Чтение онлайн

Для обеспечения надёжной работы в жёстких температурных условиях лунного дня (120-150 °С) и ночи (-130 - -170 °С) луноход оборудован системой терморегулирования. Специальная экранно-вакуумная теплоизоляция (ЭВТИ) покрывает весь корпус, все выступающие приборы и узлы. Она изготовлена из многослойных тончайших металлизированных плёнок, проложенных стекловатой. Но даже такая "шуба" не в состоянии поддерживать температурный режим внутри приборного отсека в пределах от 7 до 32 °С. Поэтому обеспечение заданного режима осуществляется активной газовой системой терморегулирования. Специальная вентиляционная система перемешивает газ, обеспечивая равномерность температуры внутри корпуса. Автоматика регулировала движение газа в коммуникациях, контролируя его расход и, в случае надобности, охлаждая или подогревая его.

Рис. 33. Прибор оценки проходимости и мерное (девятое) колесо

Главная задача системы терморегулирования «ночью» состоит в том, чтобы в течение четырнадцати с половиной земных суток сохранить внутри лунохода тепло. Единственное средство - расположенный вне контейнера в кормовой части лунохода изотопный источник, который при радиоактивном распаде выделяет тепло и превращается в печь, не имеющую отходов. Топливом для «печки» служит искусственный радиоактивный изотоп полоний-210. Его получают, облучая металл висмут в атомном реакторе. Благодаря относительно малому периоду полураспада - около двадцати недель - и удаётся повысить эффективность использования энергии, запасённой в нём при облучении.

Очень важно, что основным компонентом излучения полония-210 являются альфа-частицы. Нейтроны и гамма-лучи, обладающие большой проникающей способностью имеют крайне низкий уровень излучения. Это позволяет практически избежать применения радиационной защиты, упрощает изготовление и наземную подготовку генератора, а также почти исключает радиационное воздействие на аппаратуру лунохода.

На период лунной ночи верхнее днище приборного отсека закрывалось выпукло-вогнутой круглой крышкой. В этом случае подогрев газа происходил путём теплообмена с изотопным источником тепла. Причём это делалось автоматически только тогда, когда температура в приборном отсеке опускалась ниже предельно допустимой.

А вот с охлаждением при работе «днём» дело обстоит сложнее. На аппаратуру действуют три «тепла»: тепловой поток Солнца, тепловой поток от поверхности Луны и тепловыделения самой аппаратуры. Был изобретён для лунохода эффективный способ отвода тепла. На верхнем днище приборного отсека создали радиатор-охладитель со специальным термооптическим покрытием (зеркальные элементы из кварцевого стекла), которое незначительно поглощало солнечную тепловую энергию, но хорошо излучало собственное тепло. К тому же за счёт принятой формы приборного отсека в виде конуса, усечённого сверху, площадь излучаемой поверхности стала оптимальной. Кроме того, на случай предельного повышения температуры внутри отсека предусматривалось применение водяного испарителя для дополнительного охлаждения с запасом воды 15 килограмм. На входе в отсек (по ходу циркуляции газа) были установлены четыре испарительных теплообменника.

Бортовая система электропитания осуществляла снабжение всех систем постоянным током. Она состояла из панели солнечной батареи, буферных серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей и автоматической системы управления зарядно-разрядными режимами.

Панелью солнечной батареи служила внутренняя поверхность крышки, обращённая к отсеку, на которой смонтировали необходимое количество зарядных элементов.

Управление панелью позволяло в начале лунного дня по команде с Земли специальным механизмом установить её под любым углом наклона от 0 до 180°, зафиксировать её в открытом состоянии в промежуточных положениях в зависимости от местонахождения Солнца и закрыть её, как правило, при наступлении лунной ночи. Вырабатываемый ею электрический ток заряжал буферную аккумуляторную батарею, которая питала электроэнергией необходимую бортовую аппаратуру.

