• 06.08.2021

Американский лунный трактор / Offсянка


«Луноход-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ (1971 год). Фото Александра Конькова (ТАСС), источник https://mbk-news.appspot.com/suzhet/lunohodu-50/

«Луноход-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ (1971 год). Фото Александра Конькова (ТАСС), источник: https://mbk-news.appspot.com/suzhet/lunohodu-50/

#В погоню за Советами

Быстрое и для многих неожиданное развитие ракетной техники и радиоэлектроники открыло перед учёными по обе стороны Атлантики небывалые перспективы для инструментальных исследований других небесных тел. Разумеется, в первую очередь астрономы и планетологи обратили взоры к Луне: она рядом, энергетика для её достижения представлялась вполне доступной, а вопросов научного характера к вечному спутнику Земли — множество. Особая её ценность заключалась в том, что серебряный лик не изувечило длительное воздействие атмосферы, и поверхность (или доступные слои под ней), по логике, должна была сохранить первозданные следы эпохи зарождения Солнечной системы. По мнению западных историков, «многие ученые считали Луну «Розеттским камнем» освоения космоса, полагая, что ее девственность поможет раскрыть секреты происхождения Вселенной».

Поначалу собственные космические программы развили все американские военные ведомства. Однако, как показали события октября 1957 года, преуспеть им особо не удалось, и для координации разрозненных усилий по инициативе президента Дуайта Эйзенхауэра (Dwight David Eisenhower) в феврале 1958 года было создано Агентство перспективных исследовательских проектов ARPA (Advanced Research Projects Agency). Его основной задачей стала разработка новых (в основном закрытых) технологий для использования в вооруженных силах.

ARPA и NASA были созданы в 1958 году по инициативе президента Эйзенхауэра. Источник: https://www.nasa.gov/feature/60-years-ago-eisenhower-proposes-nasa-to-congress

ARPA и NASA были созданы в 1958 году по инициативе президента Эйзенхауэра. Источник: https://www.nasa.gov/feature/60-years-ago-eisenhower-proposes-nasa-to-congress

Космос быстро вошёл в сферу интересов людей в погонах, но, как выяснилось, не менее (а на тот момент и более) важным оказался его политический аспект. Вследствие такого «расслоения» по инициативе того же Эйзенхауэра в июле 1958 года было образовано Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства NASA (National Aeronautics and Space Administration) с задачей реализации гражданской космической программы. Последняя была призвана поддержать пошатнувшийся престиж США.

Очередное упоминание космической гонки, вероятно, уже набило оскомину. Однако большинство проектов изучения пространства на рубеже пятидесятых-шестидесятых невозможно рассматривать в отрыве от этого феномена: после запуска Первого спутника при их закладке первичным зачастую становился именно фактор реванша, а не научные соображения. Эти настроения в концентрированном виде выразил руководитель Директората космических полетов NASA Эйб Сильверстайн (Abe Silverstein), написавший как-то: «Люди [мира] с ожиданием наблюдают, есть ли у Соединенных Штатов научная любознательность, технические способности и национальная энергия, соответствующие усилиям Советов». Не удивительно, что вскоре после создания NASA взялось за реализацию более амбициозных задач.

Среди работ, начатых военными и переданных в гражданское космическое агентство, были доставка человека за пределы земной атмосферы (превратилась в проект Mercury), создание мощного средства выведения путем соединения «в связку» существующих управляемых ракет Redstone и Jupiter (вылилось в программу Saturn) и запуск первых автоматов для прощупывания окололунного пространства (вошёл в историю под именем зондов серии Pioneer). Как показывают документы, изучение Луны и ближайших планет Солнечной системы считалось весьма перспективной задачей. Теперь эти усилия следовало упорядочить, добавив к ним новизны и актуальности.

