венере - везде колеса вполне можно использовать.

Колёса - очень экономичный вид движителя. Чтобы прокручивать, скажем, гусеницы, нужна куда большая мощность. А ведь это дополнительные батареи, которые нужно доставлять за сотни тысяч километров.
Важна и надежность - проблематично заменить на Марсе порванную гусеницу или сломанный рычаг ноги, в то время как поломка даже нескольких колес совсем необязательно ставит под угрозу выполнение задачи.
Теория движения колесных машин также разработана лучше всего. Достаточно вспомнить, что до сих пор почти не нашли применения шагающие машины, даже в хорошо изученных земных условиях.
Сравнительно прост и привод колес от электромоторов, легко обеспечивать разворот.
Итак, выбор колёсного движителя явно оправдан. Далее мы рассмотрим несколько вариантов колёс созданных во ВНИИТМ

Колёса Лунохода
______________
Колеса Лунохода уже можно считать классикой. Большинство последующих макетов и реальных планетоходов хоть что-то, да позаимствовали от них. Колеса состоят из трех титановых ободов, с закрепленной на них стальной сетки с грунтозацепами из того же титана. На твердой поверхности опора происходит на средний обод, на мягком же грунте обод проникает глубоко и тогда работает сетка.

Пробные варианты колёс для Лунохода
Это два пробных варианта колес для Лунохода. Колесо подрессоривается, в одном случае, с помощью упругих металлических лент, в другом - с помощью цилиндрических пружин вдоль оси колеса.

Еще один вариант - здесь внешняя поверхность колеса сделана из упругой сетки, однако под сеткой размещены ленточные пружины, которые работают когда при ударах сетка проминается. Профиль колеса мешает боковому сползанию. Грунтозацепы (в середине) работают главным образом при прогибании сетки на твердых грунтах.

Для планет с сильной гравитацией (Марс, Земля) от непрочной сетки отказываются в пользу сплошной поверхности с грунтозацепами (оболочковое колесо). В случае с марсоходами ученые исходили из первых фотографий "Викинга" где поверхность Марса выглядела каменистой.

Как видно, во всех конструкциях стараются обеспечить хорошую сцепляемость с грунтом (грунтозацепы, сетка), небольшой вес (отсутствие сплошных дисков, по возможности сетка и спицы, либо сплошное но полое колесо), подрессоривание (спицы, пружины и т.п.), меры против бокового сползания (характерный выпуклый либо вогнутый профиль).
Почти во всех колесных планетоходах колесо представляет собой единый (часто даже герметизированный) модуль, включающий также редуктор, электромотор, тормоз, необходимые датчики. Называется такой модуль "мотор-колесо". Применение мотор-колес позволяет, наряду с подвеской, обеспечивать равную нагрузку на все колеса и эффективное использование мощности на неровностях ландшафта, при повисании части колес в воздухе и т.п.

Мотор-колесо в разрезе
Если же рассматривать колесный движитель в целом, возникает вопрос - почему у планетоходов, в частности Лунохода, столько колёс?
Во-первых, до последнего момента не исключалось использование гусениц. В случае с 8 колесами Лунохода это не потребовало бы полного пересмотра конструкции. Во-вторых, снижение нагрузки на грунт. И наконец, надежность - работоспособность при выходе из строя нескольких колес.
На случай заедания в приводе колес в Луноходе были предусмотрены специальные механизмы разблокировки. Пиротехнический заряд по команде с Земли мог перебить вал и в результате неисправное заблокированное колесо стало бы ведомым. У четырех колесного такое было бы невозможно. К счастью, эта возможность не была ни разу использована

Подвеску делают независимой для каждого мотор-колеса. Это позволяет преодолевать небольшие выступы и впадины избегая сильных кренов всей машины и перегрузки отдельных двигателей. В идеале, каждое колесо в любой момент времени должно касаться грунта, причем с примерно одинаковыми нагрузками от взаимодействия с ним. Это обеспечивается не только механикой, но и электронной частью, оценивающей нагрузки на двигатели, и подвеску. Механическая часть подвески обычно выполняется в виде рычагов, причем в качестве упругих элементов используются торсионы - стальные или титановые стержни, которые представляют собой "пружину" работающую на кручение. Использование гидравлики проблематично, из-за сильных колебаний температуры на поверхности планет.