Радиокомплекс ДРК Е8 лунохода предназначен для приёма команд с Земли, передачи их на исполнительные органы бортовых систем и передачи на Землю так называемых “квитанций” - подтверждений исполнения команд. Также радиокомплекс обеспечивал передачу на Землю телевизионных и телеметрических информаций от различных измерительных датчиков бортовой аппаратуры и научных приборов. Радиокомплекс обеспечивал приём 254 функциональных команд и 11 числовых уставок [22].

На луноходе предусмотрены специально созданные «системы пробуждения» - солнечные и тепловые датчики. Как только первые лучи Солнца освещают луноход, датчики срабатывают и замыкают реле, включающее радиокомплекс.

Система антенн, установленных на луноходе, обеспечивает надёжную радиосвязь в различных диапазонах при стоянке и движении лунохода. Две пары штыревых антенн осуществляют связь с Землёй в диапазоне углов визирования ±180°. Малонаправленная коническая спиральная антенна обеспечивает сферическую суммарную диаграмму направленности.

Для передач телевизионного изображения служит спиральная остронаправленная антенна (ОНА) дециметрового диапазона с диаграммой направленности 30°. Управление положением этой антенны производится по командам с Земли электромеханическим приводом, благодаря которому её тонкий радиолуч направляется на Землю так, чтобы сигнал, принимаемый и излучаемый ею, всегда был максимальным. Оператор ОНА обеспечивает постоянство оптимальной ориентации на Землю, от чего зависит и качество получаемой информации и исполняемых луноходом команд.

На луноходе установлены две телевизионные системы: малокадровая и панорамная.

Известно, что распространение радиоволн от Земли до Луны составляет почти 1,3 с. Телеизображение с Луны до Земли идёт также 1,3 с. В сумме уже 2,6 с. Анализ ситуаций и учёт времени исполнения команды управляющими органами показал, что минимальное общее время задержки составляет около 4,1 с.

В этом заключалось принципиальное отличие в процессах управления транспортным средством (ТС): в одном случае, когда ТС управляется оператором, находящимся непосредственно на нём, и в другом - когда управление ТС осуществляется оператором, находящимся на значительном расстоянии от него.

Тогда в космической технике и появился новый термин - система дистанционного управления (СДУ).

Выбор рациональной структуры СДУ был не прост, так как эта система замыкалась на человека с его психикой, свойственной ему реакцией, способностью к анализу и другими особенностями, которыми характеризуется мыслящая личность.

Одним из необходимых требований к СДУ является условие распознавания препятствий и возможность своевременной остановки перед ними или их объезда.

Передача телевизионного изображения, как это принято для обычного вещательного стандарта (25 кадров в секунду при чёткости 625 строк), мог быть осуществлён только по высокоскоростной радиолинии между луноходом и ПУЛом. Но такой технической возможности тогда не было.

Для управления движением лунохода специалисты систем радиоуправления и космической связи НИИ-885 при активном участии A.C. Селиванова предложили применить малокадровую телевизионную систему (МКТВ). Сотрудниками Всесоюзного НИИ электролучевых приборов (ВНИИ ЭЛП, г. Ленинград) под руководством одного из ведущих разработчиков Александром Григорьевичем Лапуком была создана новая оригинальная трубка-видикон с регулируемой памятью (ВРП). В НИИ-885 сотрудники лаборатории Владимира Александровича Тимохина, применив принцип работы ВРП, создали для лунохода бортовую телевизионную камеру, позволявшую сохранять на видиконе изображение лунной поверхности в течение времени, пока осуществлялась его развёртка в режиме телевизионного вещательного стандарта [34].

Электромеханический затвор имел основную выдержку 1/25 с, что позволяло избежать искажения изображений во время движения лунохода.

Передача изображений на Землю производилась на более низких скоростях в одном из четырёх режимов: 3,2; 5,7; 10,9 и 21,1 с одного кадра. Выбор режима осуществлялся по радиокомандам с Земли. При этом чёрно-белая фотография («картинка») на мониторах наземных устройств напоминала сменяющиеся друг друга кадры диафильма и была не самого высокого качества (чёткость падала до 350-400 строк, а на краях поля - до 300 строк). В верхнем углу каждого снимка фиксировался его номер и время получения.