17 августа 1958 года была предпринята первая попытка запуска искусственного спутника Луны с помощью ракеты-носителя Thor DM-18 Able I. Фото NASA. Источник: https://www.nasaspaceflight.com/2018/09/evolution-thor-delta-swansong/

17 августа 1958 года была предпринята первая попытка запуска искусственного спутника Луны с помощью ракеты-носителя Thor DM-18 Able I. Фото NASA. Источник: https://www.nasaspaceflight.com/2018/09/evolution-thor-delta-swansong/

Поначалу первый администратор NASA Томас Кейт Гленнан (Thomas Keith Glennan), отражая осторожный подход президента США, не горел желанием инициировать сложные проекты, сосредоточившись на относительно простых задачах, под которые нетрудно было выбить поддержку Конгресса и, разумеется, бюджет. Однако вскоре под давлением общественного мнения ему пришлось заняться чем-то более интересным и сложным. Впрочем, как отмечают западные историки, помимо очевидных мотивов национального престижа, призывы к более смелому подходу раздавались и со стороны учёных, стремившихся использовать новые возможности техники для исследований космоса.

Основной задачей теоретического отдела, созданного среди прочих в NASA, была оценка технических потребностей и научных целей в таких областях, как планетология, астрономия и космология. Вскоре руководитель отдела, известный астроном Роберт Джастроу (Robert Jastrow), предложил сосредоточиться на Луне: по сравнению с дальними планетами её изучение сулило крупный результат при меньших затратах времени и средств. Внутри Национальной администрации была создана рабочая группа, которая должна была сформулировать основные задачи по исследованию Луны. В неё вошли многие ведущие эксперты, работавшие в этом направлении.

Незадолго до того, как группа собралась на свое первое заседание, русские запустили «Мечту». Первый в мире рукотворный объект, развивший вторую космическую скорость и впоследствии названный «Луной-1», добавил к любопытству американских ученых чувство уязвленного самолюбия. Возникла острая необходимость сформировать задачи для первых проектов близких — фактически контактных — исследований ночного спутника.

После непродолжительных обсуждений группа пришла к консенсусу. Эксперты признали, что максимальный результат принесёт прямой зондаж Селены путем визуального осмотра её поверхности с близкого расстояния и доставки туда научной аппаратуры, а также возвращение образцов лунного грунта для лабораторных исследований.

Запуск «Мечты» («Луны-1») заставил NASA форсировать работы по исследованию Селены космическими аппаратами. Фото Александра Моклецова / РИА Новости. Источник: https://rg.ru/2019/01/02/60-let-nazad-byla-zapushchena-pervaia-v-mire-kosmicheskaia-stanciia-luna-1.html

Запуск «Мечты» («Луны-1») заставил NASA форсировать работы по исследованию Селены космическими аппаратами. Фото Александра Моклецова / РИА «Новости». Источник: https://rg.ru/2019/01/02/60-let-nazad-byla-zapushchena-pervaia-v-mire-kosmicheskaia-stanciia-luna-1.html

#Поиск концепции

Для понимания развития дальнейших событий надо держать в уме один важный аспект. Проработка самой грандиозной из программ NASA — проекта высадки человека на Луну — началась ещё до образования агентства и с определённого момента рассматривалась как логичный шаг после реализации первого проекта запуска человека в космос. Эта логика наложила отпечаток на остальные работы NASA начала 1960-х: всё, что было связано с космосом, так или иначе рассматривалось через призму полезности для лунной миссии.

Инженерные проработки аппаратов для решения перспективных задач начали Лаборатория реактивного движения JPL (Jet Propulsion Laboratory) и Агентство по баллистическим ракетам армии США ABMA (Army Ballistic Missile Agency). Обе организации, вошедшие в состав NASA — первая в качестве основного центра по исследованию планет, на основе второй был образован Центр космических полётов имени Маршалла, — весной 1959 года представили предварительные результаты своих изысканий.

Отчёт «Исследование Луны, планет и межпланетного пространства», подготовленный Лабораторией JPL, которой поручалось составить пятилетнюю программу изучения дальнего космоса, включал план десятка миссий, в том числе по облёту Венеры и Марса, выходу аппаратов на орбиту искусственных спутников планет и изучению их с поверхности. Зримое место занимала мягкая посадка на Луну стационарной станции и двух видов самоходных аппаратов-роверов: первая размещала сейсмографы, термометры и магнитометры, вторые должны были нести оборудование для исследования лунной поверхности и окружающей среды в различных точках, удалённых от места посадки. Первый ровер «всё своё носил с собой», второй был более простым — в его задачу входил сбор образцов грунта и передача их на стационарную станцию.