Торсион
_______
Поучительна история гибели Лунохода-2 - на нем был установлен новый датчик крена-дифферента (весь блок автоматики Лунохода-2 разрабатывался с тройным дублированием - как для обитаемой машины).
Датчик в Луноходе-1 был разработан самим ВНИИТМ, но посчитали, что машиностроительное предприятие должно заниматься своим делом и разработку нового датчика поручили другой организации.
В новом датчике использовалась незамерзающая жидкость. Однако, не была учтена малая сила тяжести на Луне. В результате, сразу после прилунения, датчик оказался нерабочим. А ведь этот датчик должен предохранять Луноход от опрокидывания - автоматически останавливать его, если наклон слишком велик (попутно - позволяет получить представление о геометрии лунной поверхности). Здесь же он показал что Луноход стоит под углом 40 градусов еще до съезда с посадочного модуля.
Пришлось ездить без датчика, ориентируясь лишь на то, что видно через телекамеры - линию горизонта и простой уровень - катающийся металлический шарик. Все шло хорошо, но на третий месяц Луноход заехал в довольно большой кратер. Он стоял там с открытой солнечной батареей и подзаряжался. Когда пришло время выезжать из кратера, недооценили угол наклона. В результате, машина зацепилась солнечной батареей, на нее попал грунт, что привело к падению мощности. Попытки стряхнуть грунт только усугубили положение - грунт попал во внутренний отсек. Так закончил свою жизнь Луноход-2.
Кстати говоря, Луноходу-1 повезло еще меньше - при старте взорвался ракетоноситель. Так что тот Луноход-1 что был на Луне - не совсем первый Луноход.
В любом случае Луноход-2 прошел по Луне намного большее расстояние - 40 км за 3 месяца, чем Луноход-1 - 10 км. за 10 месяцев. Сказался опыт, который приобрели исследователи и водители.

Идея создания самоходных аппаратов-разведчиков для исследования космических объектов (планет и спутников) родилась в начале 60-х годов прошлого века в знаменитом ОКБ-1, которым руководил Сергей Павлович Королев. К тому времени уже были разработаны проекты автоматических межпланетных станций, в задачу которых входила мягкая посадка на поверхность Луны, а также сбор и передача на Землю научных данных. Однако очевидным минусом таких устройств являлась их статичность. Естественным продолжением темы спускаемых аппаратов стала концепция самоходной исследовательской станции.

Больше всего разногласий было именно по четвертому пункту. Требовалось выбрать оптимальный способ передвижения по лунной поверхности. Но, несмотря на большие успехи в изучении естественного спутника Земли при помощи радиолокации и фотографирования космическими аппаратами, один критически важный вопрос оставался неразрешенным. Какова структура лунного грунта?

Луну считать твердой!

Климат-контроль

ЭКИПАЖ

Специалисты ВНИИ-100 разработали наземный пульт управления и предложили методику обучения водителей.

Кстати, об экипаже.

15 сентября 1971 года, при наступлении одиннадцатой лунной ночи, телеметрия показала, что температура внутри приборного отсека начала падать — вероятно, из-за выработки ресурса изотопного источника тепла. 30 сентября, в начале очередного лунного дня, аппарат уже не вышел на связь.

Продолжение истории

Видит око да зуб неймет.

ЗА ЭНЕРГИЕЙ — НА ЛУНУ!

Однако в последнее десятилетие Луна вновь попала в поле зрения ученых, инженеров и политиков. В начале XXI века Китай опубликовал свою программу освоения естественного спутника Земли. План весьма амбициозный: помимо детального исследования и сканирования лунной поверхности при помощи спутников, он включает в себя доставку луноходов (2011 год), отправку образцов грунта на Землю (2012 год) и даже строительство лунной базы (2030 год).

Интересно, что до сих пор нет никакой официальной информации о том, что у России есть своя лунная программа. Но значение гелия-3 для мировой энергетики слишком велико. Маловероятно, что российское руководство не имеет никаких планов относительно этого изотопа. Гелий-3 в настоящее время считается наилучшим вариантом топлива для термоядерных электростанций будущего. Всего лишь один килограмм этого изотопа способен обеспечить электроэнергией мегаполис размером с Москву на шесть лет вперед!