Хотя второй самоходный аппарат считался более надёжным (в случае его поломки терялась отменялась лишь часть программы миссии), с высот конца 1950-х все три проекта казались смелыми, амбициозными и… излишне рискованными. Не следует забывать, что к моменту выхода отчёта США предприняли в общей сложности 26 попыток космических запусков, и лишь 9 из них можно считать успешными. Ещё предстояло освоить даже не мягкую посадку, а сам полёт к Луне. Что уж говорить про сложные автономные напланетные станции и самоходных роботов!

Лаборатория JPL предлагала одним прыжком преодолеть пропасть между простейшими аппаратами для исследования Луны (на фото – Pioneer 3) и самоходными роверами-роботами. Фото NASA. Источник: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pioneer_3.jpg

Лаборатория JPL предлагала одним прыжком преодолеть пропасть между простейшими аппаратами для исследования Луны (на фото – Pioneer 3) и самоходными роверами-роботами. Фото NASA. Источник: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pioneer_3.jpg

Подводя итог, специалисты JPL сделали вывод: если передвижение по поверхности и манипуляции с образцами окажутся слишком сложными, то разумнее отказаться от ровера и ограничиться стационарным посадочным аппаратом, а о возврате образцов грунта пока вообще не думать.

Предложения армейских ракетчиков, поданные в отчёте «Предварительные исследования беспилотного летательного аппарата для мягкой посадки на Луну», были менее смелыми (тяжёлая стационарная напланетная станция с большим набором инструментов), но опирались на носитель Saturn и позволяли «не экономить на спичках» в части массы научного оборудования. Ракета, над которой в ABMA начали работать в апреле 1957 года, считалась очень мощной (на порядок превосходила самые тяжёлые средства выведения, разрабатываемые на тот момент), сложной и дорогой. Поскольку военных задач под неё не находилось, разработка не двигалась из-за отсутствия финансирования. «Продать» её NASA представлялось возможным, загрузив Saturn сложной лунной миссией.

Космическому ведомству идея приглянулась, поскольку в ней увидели возможность отработать предварительную стадию программы высадки на Луну. И уже в феврале 1960 года армейцы представили доработанный отчёт «Программа исследования Луны на основе систем, запускаемых носителем Saturn», где излагалась стройная концепция из трёх взаимосвязанных проектов.

Первым был тяжёлый аппарат для облёта Луны и возвращения на Землю — по сути, полноценный корабль, на котором предполагалось выполнить сначала беспилотные миссии, затем полёты с приматами, а потом и вовсе с экипажем из двух человек. Он мог бы служить основой пилотируемого лунного посадочного корабля, к которому прилагалась система орбитальной сборки и дозаправки.

Вторым шла автоматическая напланетная станция с большим блоком научной аппаратуры, способная проработать на поверхности два лунных дня, или 28 земных суток.

Третьим значился автоматический вездеход, который должен был за один лунный день пройти 80 км, неся почти аналогичный комплект приборов.

Все три аппарата проектировались для запуска четырёхступенчатым вариантом носителя, который на тот момент обозначался как Saturn B-1. Станция и ровер строились на общей базе, и прилунять их предполагалось с помощью единого блока, включающего двигательную установку и посадочную платформу.

Ракета Saturn была на тот момент самым мощным из разрабатываемых космических носителей. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Early_Rocketry_Models_0501018.jpg

Ракета Saturn была на тот момент самым мощным из разрабатываемых космических носителей. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Early_Rocketry_Models_0501018.jpg

Схема миссии выглядела любопытно. Аппарат отделялся от ракеты-носителя лишь на последнем участке перелёта «Земля — Луна», через 57 часов после старта с околоземной орбиты, и начинал выдавать тормозные импульсы, чередующиеся с паузами свободного падения на Луну. На активных участках он управлялся своей инерциальной системой, а на пассивных — по командам с Земли, идущим в режиме реального времени по телевизионному каналу.

С точки зрения минимального расхода топлива такая схема не была оптимальной, но при непрерывной работе двигателя существовал риск засветки систем точных теле- и радиоизмерений реактивным выхлопом. Кроме того, проектанты считали, что в любом случае управление с Земли даёт больше времени для бокового манёвра над поверхностью Луны, позволяя аппарату совершать точное прилунение в расчётной области.

После трёх тормозных импульсов платформа с полезной нагрузкой подходила к лунной поверхности на расстояние в 60 м со скоростью около 1 м/с. В этот момент двигательная установка отбрасывалась, а платформа прилунялась со скоростью примерно 14 м/с, используя для смягчения удара надувной мешок, примерно так, как советская станция типа Е-6/6М («Луна-9»).

Лунная арба

Как видим, большое внимание в работах JPL и ABMA уделялось мягкой посадке на Луну научных инструментов. Особо подчёркивалось, что ценность исследований возрастёт, если после прилунения появится возможность перемещать приборы по поверхности, что позволяет не только выбрать, но и «на месте» изучить районы будущих посадок астронавтов.

И если точная форма аппаратов, предложенных JPL, во многом зависела от результатов работы ранних пролётных и ударных (предназначенных для ж ёсткой посадки) зондов, то в отч ёте ABMA говорилось более конкретно.

Поскольку к конструкции предъявлялись строгие требования (при посадке ровер должен был выдерживать ударную перегрузку до 20 единиц и при дальности хода не менее 80 км преодолевать подъём крутизной в 15° и валуны размером до метра), а разработчики не имели точных знаний о характере и свойствах грунта, они заложили в проект возможность двигаться как по гладкой каменистой поверхности, так и по толстому слою пыли.

Один из способов посадки ровера Prospector. Источник: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=28478.20

Один из способов посадки ровера Prospector. Источник: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=28478.20

Из-за этих противоречий самоходный аппарат, управляемый дистанционно находящимся на Земле оператором, выглядел довольно нетрадиционно и напоминал нечто среднее между детским тр ёхколесным велосипедом и арбой — восточной телегой на двух высоких колесах.

По проекту, он перемещался на двух больших баллонах-дутиках диаметром 4,9 м, крепившихся к ступице спицами и сидевших на оси-платформе, на которую навешивалось всё служебное и научное оборудование. Устойчивость аппарату давал реактивный рычаг, состоявший из длинной штанги и ролика. Последний упирался в грунт, когда момент сопротивления на колёсах превышал крутящий момент двигателей. При смене направления движения штанга с роликом перебрасывалась на противоположную сторону ровера. Странная на первый взгляд конструкция казалась самой лёгкой и маневренной из всех рассмотренных вариантов.

Силовая установка состояла из турбоэлектрогенератора мощностью не менее 0,38 л.с. (280 Вт). Рабочим телом служила ртуть, нагреваемая зеркальным солнечным концентратором — он устанавливался над осью-платформой. Генератор, в свою очередь, питал два тяговых электродвигателя, стоявших в ступицах колёс, а также все служебные и целевые системы.

По замыслу разработчиков, ровер должен был ехать по поверхности Луны с постоянной скоростью 4,8 км/час. Такой режим движения выбрали из соображений простоты. Для управления работой каждого двигателя требовалось передать всего три команды: «включить», «выключить» и «реверс». Если оба двигателя включались одновременно, ровер двигался вперед или назад, а при остановке или реверсе одного из колес мог выполнить разворот «практически на месте». С высот сегодняшнего дня такие решения кажутся примитивными, однако уровень систем дистанционного управления, а также доступные технологии диктовали выбор в пользу простоты и надёжности.

Слева - ровер съезжает с посадочной платформы, справа – макет ровера в натуральную величину. Источник: https://gizmodo.com/this-early-lunar-rover-prototype-was-almost-forgotten-493099329

Слева — ровер съезжает с посадочной платформы, справа – макет ровера в натуральную величину. Источник: https://gizmodo.com/this-early-lunar-rover-prototype-was-almost-forgotten-493099329

#Начало работ

Упомянутые выше предложения легли в основу четырёхэтапной программы исследования дальнего космоса, впервые сформулированной NASA в канун 1960 года. На первом этапе предлагалось создать автоматический пролетно-ударный зонд, запускаемый ракетой Atlas-Agena (позднее это направление привело к реализации проектов Ranger и Mariner), на втором — разработать автоматические станции для выхода на орбиту вокруг планеты-цели и посадки на ее поверхность, запускаемые носителем Atlas-Centaur (это направление вылилось в проекты Surveyor и Mariner). Третий этап предусматривал мягкую посадку на Луну тяжелого универсального роботизированного аппарата, четвертый — выполнение пилотируемых облетных миссий. Последние два этапа выполнялись с помощью носителей типа Saturn.

Вскоре из-за соображений экономии эта стройная программа стала видоизменяться. Первым на обочине оказался проект пилотируемого облётного корабля, затем начались дискуссии вокруг лунохода и напланетной станции. Причина — конкуренция между предложениями JPL и АВМА: первые были проще, имели меньшую размерность и могли быть реализованы более дешевыми носителями, вторые казались сложнее и дороже, но их научная ценность оспаривалась. А если аналогичные результаты можно получить более простым и дешёвым способом, зачем платить больше?

В результате на свет появились проекты исследования Луны автоматическими аппаратами Ranger, Surveyor и Prospector. Первые два были реализованы и достаточно известны, о третьем даже специалисты-историки знают куда меньше. Ответственность за все три возлагалась на JPL, тогда как за ABMA, в июле 1960 года преобразованным в Центр Маршалла, оставалась роль поставщика средств выведения.

В рамках системы Prospector («геолог», «изыскатель» или даже «старатель») NASA предполагало создать самый сложный и универсальный беспилотный космический аппарат первой четверти 1960-х, предназначенный для мягкой посадки на Луну «с полезным грузом весом в несколько тысяч фунтов». Система фактически должна была состоять из трех блоков: грузовой платформы, ровера и аппарата для возвращения на Землю образцов лунного грунта. Первый блок мог доставить на Луну любую из предлагаемых на тот момент научных полезных нагрузок, в том числе планетоход или возвратную ракету.

Prospector должен был занять место после аппаратов Ranger и Surveyor. Источник: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=28478.20

Prospector должен был занять место после аппаратов Ranger и Surveyor. Источник: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=28478.20

Реальные работы по проекту пошли лишь с ноября 1960 года, и, поскольку проработку выполняли частные компании, единого подхода к концепции не было. Предполагалось только, что Prospector будет исследовать области Луны, «представляющие наибольший научный интерес либо являющиеся плановыми местами высадки астронавтов». Разработку предполагали завершить за три-четыре года, но, хотя Центр Маршалла получил высший приоритет по проекту Saturn, все силы JPL оказались брошены на Ranger, и Prospector на некоторое время остался «беспризорником».

Лишь летом 1961 года аэрокосмические фирмы получили кратковременные (сроком на три месяца) и сравнительно недорогие (суммой не более 50 тыс. $ каждый) контракты на детальное изучение конкретных технических вопросов проекта. Так прошел первый этап программы. На втором этапе, рассчитанном на шесть месяцев, начиная с 1 марта 1962 года, планировалось отобрать лучшие предложения участников конкурса по посадочной платформе, роверу и аппарату для возвращения образцов грунта. На третьем этапе, который начинался с 1 января 1963 года, предполагалось отобрать генеральных подрядчиков для реализации проекта под общим надзором JPL. Первый запуск системы намечался уже на год позже первоначальных планов, на 1966-й.

Предложения JPL и ABMA служили лишь ориентирами, и варианты участников конкурса оказались весьма разнообразны, из-за чего невозможно было точно оценить стоимость проекта. Выяснилось лишь, что это была очень дорогая по тем временам затея. В частности, смета, составленная весной 1961 года, определяла общую стоимость в 996 млн $ без учёта эксплуатационных расходов! Для сравнения: по первоначальной оценке, стоимость проекта Surveyor составляла около 120 млн $, но Prospector был на порядок сложнее…

К завершению программы стоимость проекта Surveyor выросла с расчетного значения в 120 млн $ до 469 млн $. Фото NASA

К завершению программы стоимость проекта Surveyor выросла с расчетного значения в 120 млн $ до 469 млн $. Фото NASA

#Луноходы и луночерпалки по-американски

В общих чертах принципы дистанционного управления американскими и советскими аппаратами были аналогичны — и теми и другими должны были «рулить» в режиме реального времени операторы с Земли, полагаясь на телевизионные изображения, передаваемые с Луны с малой частотой смены кадров. Система Prospector рассчитывалась на 4 кадра в секунду и минимальную требуемую скорость передачи данных порядка 2000 бит/с.

В состав полезной нагрузки могли входить датчики для составления карт магнитного и гравитационного поля Луны, телекамеры высокого разрешения для съёмок крупных планов и панорам, приборы для определения физических свойств лунного грунта и подповерхностных слоёв, масс-спектрометры для детального определения их микроструктуры и сверхчувствительный манометр для определения составных частей лунной атмосферы и давления на её поверхности. Кто-то даже говорил о газовом хроматографе для поиска органических молекул и примитивной жизни!..

А конструкции роверов могли быть различны. В частности, компания General Electric предложила одно-, двух- и трёхосные колёсные аппараты. Большинство приборов заимствовалось из программы Surveyor, за исключением активных сейсмических экспериментов. Миссия выполнялась в три этапа: прилунение с проведением научных измерений в четырех точках в радиусе 80 км от места посадки; расширение радиуса действия до 800 км; исследование обратной стороны Луны с использованием искусственного спутника-ретранслятора для связи с Землёй.

У фирмы Grumman был альтернативный двухосный вариант с четырьмя колёсами. Передняя и задняя части соединялись пространственным шарниром, что, по идее, обеспечивало планетоходу высочайшую проходимость.

Важнейшей составной частью проекта Prospector была доставка образцов лунного грунта на Землю. Несмотря на то, что NASA не выставило каких-либо конкретных требований, еще в конце 1959 года ABMA представило своё видение такой миссии. Предварительные расчеты показали, что при использовании Saturn B-1 система может вернуть более 11 кг образцов.

Схема миссии по доставке на Землю образцов лунного грунта. Источник: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=28478.0

Схема миссии по доставке на Землю образцов лунного грунта. Источник: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=28478.0

Как и в случае с советскими «Лунами», основной технической проблемой при решении такой задачи оставалось большое количество операций разделения, запуска двигателей, обеспечивающее сначала мягкую посадку, а потом старт с Луны и возвращение на Землю. Каждый из этапов сулил кучу неприятностей, тогда как большие затраты ресурсов требовали от миссии высочайшей надёжности. Однако по сравнению с Е-8 американский зонд был гораздо тяжелее и позволял особо не экономить на матчасти.

Как и в случае с ровером, миссии по возврату образцов могли развиваться поэтапно. Считалось, что вначале можно доставить на Землю небольшое — не более 2,3 кг — количество грунта из любой области Луны, затем можно было углубиться на 1,5—2 м, а в конце концов привезти образцы и керны из любого выбранного типа лунной поверхности — «моря» или «высокогорья». Наибольший научный интерес представляли бы доставки из семи конкретных мест, в том числе (возможно) с обратной стороны Луны.

Кроме трёх основных типов миссий, в рамках программы Prospector рассматривались и другие проекты. Например, изучался крупный стационарный посадочный аппарат, который к середине 1961 года превратился в долговременную геофизическую станцию с многочисленными приборами, отслеживающими вариации магнитного поля и сейсмической активности в течение двух лет или даже больше. Другая идея подразумевала доставку на поверхность Луны живых организмов для оценки опасности полётов за пределами радиационных поясов Земли. В качестве технической основы бралась ракета для возврата образцов лунного грунта.

В поддержку будущих пилотируемых полётов предлагалось оснастить Prospector радиомаяками и оборудованием для ретрансляции данных с пилотируемых кораблей, а также создать на его основе «логистический» аппарат для миссий снабжения.

Стационарный посадочный аппарат – напланетная станция. Источник: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=28478.20

Стационарный посадочный аппарат – напланетная станция. Источник: https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=28478.20

#Конец?

В начале 1960-х ученые считали, что перед высадкой на Луну важно собрать исчерпывающие данные об окружающей среде, составе, структуре и топографии места посадки. Стремясь удовлетворить потребность в подробной информации, NASA рассматривало разные проекты — от спутников Луны, оснащенных автоматическим фотографическим и измерительным оборудованием, до систем точного определения состава и характеристик поверхности, полученных контактным способом с беспилотных посадочных станций и роверов.

Эти концепции не предполагали внезапного внедрения множества новых устройств и новых технологий и считались продолжением опыта Ranger и Surveyor. Тем не менее миссия Prospector требовала создания механизмов для передвижения по Луне, которые считались принципиально новыми.

Все эти проекты должны были обеспечить плавный переход от беспилотных к пилотируемым миссиям. Многочисленные варианты системы Prospector могли бы быть реализованы, если бы пилотируемая программа драматически не ускорилась.

25 мая 1961 года президент США Джон Кеннеди (John Fitzgerald Kennedy), выступая в Конгрессе, поставил перед нацией новую цель — до конца десятилетия отправить астронавтов на Луну и безопасно вернуть их на Землю.

Работы по проекту лунной экспедиции, неотъемлемой частью которого были носители семейства Saturn, получили статус национальной программы и «спуртанули». Внезапно оказалось, что и Prospector, и Apollo должны были выполняться в одно и то же время — примерно в 1966-1968 годах. Но в этом случае многие задуманные автоматические миссии становились бесполезными — они не успевали оказать техническую поддержку пилотируемой программе. Как отмечал британский историк космонавтики Бёрнэм (D.I. Burnham), «в одно мгновение статус проекта Prospector перескочил из предшественника в почти прямого конкурента Apollo!». Утверждение недалеко от истины, ибо обе программы претендовали на один бюджет.

Даже один из идеологов проекта Эйб Сильверстайн засомневался в его полезности. А менеджеры NASA из Группы космических задач STG (Space Task Group), отвечающие за Mercury и Apollo, утверждали, что Prospector не нужен ни в каком виде. По их мнению, ровер, управляемый астронавтом на Луне, будет проще и полезнее.

Проект сочлененного ровера фирмы Bendix, управляемого астронавтов. Источник: https://twitter.com/apollo_50th/status/1207337024648183808

Проект сочлененного ровера фирмы Bendix, управляемого астронавтом. Источник: https://twitter.com/apollo_50th/status/1207337024648183808

Некоторое время ряд полезных качеств, таких как высокая точность посадки — плюс-минус 1 км, позволили предлагать технологии проекта Prospector для экзотической схемы пилотируемой экспедиции по типу «встречи на поверхности Луны» (Lunar Surface Rendezvous). Имелась в виду доставка отдельно от пилотируемого посадочного корабля некоего ресурсного модуля с припасами и топливом для возвращения на Землю. Но после принятия схемы «Встреча на окололунной орбите» LOR (Lunar orbit Rendezvous) эта концепция оказалась неактуальной.

Почти год Prospector просуществовал в условиях неопределённости. JPL, не уверенная в его полезности и не имевшая к тому же поддержки Конгресса, не решалась направлять запросы промышленности на более детальную проработку аппаратов. К тому же в начале 1962 года она столкнулась с дефицитом бюджета на программу Ranger и вынуждена была перебросить на неё часть ресурсов из проекта Prospector.

А в 1963 году усилились и сомнения конгрессменов, отвечавших за выделение денег на космос. Изучив документацию, они подивились тому, что NASA не имело чётких представлений даже о базовых параметрах аппаратов Prospector — их масса, к примеру, варьировалась от 2,2 до 80 т! Оценка стоимости колебалась примерно в таких же пределах. В один из моментов слушаний председатель подкомитета Палаты представителей по науке и астронавтике Джозеф Карт (Joseph Karth) прямо спросил у представителей NASA, является ли проект «настолько «бумажным», что нет даже оценки стоимости программы?». Неудивительно, что подкомитет отказал в выделении средств. «Эта конкретная космическая система окажется ненужной в тот период времени, когда она будет доступна для использования», — резюмировали конгрессмены. Prospector был отменен…

#Эхо — короткое и долгое

Несмотря на смерть проекта, Prospector еще некоторое время был на слуху. Офис беспилотных программ NASA начал исследования по проекту Surveyor Block II, а Офис пилотируемых программ — по проекту Лунного логистического аппарата LLV (Lunar Logistics Vehicle). Первый задумывался как робот-разведчик для выбора посадочных площадок под пилотируемые миссии Apollo и точного наведения на них, второй должен был решать задачу снабжения астронавтов.

Один из ранних вариантов «убежища» на основе грузового лунного модуля. Видны баллоны с водородом и кислородом для топливных элементов, наддува жилого отсека и перезарядки скафандров после выхода астронавтов в открытый космос. Рисунок NASA из документа Early Lunar Shelter Design and Comparison Study, Volume IV. Источник: https://falsesteps.wordpress.com/2016/09/30/the-early-lunar-shelter-stay-a-just-a-little-bit-longer/

Один из ранних вариантов «убежища» на основе грузового лунного модуля. Видны баллоны с водородом и кислородом для топливных элементов, наддува жилого отсека и перезарядки скафандров после выхода астронавтов в открытый космос. Рисунок NASA из документа Early Lunar Shelter Design and Comparison Study, Volume IV. Источник: https://falsesteps.wordpress.com/2016/09/30/the-early-lunar-shelter-stay-a-just-a-little-bit-longer/

Схема встречи на окололунной орбите LOR оказалась самой экономичной из рассмотренных, но имела крупный недостаток — на поверхность садился относительно лёгкий лунный модуль, имеющий крайне ограниченные ресурсы. Изначально два астронавта были способны пробыть в нем не более суток и с небольшим грузом вернуться для стыковки с командным модулем. По мнению специалистов, потребность в некоем вспомогательном корабле снабжения казалась очевидной.

LLV должен был обеспечить длительное пребывание астронавтов на лунной поверхности, служить им аварийным укрытием, обеспечивать длительное электропитание, доставлять на поверхность Луны связное оборудование и ряд других грузов. Изучались два варианта логистического аппарата: лёгкий, массой около 4 т, доставляемый на Луну носителем Saturn C-1, и тяжёлый (почти 41 т), использующий сверхтяжёлый Saturn C-5. По плану первый мог стартовать в 1966-м, а второй — в 1967 году.

Ориентировочная стоимость разработки LLV оптимистично оценивалась в полмиллиарда долларов. Дальнейшим развитием концепции должна была стать обитаемая лунная база, создание которой планировалось на середину 1970-х. Однако финансовые проблемы и отсутствие очевидных выгод от использования аппаратов снабжения в краткосрочной перспективе — политический и технический результат мог быть получен и без них — поставили крест и на этих планах.

Через 35 лет аппарат с названием Prospector все-таки отправился к Луне. Но это было уже совершенно другое изделие — автоматическая станция для исследования Луны Lunar Prospector, созданная NASA в рамках программы Discovery и запущенная 7 января 1998 года. На борту небольшого (всего 168 кг) аппарата, вышедшего на окололунную орбиту, находились магнитометр, электронный рефлектометр, нейтронный спектрометр, гамма-спектрометр и альфа-спектрометр. Станция успешно проработала до 31 июля 1999 года.

Автоматическая станция Lunar Prospector Orbiter (NASA) в представлении художника. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lunar_Prospector

Автоматическая станция Lunar Prospector Orbiter (NASA) в представлении художника. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lunar_Prospector

Источники:

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.





Source link

Masternews

Read Previous

«Лео нужна «Барса», а «Барсе» нужен Лео». Хави спрогнозировал будущее Месси

Read Next

Александр Кузнецов выживает в космосе на съёмках триллера «Свободное падение»