Впрочем, человечество это не остановит. Пока не придумана эффективная защита от рентгеновского излучения, на Луне будут работать роботы. Луноходы нового поколения.

Первые луноходы, реализованные в рамках Советской Лунно-посадочной программы пилотируемых полетов (1969–1977 г), должны были обеспечить астронавтам мощную техническую поддержку. Луноходы предназначались для предварительного обследования предполагаемого места посадки жилого модуля, автоматического сбора данных (фото, видео, замеры, пробы грунта); могли использоваться как личный транспорт (оснащались ручным управлением) и как передвижной посадочный радиомаяк.

Первый Луноход: сделано в СССР

Проектирование

Работа над шасси – выполнялась во ВНИИтрансмаш (КБ, проектировавшем танки и военную технику СССР) под руководством А. Л. Кемурджиана.

Обкатка

Луноход 1

флуоресцентный спектрометр (в рентгеновском диапазоне);
фиксатор пройденного пути;
определитель вязкости и твердости материалов;
дозиметр (РВ-2Н);
лазерный отражатель (ТЛ).

Но несмотря на несерьезный вид, первый луноход провел огромную и серьезную научную работу:

проработал 11 месяцев (вместо 3 расчетных);
проехал 10,5 км со средней скоростью 2 км/ч;
произвел точное измерение расстояния между Землей и спутником;
выполнил 537 физических проб грунта;
провел химический анализ почвы;
передал на Землю более 25 тыс. фото и 211 панорамных снимков.

Луноход 2

Официально проект был остановлен 4 июня 1973 года, когда из-за попадания лунной пыли под крышку солнечной панели, температура внутри герметичного отсека поднялась выше расчетной и оборудование перегрелось.

В 1993 году оставшийся в космосе луноход был продан с аукциона Сотбис за 68 500 тыс. долларов.

Луноход 3

Созданный на базе предыдущих платформ, самоходный аппарат должен был нести на себе самые перспективные разработки, включая поворотную стереоскопическую телекамеру, упакованную в гермоблок на отдельном штативе.

Электромобили на Луне: Роверы проекта Аполлон

Облегчавшие астронавтам передвижение в условиях открытого космоса, четырехколесные двухместные открытые платформы были разработаны компанией Boeing.

длина шасси – 300 см;
колесная база 230 см;
диаметр/ширина колес – 810 мм/ 230 мм;
высота шасси – 110 см;
дорожный просвет – 350 мм;
радиус разворота – 3 м;
масса экипажа – 210 кг;
полезная нагрузка – 490 кг (для лунного тяготения).

Роверы были оборудованы телекамерой (диаметр объектива 16 мм), и фотокамерой (70 мм), системой связи с Землей, каналом получения и передачи информации с борта спускаемого аппарата. Каждый ровер совершил по три поездки общей дальностью: 27,76км; 26,55 км и 35,89 км.

Китайский луноход Юйту

Малый шестиколесный луноход весил 140 кг (из них всего 20 кг – аппаратура). Фото с китайского лунохода высотой 110 см, длиной 150 см и шириной 100 см планировалось принимать в течение трех месяцев. Расчетная дистанция выезда составляла 10 км.

панорамные камеры (2 шт.);
навигационные камеры (2 шт.);
парктроник (Hazcam);
георадар, спектрометры (2 шт.);
манипулятор для спектрометра.

Современные проекты

Для дальнейшего изучения приполярных районов Луны и подтверждения предыдущих высадок космических аппаратов в ближайшем будущем планируется запустить еще несколько экспедиций.

К старту готовятся:

Проект Resource Prospector, модуль ALINA и новый американский луноход The Small Pressurized Rover Concept – предназначенный для исследований Марса – разрабатывались для участия в конкурсе Google Lunar X-Prize, который завершился в марте 2018 года, так и не выявив среди десятка претендентов победителя. Тем не менее, инженеры компании Part-Time Scientists GmbH (ALINA) – не прекращают работы. Предположительно, миссия стартует в 2025 г., в составе совместного проекта Европейского космического агентства.

Читайте также: