Szökési sebesség
Érdekességek az űrkutatás világából
Lunohod 1


Kerekeken a Naprendszerben 1. rész

A Lunohod holdjárok


Ez a most induló sorozat azokat az automata, Földről távirányított mozgó űrlaboratóriumokat veszi górcső alá, amelyek a Naprendszer valamelyik égitestének felfedezésével írták be magukat az űrkutatás történetébe és segítették jobban megismerni a minket körülvevő Világegyetemet. Az első részben a szovjet Lunohod holdjárók történetéről lesz szó. 1969-ben a Szovjetunió elvesztette a Holdért folytatott versenyt az USA-val szemben, amikor az Apollo 11 két űrhajósa, Neil Armstrong és Buzz Aldrin a Hold felszínére lépett. 1970-ben viszont főnixként feltámadva egy mozgó automata laboratóriumot juttatott a Holdra, amely világraszóló újdonság volt abban az időben. A Lunohod 1 és 2 a világ első olyan távirányítású űreszközei voltak, amelyek egy másik égitest felszínén tudtak mozogni és tudományos vizsgálatokat végezni.


A szovjet űrprogram atyja, Szergej Koroljov vezette OKB-1 tervezőiroda az első műholdak sikerei után 1958-ban indította el a Luna programot, amelynek célja a Hold automata űreszközökkel való elérése és tudományos vizsgálata volt. Első lépésként a Föld és a Hold közötti távolságot szerették volna legyőzni és eljutni a Hold vonzáskörzetébe. Ezt 1959 januárjában a Luna 1 sikeresen végre is hajtotta. Ezután a következő lépés a felszín elérése volt. A Luna 2 fél évvel elődje után 1959 szeptemberében az égitest felszínébe csapódva első ember alkotta szerkezetként érte el a Hold felszínét. A sikeres évet megkoronázva októberben a Luna-3 megkerülve a Holdat lefotózta annak túlsó, emberi szem által eddig sosem látott oldalát. Ezt követően a Luna programban szereplő űrszondák feladatául a felszínre történő sima leszállás megvalósítását tűzték ki a program vezetői. Amint sikerül kivitelezni a sima leszállást megkezdődhet a felszín alaposabb vizsgálata. A felszíni munkával kapcsolatban hamar felmerült, hogy amíg egy leszálló egység csak a közvetlen környezetét tudja tanulmányozni, addig egy felszínre jutatott jármű sokkal nagyobb területet tudna feltárni, így nagyobb tudományos haszonnal is kecsegtetne. Ezért 1960 elején az OKB-1-en belül az űrszondák tervezéséért felelős, Mihail Tyihonravov vezette osztály kapta meg a feladatot, hogy meghatározza egy jövőbeni holdjáró tervezési paramétereit. A tervezés során az egyik legfontosabb kérdés az volt, hogyan mozogjon majd a jármű a felszínen. Ebben az időben még senki sem ismerte pontosan a holdi talaj szerkezetét és két elmélet is létezett párhuzamosan ezzel kapcsolatban. Az első szerint a holdfelszín a folyamatos űrbeli meteorit bombázás hatására nagyon finom porrá őrlődött föl, amelyben, mint a laza homokban, elmerülnek a nehezebb járművek. A másik elmélet szerint a holdfelszín a földihez hasonlóan szilárd, így elbírja a nehezebb járműveket is. 1961 és 1962 között Szergej Koroljov számos szervezettel és szakemberrel konzultált a holdfelszín témában, mint például a Gorkiji Rádiófizikai Kutatóintézet, a Szovjetunió Tudományos Akadémiájának Asztrológiai Tanácsa, a Pulkovoi Obszervatórium, a Krími Asztrofizikai Obszervatórium. A megbeszélések során arra a következtetésre jutottak, hogy a szilárd holdfelszín a valószínűbb elmélet. Ezután ehhez kerestek megfelelő felépítésű járművet, amely során vizsgáltak kereken guruló, lánctalpakon gördülő, sítalpakon csúszó, lépegető, illetve ugráló konstrukciókat is. Koroljov keresni kezdte az olyan intézeteket, amelyek segítséggel lehetnek a megfelelő konstrukció kiválasztásában és hamar rá is talált az Állami Gépjármű- és Agrártechnikai Bizottság (NATI) Kutatóintézetére.


1962. szeptember 24-én kiadták a Szovjetunió Minisztertanácsának határozatát a Hold további automata eszközökkel történő feltárásáról, ezt követően pedig a holdjáró tervezésének felgyorsítása érdekében 1963-ban egyesítették a projekten dolgozó mérnököket egy speciális csoportba Tyihonravov vezetésével. Az L2 nevű tervben (L, mint Luna, azaz Hold) a jármű Holdra juttatásához egy három egységből álló szerelvényt használtak volna fel, amelyet a Föld körül terveztek összekapcsolni. A szerelvény a holdjárművön és a leszálló fokozatán kívül egy transzlunáris fokozatot, egy hajtóanyag tároló egységet és egy fékező fokozat tartalmazott. A transzlunáris fokozat a Földtől a Holdig vezető út megtételéhez szükséges tolóerőt biztosította volna, a fékező fokozat pedig a Holdnál történő lassítást végezte volna el. A teljes szerelvény tömege 23 tonna lett volna. Ekkoriban a 11A511 Szojuz volt a legnagyobb teherbírású hordozóeszköz a szovjet hordozórakéta flottában, de még a használatával is 6 darab hordozórakéta indítására lett volna szükség az elemek alacsony Föld körüli pályára juttatásához, éppen ezért a súlytakarékosság kiemelt fontosságot kapott. Amikor azonban alváz súlyát 120 kg-ról 85-100 kg-ra kellett csökkenteni a NATI kihátrált a projektből. Ekkor került a képbe a leningrádi VNII-100 tervezőiroda, amely korábban harckocsi alvázak fejlesztésében vett részt. A holdjáró tervezésében hamarosan a mérnök Alexander Kemurdzsian lett az egyik kulcsember, aki ha feladat úgy kívánta semmilyen új ötlet vagy megoldás alkalmazásától sem riadt vissza. 1964-re megépítettek két prototípust, egyiket kerekekkel, a másikat lánctalppal felszerelve. A jármű ekkor még egyáltalán nem hasonlított a későbbi Lunohod-ra; a futóművet és a felfüggesztés magába foglaló alváz felet egy kerek alapú, dómszerű részben helyezték el a műszereket és a jármű mozgását közvetítő TV kamerát. A jármű energiáját napelemekkel vagy radioizotópos energiaforrással tervezték biztosítani. A maximális sebesség 4 km/óra, a hatótávolság pedig 2500 km lett volna. A felszínen talajmechanikai, felszín szerkezeti, a Hold mágneses mezejét, kozmikus sugárzás fluxusát és napsugárzást érintő vizsgálatokat terveztek végezni. Szintén ebben az évben új paraméterrel bővült a tervezési kritériumok listája, 1964 augusztusában ugyanis a Központi Bizottság jóváhagyta a kozmonautákkal végrehajtott Holdra szállás tervét és a holdjárónak szánták a kiszemelt leszálló körzet felderítésének szerepét.


A Lunohod program vezetői

A Lunohod program három vezetője: (balról jobbra) Szergej Koroljov, a szovjet űrkutatás atyja és a Lunohod ötletadója; Georgíj Babakin, a Lavocskin Tervezőiroda vezetője és Alexander Kemurdzsian, a Lunohod futóművének megalkotója.

Forrás: BBC News
Forrás: A szovjet / orosz űrhajózás múltja III. rész
Forrás: DESIGNING A LUNAR ROVER


1965 áprilisában a bolygókutató űrszondák fejlesztése átkerült az OKB-1-ből a Himkiben található Lavocskin Tervezőirodához, aminek élén ekkor Georgíj Babakin vezérigazgató állt. A tervezőiroda ez év március 2-án lett ismét önálló és ekkor nevezték ki Babakin-t is az élére, aki korábban Koroljov helyettese volt. A tervezőiroda az OKB-1 túlterheltségét volt hivatott csökkenteni, ide szervezték ki az összes folyamatban lévő űrszonda program eszközeinek megtervezését és legyártását. A holdjáró csoport is ide költözött. Babakin hamar a terv első számú támogatójává lépett elő, amikor pedig Szergej Koroljov 1966-ban, egy műtét során fellépő komplikációk hatására életét vesztette, ő volt az, aki kollégái csüggedő lelkesedését újra tudta éleszteni és a projekt folytatását biztosítani. 1966 februárjában a Luna 9 sikeres sima leszállást hajtott végre a Hold felszínén és értékes adatokat továbbított a felszín szerkezetével kapcsolatosan. Adatai alapján egyértelmű igazolást nyert a szilárd talaj elmélet. Ez alapján a lánctalpas futóművet 8 darab kerékre cserélték le. A kerekek mellett szólt, hogy kevesebb energiát igényelt a forgatásuk, mint a lánctalp továbbítása. 1966 őszén Babakin jóváhagyta a nyolc kerekes változat terveit. Az első próbákon a jármű makettjét speciális gumikötelekre akasztották fel egy hangárban, így szimulálva a Holdon lévő 1/6 gravitációt. A gumiköteles felfüggesztés miatt a kerekek tapadása kisebb lett hasonlóan a Holdon uralkodó viszonyokhoz. A futómű meghatározásával párhuzamosan megkezdődhetett a belső berendezések és a felszínt vizsgáló műszerek kidolgozása is. A jármű a tervek szerint fényképeket készít majd a felszínről és megvizsgálja a holdi talaj fizikai, mechanikai és kémiai tulajdonságait. Emellett a Holdig való út során és a felszínen is vizsgálja majd a kozmikus sugárzás mértékét, valamint az extra-galaktikus röntgensugárzás intenzitását és szögeloszlását. A jármű a leszállási terület topográfiai és morfológiai jellemzőit is tanulmányozza majd, illetve a rajta elhelyezett lézertükör segítségével pontosan mérhetővé válik a Föld - Hold távolság. A holdjáró teljes élettartamát három hónapban határozták meg. A járművel párhuzamosan elkezdték tervezni azt a leszállóegységet is, amely majd a felszínre jutatja a holdjárót. A leszállóegységnek a Lunohod-dal a tetején automata üzemmódban kell majd landolnia a felszínen, amint ez megtörtént a Lunohod két lehajtható rámpán gördült majd le a felszínre. A leszállóegységet univerzálisra tervezték, hogy a párhuzamosan futó holdi mintavevő és Hold körül keringő űrszonda programokban is fel lehessen használni. 1966 végére eldőlt az is, hogy a nagyobb teljesítményű 8K82K Proton-K típusú hordozórakétát fogják felhasználni a holdjáró és a leszálló fokozat indításához. A Proton-K 5,3 tonnás kapacitása megfelelőnek mutatkozott a feladatra.


1967-ben a Lunohod még fontosabb eleme lett az N1-L3 elnevezésű emberekkel történő holdra szállási programnak. A tervek szerint az összekapcsolt Szojuz LOK űrhajó – LK holdkomp űrhajószerelvényt két űrhajóssal a fedélzetén az N1 hordozórakéta jutatta volna előbb Föld körüli parkoló pályára, majd egy transzlunáris gyújtással Hold körülire. Egy űrhajós landolt volna a Holdon az LK-val, majd néhány órás tartózkodás után felszállva találkozott volna a LOK-kal, amellyel mindkét kozmonauta hazarepül majd. A terv nagyon hasonló volt a NASA koncepciójához, azonban az N1 nem volt olyan erős, amennyire szükség lett volna, így minden rendszernél drasztikus súlycsökkentést kellett végrehajtani. Ezért a tervezők a biztonság növelés érdekében két holdkomppal számoltak, az első automatikusan landolna, a második emberrel a fedélzetén. Abban az esetben, ha a kozmonautát szállító meghibásodna a másikat, mint tartalék lehetne használni, feltéve akkor, ha elég közel sikerül landolniuk egymáshoz és a kozmonauta el tud jutni egyiktől a másikig. Mivel a szovjet holdkompok üzemanyag készlete a súlykorlátozások miatt nagyon kis korrekciót engedett csak meg a leszállásnál, ezért úgy döntöttek, hogy előzetesen egy-egy Lunohod-ot küldenek a leszállási zónákba. A járművek megvizsgálják a felszínt a biztonságos landolás szempontjából és rádiójelző állomásként segítik a holdkompok landolását, így a pontos leszállás kivitelezhetővé válik. Amennyiben az embert szállító holdkomp valami miatt nem tudna a leszállás után felemelkedni a kozmonauta a Lunohod segítségével eljuthatna a tartalék holdkomphoz. Ehhez a Lunohod-ot ellátták volna oxigén tartalékkal, amelyhez a kozmonauta kapcsolódni tud, egy platóval, ahová fel tud állni és kézi vezérlési lehetőséggel is, amivel irányítani tudja a járművet.


Két tesztpéldány

Két teszpéldány 1965-ből, amelyekkel a megfelelő futómű kialakítást próbálták kidolgozni. A balodali kerekekkel, a jobboldali lánctalpas futóművel volt felszerelve. Végül a kerekekkel felszerelt változat lett elfogadva, bár a kerekek kialakítása még sokat változott a képen láthatóhoz képest.

Forrás: ПЕРВЫЕ «ШАГИ» «ЛУНОХОДА»


Ekkorra már sikerült a holdjármű irányításának rendszerét is kidolgozni. A jármű a földről kapott rádióparancsok alapján fog mozogni a holdon, a rádióparancsokat pedig egy speciális irányító csoport fogja meghatározni a jármű által visszasugárzott TV képek és navigációs jelek segítségével. A Lunohod-dal való kapcsolattartást a Szovjetunió területén lévő hat nagyobb mérettű antennával rendelkező földi követőállomás végezte. A Krím félszigeten Jevpatorija település mellett fekvő Szimferopol állomás lett a központ, innen sugározták fel a parancsokat és az irányító személyzet is itt teljesített szolgálatot. Megindult a holdjárót irányító csoportok tagjainak toborzása is. Mivel egyetlen földi jármű vezetése sem hasonlított a jövőbeni holdjáróéhoz, ezért a program vezetői a Vörös Hadsereg segítségét kérték a megfelelő emberek kiválasztásához. A legnagyobb titokban kezdték meg a jelöltek vizsgálatát. A kiválasztási eljárás során a követelmény szint legalább olyan szigorú volt, mint a tényleges űrhajósok esetén. Olyan embereket kerestek, aki korábban még nem vezettek semmilyen járművet, hogy az esetleges rossz beidegződéseket kizárják. A kiválasztás során az orvosok többek között a jelöltek fizikai állapotát, állóképességét, ingerlékenységét, hosszú távú memóriáját, munkamemóriáját, térben való navigálását, koncentrálóképességét, alkalmazkodóképességét és látását vizsgálták. Végül 11 embert választottak ki a feladatra, mindegyikük 28 és 34 év közötti volt. A kiválasztott legénységi tagoknak ezután elmondták mi lesz a feladatuk és a Szimferopol mellet felépített tesztpályán megkezdődött a legénységek felkészítése. A holdi gyakorlóterepet 1968 szeptemberében építették meg. Krátereket ástak ki, sziklákat helyeztek el, az egész gyakorlóterepet „Hold színűre” festették és megépült egy gyakorló holdjáró is. Az irányítást két csoport végezte folyamatos váltásban, minden csoport öt főből állt: csoportvezető, járművezető, navigátor, antennakezelő és repülőmérnök.


A jármű tényleges irányítását a csoportvezető utasításai alapján a sofőr végezte. Ő egy olyan kezelőpult előtt ült, amelyen megjelenítették a jármű elülső TV kamerája által sugárzott képet. A jármű mozgatásához a következő parancsok álltak rendelkezésre: előre 1. fokozat, előre 2. fokozat, hátramenet, jobbra, balra, fordulás 5°, fordulás 20°, megállás. A sofőr egy botkormány szerű karral irányította a járművet. Az antennakezelő ügyelt arra, hogy az antennák folyamatosan a legerősebb jelet vegyék és megfelelő legyen a kommunikáció a holdjáróval. Ehhez ő is egy botkormányt használt. A navigátor a holdfelszíni fotók és a jármű jelei alapján határozta meg annak helyzetét. A repülőmérnök pedig a jármű rendszereinek állapotát figyelte. A tesztpályán felépített környezet a megszólalásig hasonlított a Hold felszínére. A készítők, még arra is ügyeltek, hogy a kiadott parancsok illetve tévéképernyők jeleinél megjelenjen a minimum 4,1 másodperces késleltetés, méghozzá pontosan úgy, ahogy az majd a Holdon is történni fog. Körülbelül egy másodpercbe tellett, amíg a jel megérkezett a Földről, további egy másodpercbe, amíg a Lunohod végrehajtotta a parancsot és még egy másodpercbe, amíg megérkezett a visszaigazolása a Földre. Nemcsak a legénység gyakorolt a tesztjárművel, hanem azok a szakemberek is, akik részt vettek a Lunohod rendszereinek kifejlesztésében. Mindez annak érdekében történt, hogy jobb képet kapjanak a járműről. Az irányító csoportok a következő tagokból álltak; csoportvezetők: Nyikolaj Eremenko és Igor Fedorov, járművezetők: Gabdukhaj Latypov és Vjacseszlav Dovgan, navigátorok: Konsztantyin Davidovszki és Vikentij Samal, repülőmérnökök: Leonyid Moszenzov és Albert Kozsevnyikov, antennakezelők: Valerij Szapranov és Nyikolaj Kozlitin, tartalék operátor: Vaszilij Csubukin.


A Lunohod irányító csapata

A Vosztok 5 repülés veterán űrhajósa Valerij Bikovszkij pózol együtt a Lunohod-okat irányító csapat tagjaival a földi tesztjármű társaságában. Álló sor balról jobbra: Gabdukhaj Latypov, Nyikolaj Eremenko, Leonyid Moszenzov, Vaszilij Csubukin, Valerij Bikovszkij, A. Csvikov, Valerij Szapranov, V. Ponomarenko, Vikentij Samal, Igor Fedorov, A. Romanov, Konsztantyin Davidovszki, Nyikolaj Kozlitin. Ülnek balról jobbra: Albert Kozsevnyikov, Vjacseszlav Dovgan.

Forrás: «Луноход-1» — первый лунный «танк»


A Lunohod program vezérlőterme

A program irányítóterme. A kép balszélén a navigátor ül, melette a repülőmérnök és a járművezető látható. A kép alján a csoportvezető irányítja társai munkáját.

Forrás: «Луноход-1» — первый лунный «танк»


Az irányító konzol közelről

Vjacseszlav Dovgan munka közben a járművet irányító konzolnál. Jól látható a járművet irányító botkormány és a különböző mozgásokat visszajelző lámpák.

Forrás: Roscosmos


A csoportok folyamatosan gyakoroltak és 1968 novemberére elérték azt a szintet, amikor már megindulhatott az éles küldetés. Szintén ebben az évben elkészült az első, 201-es számú Lunohod. A 756 kg tömegű jármű 2150 mm széles, 2216 mm (nyitott fedéllel 4420 mm) hosszú és 1920 mm magas volt. Hajtókerekeinek átmérője 510 mm-nek, szélességük 200 mm-nek, tengelytávjuk 170 mm-nek, a jármű nyomtáv pedig 1600 mm-nek adódott. A Lunohod szerkezetileg két egységből állt: a 8 darab kerékkel ellátott önjáró alvázból és a hermetikus műszeres egységből. A kerekeket párosával erősítették az alvázhoz, mindegyiküket önállóan meghajtva a kerékagyakba épített elektromotorokkal. A motorokon kívül mindegyik kerékagy tartalmazott egy reduktort, féket, valamint fordulatszámlálót és a hőmérsékletmérőt is. A jármű mozgása a lánctalpas járművekéhez hasonlóan történt: egyenes vonalú mozgáskor mind a nyolc kerék azonos sebességgel egy irányba forgott, forduláskor a két oldal kerekeinek eltérő sebessége miatt a jármű a kívánt irányba fordult el. A Lunohod emiatt álló helyzetben is meg tudott fordulni, menet közben pedig 2,7 méteres minimális fordulókör adódott. A hajtómű fogaskerekes részeit kis túlnyomásos kamrákban helyezték el a megbízható működés érdekében. A jármű akkor is járóképes maradt, ha oldalankénti csak egy-egy kerék maradt mozgatható. A rádióparancsokon keresztül történő irányításon kívül az alvázba beépítettek egy biztonsági automatikát, amely mérte a jármű bármilyen irányba történő dőlését és veszélyesen nagy értéknél leállította a további mozgást, valamint információt küldött a földi irányításnak a leállás okáról. A küllős szerkezetű kerekek mechanikus és torziós felfüggesztéssel rendelkeztek. A jármű alvázán helyezkedtek el hőmérsékletet, fordulást, dőlést, mechanikus terhelést és áramfelvételt mérő műszerek és a rádióparancsokat végrehajtó automatika. Az automatika 14 féle mozgásformát tett lehetővé, két sebességfokozatban; az 1. fokozatban a jármű sebessége 0,9-1,0 km/óra, a 2. fokozatban pedig 1,8-2,0 km/óra lehetett.


A csonka kúp alakú hermetikus műszeres egység feladata a műszerek számára megfelelő hőmérséklet és nyomás biztosítása volt. Ebben az időben a szovjet technika elektroncsöveket használt az elektronikus berendezésekben, ezeknek a működéséhez pedig elengedhetetlen a földi atmoszférához hasonló nyomás és egy stabil 0 - +40 °C közötti hőmérséklet tartomány. Az előbbit a műszeres egység hermetikus lezárása, utóbbit pedig a Lunohod saját hőmérséklet szabályzó rendszere biztosította, amely a hőpalack elvén működött. A Holdon –170 és +130 °C között változik a felszíni hőmérséklet nappal és éjszaka. Egy holdi nappal és egy holdi éjszaka egyaránt 14-14 földi napnak felel meg. Nappal a Lunohod berendezése által termelt hő és a napsugárzásból származó hő együttesen már túl sok, éjszaka viszont a műszerek hőtermelése kicsi a biztonságos hőmérséklet fenntartásához. A mérnökök ezért egy nagyon szellemes megoldással álltak elő; a hermetikus műszeres egység tetejét nyithatóvá építették meg, amelyet egy elektromotor tud ki és becsukni. Emellett a hőszabályzó rendszer egy a műszeres egységen kívül, a menet-irány szerint hátul elhelyezkedő, 150-170 W teljesítményű polonium-210 ampullákat tartalmazó radioizotópos hőforrásból és az általa felmelegített gázkeverék áramlását biztosító csőrendszerből állt. Nappal a tető nyitva volt és a gázkeverék a hűtőkörben keringve elszállította a felesleges hőt a berendezésektől a műszeres egység felső részén kiképzett hő kisugárzó felületig, ahol a többlet hő távozni tudott az űrbe. Éjszakára a tetőt becsukták, így a műszeres egység teljesen hőszigetelt lett, egy útváltó szelep pedig átterelte a gázkeveréket a fűtőkörbe, ahol a hőforrás felmelegítette azt, a gázkeverék pedig a berendezéseket. A hőháztartást segítette a különleges hőszigetelő külső bevonat alkalmazása is. A tető emellett a belső felületén lévő napelemek segítségével az áramtermelésben is részt vett. A napelemek összteljesítménye 180 W volt, nappal ezek biztosították a Lunohod számára szükséges áramot, míg éjszaka a jármű az akkumulátorairól üzemelt. A tető dőlésszögét 0° és 180° között lehetett változtatni, hogy a napelemek mindig optimális szögben álljanak a Naphoz képest. A műszeres egység tetején helyezkedtek el a kommunikáció és a telemetria antennái: a kamerák felvételeit közvetítő erősen irányított kéttengelyes spirálantenna, a földi parancsok vételéért és a telemetriai adatok továbbításáért felelős kúp alakú rögzített spirálantenna, illetve 4 db ostor antenna, amelyek egy másik frekvenciatartományban vették a földi parancsokat.


A Lunohod szerkezete

A Lunohod szerkezeti felépítése: 1 – hermetikus műszeres egység, 2 – hőkisugárzó felület, 3 – napelemekkel ellátott tető, 4 – TV kamerák, 5 – panorámakamerák, 6 – kerékfelfüggesztés, 7 – a spirálantenna hajtómotorja, 8 – erősen irányított spirálantenna, 9 – kis irányítottságú spirálantenna, 10 – rúdantennák, 11 – izotópos hőelem, 12 – távolságmérő kerék, 13 – penetrométer, 14 – lézertükör, 15 – Rifma röntgenspektrométer, 16 – kerékagy

Forrás: ОСОБЕННОСТИ ТРАСС ПОЛЕТА АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ «ЛУНА-1», «ЛУНА-4», «ЗОНД-3»


A hőszabályozó rendszer vázlata

A Lunohod hőmérséklet szabályzó rendszerének elemei: 1 – hideg levegő áramoltatása, 2 – meleg levegő áramoltatása, 3 – fűtőblokk, 4 – visszasugárzó ernyő, 5 – a fűtőblokk nyitó záró szelepei, 6 – szelepvezérlő mechanizmus, 7 – elzárószelep, 8 – szelep, 9 – összekötő nyílás , 10 – elosztó ventillátorok, 11 – csőhálózat, 12 – szelepvezérlő, 13 – léptető mechanizmus, 14 – rugós feszítés, 15 – fogas mechanizmus, 16 – szögelfordulás-mérő, 17,18 – érzékelő elemek, 19 – vezérlő egység, 20 – hőkisugárzó, 21 – izotópos hőelem

Forrás: ОСОБЕННОСТИ ТРАСС ПОЛЕТА АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ «ЛУНА-1», «ЛУНА-4», «ЗОНД-3»


A Lunohod kameráinak elhelyezkedése és látószögeik

A Lunohod kameráinak látószögei és elhelyezkedésük

Forrás: Roscosmos


A Lunohod-ot két kamerarendszerrel is fölszerelték; egy TV kamera rendszerrel és egy panorámakamera rendszerrel. Az irányítást támogatta a jármű menetirány szerinti elejére, 950 mm magasban elhelyezett két TV kamera, amelyek átlagosan 3 és 20 másodperc közötti időközönként továbbítottak egy-egy képet. A nagy távolság miatt nem tudtak olyan nagysebességű rádiócsatornát létrehozni, ami mozgóképeket képes továbbítani. Egyszerre egy kamera működött, a másik tartalékként szolgált. A műszeres egység két oldalán helyezkedett el két-két letapogató rendszerű panorámakamera. A 1:6 nyílásviszonyú kamerák 6000 x 500 darab 0,06°-os méretű képpont felbontóképességgel rendelkeztek. A függőleges elhelyezésű kamerák a holdi égboltot illetve a jármű kerekeit és az alattuk lévő talajt, a vízszintes kamerák 30°-os látószögben a holdi környezetet tudták lefotózni. A panorámakamerák nagy segítséget jelentettek a navigációban. A telekommunikációs rendszer kifejlesztéséért, amely tartalmazta a TV-kamerákat, a panorámakamerákat és a képeket továbbító rádiórendszert (RK-E8), valamint a földi fogadóoldal berendezéseit (Szaturn-MS) a Leonyid Guszev igazgató és Mihail Rjazanszki főtervező vezette csoport volt a felelős. A műszeres egység menetirány szerinti hátsó részén helyezkedett el a már említett izotópos hőforrás, egy talajra leengedhető sebesség és távolságmérő kerék és egy penetrométer, amellyel a holdi talaj mechanikai vizsgálatát tudták elvégezni. A kereket egy mechanizmus segítségével lehetett fel- illetve leengedni. A kerék mindig tisztán gördült, így fordulatszámát mérve pontosan meghatározható volt a megtett távolság. Abban az esetben, ha az eszköz meghibásodna a hajtókerekekbe épített fordulatszámlálók még mindig használhatóak voltak erre a célra, de ezeknél számolni kellett a kerékcsúszással is, így nem adtak pontos értéket.


A jármű menetirány szerinti elülső részén helyezkedtek el a TV kamerák, a RIFMA nevű röntgen spektrométer, egy francia gyártmányú TL nevű lézertükör, egy RV-2N nevű doziméter, illetve egy RT-1 nevű röntgenteleszkóp. A röntgen spektrométer a jármű elején a talajhoz közel volt elhelyezve, segítségével a talaj kémiai analízisét lehetet elvégezni. A lézertükör a földi obszervatóriumokból ráirányított lézersugarakat visszaverte, a sugárnyaláb elindulása és visszaverődése között eltelt időből pedig pontosan meghatározható volt a Föld - Hold távolság. A doziméter a kozmikus sugárzás értékét mérte a Holdig tartó út során és a felszínen. A röntgenteleszkóppal pedig a röntgensugárzást kibocsátó égitesteket lehetett vizsgálni a holdi égen. A Holdnak nincs légköre, ami megzavarhatná a méréseket, ezért tökéletes terepnek ígérkezett a röntgenteleszkópos és kozmikus sugárzással kapcsolatos mérésekhez. A Lunohod-ot szállító leszállóegység szerkezetének alapját a hajtóanyag és oxidálószer gömbtartályai alkották. A gömbtartályokat a hengeres alakú, hermetikus szolgálati egységek kötötték össze, ezekben helyezték el a vezérlő-, a stabilizáló-, a hőszabályzó- és az orientációs rendszereket, a rádióvevő berendezéseit és az akkumulátorokat. A leszállóegység három hajtóműrendszerrel rendelkezett: a főhajtómű feladata a pályakorrekció és a fékezési manőverek végrehajtása volt, a segédhajtóművek voltak a felelősek a Holdra való puha landolásért, a kormányhajtóművek pedig az űreszköz pozicionálását végezték. A leszállóegységhez alulról csatlakozott négy lökéscsillapítóval felszerelt leszállótalp. A leszállóegység tetején helyezkedtek el a kommunikáció spirálantennái, valamint egy párhuzamos rámpa pár, azokon pedig maga a Lunohod. A leszállóegységhez kapcsolt oldalsó ledobható hajtóanyag tartályokban további üzemanyagot és oxidálószert tároltak.


Lunohod 1 Luna 17 szerelés

A Lunohod 1 és a Luna 17 szerelés közben a Lavocskin Tervezőiroda üzemében

Forrás: Автоматическая станция «Луна-17»


Blokk D

A Lunohod 1 és a leszállóegység elhelyezkedése a rakéta orrán. A leszálóegység alatt található a Proton utolsó, D blokk nevű fokozata, amely eljutatta a Lunohod - Luna szerelvényt a földi parkolópályáról a Holdig.

Forrás: Roscosmos


Lunohod 1 fellövés

A Proton elemelkedik tetején a Lunohod 1 - Luna 17 űrszerelvénnyel 1970. november 10-én

Forrás: Полёт к Луне и посадка


1968 végére a Lunohod program minden elem készen állt ahhoz, hogy a jármű részt vegyen az Egyesült Államok és a Szovjetunió között folyó űrversenyben. Ez a versengés 1967-ig főleg alacsony Föld körüli pályán folyt, 1968 végén azonban váratlanul felpörögtek az események. Decemberben az Apollo 8 három űrhajóssal a fedélzetén (Frank Borman, Jim Lovell és Bill Anders) sikeresen elérte a Holdat és vissza is tért onnan. Minden jel arra mutatott, hogy az Apollo program elemei jól vizsgáztak és hamarosan következhet az első holdra szállás. A Szovjetunióban viszont egyre nagyobb pánik tört ki. 1968 végéig még sem az N1 hordozórakéta, sem a LOK űrhajó, sem az LK holdkomp nem repült és a program folyamatos csúszása miatt félő volt, hogy kifutnak az időből. Így B tervként nagyon jól jött a már készen álló 201-es gyári számú első Lunohod. A járművet és a leszálló fokozatot a Proton rakétával tervezték fellőni, a start idejét pedig 1969. február 19-re tűzték ki. Amennyiben a leszállás sikeres, a Szovjetunió újabb elsőséget seperhetne be és némileg csökkenthetné a közelgő amerikai holdra szállás miatti kudarcát. A rakéta moszkvai idő szerint délelőtt 9:48-kor emelkedett a magasba. A repülés rendben levőnek tűnt egészen az 51. másodpercig, ekkor azonban a rakéta új, először használt orrkúpja az aerodinamikai erők hatására összeomlott, a törmelékdarabok pedig nagy sebességgel átszúrták az egyik külső N2O4 tartály falát. A kiömlő hajtóanyagot a már üzemelő hajtóművek lángcsóvája berobbantotta megsemmisítve ezzel az első fokozatot és széttépve a rakétát. A rakéta maradványai az első Lunohod-dal együtt a földbe csapódtak és ezzel elszállt minden lehetőség, hogy a Szovjetunió megelőzze az Egyesült Államokat a Holdért folytatott versenyben.


A sikertelen 1969-es évben megtorpanó szovjet holdprogram 1970-re talált vissza a siker ösvényére. 1970. szeptember 20-án a Luna-16 sikeresen landolt a Holdon, fúrófejével mintát vett a holdi talajból, majd azt egy visszatérő tartályban szeptember 24-én hazahozta a Földre. Immáron a szovjet szakemberek is kaptak egy adagnyit égi kísérőnk felszínéből és a megszerzéséhez sokkal kisebb befektetésre volt szükség annál, mint amit az Egyesült Államok az Apollo program során kifejtett. A Luna program azonban itt nem állt meg és a következő repülés során a Luna 17 leszállóegysége magával vitte az első Lunohod-ot, 203-as gyári számút Hold felszínére. A leszállás helyéül a Mare Imbrium (Esők tengere) nyugati szélét jelölték ki, ez a hatalmas síkság (tenger) Hold látható oldalának észak-nyugati negyedében helyezkedik el. A Lunohod 1 - Luna 17 űrszerelvény 1970. november 10-én moszkvai idő szerint 17:44:01-kor startolt a Bajkonuri Űrközpontból egy Proton-K/D hordozórakéta segítségével. A start után 25 másodperccel 500 m magasságban a rakéta elkezdett elfordulni a vízszintestől, 125 másodperc elteltével levált az első fokozat és begyújtott a második. 200 másodpercnél levált az áramvonalas burkolat, 375 másodpercnél pedig leállt a második fokozat. A harmadik fokozat az 588. másodpercig működött a negyedik pedig a 958. másodpercig. Ekkor a Lunohod, a leszállóegység és a rakéta D blokk nevű utolsó fokozata kb. 200 km magasságú 51,6°-os hajlásszögű körpályára állt. 35 perccel az indítás után a leszállóegység 8 kormányhajtóművének segítségével pozícionálták a megmaradt űrszerelvényt, majd 70 másodperc elteltével ismét begyújtották a D blokk hajtóművét. A D blokk 400 másodpercig működött és olyan ellipszis pályára lökte a szerelvényt, ami 4 napos repülés után elérte a Holdat. A D blokk leállítása után 12 másodperccel a blokkot leválasztották a Lunohod - leszállóegység szerelvényről. November 12-én és 14-én a hold felé repülve pályakorrekciókat hajtottak végre. A Lunohod és a leszállóegység november 15-én érte el a Holdat és a fékezőhajtóművel egy 85 x 141 km magasságú és 116 perces keringési periódusú pályájára állt az égitest körül. 16-án egy pályakorrekcióval 19 km-re csökkentették a pálya magasságát a leszálló hely felett. 7 nappal és 16 órával a startot követően beindult a leszállóegység fékező hajtóműve, és a felszín felett 2,3 km-re majdnem 0-ra csökkentette a szerelvény sebességét. Ezután a fékezőhajtómű leállt és a jármű szabadon zuhant 760 m magasságig. Ebben a magasságban újra beindult a fékezőhajtómű és egészen 20 m-ig működött, a sebességet 2,5 m/s-ra csökkentve. 20 méternél a segédhajtóművek vették át a fékezés szerepét egészen 1-2 m magasságig, majd azok is leálltak és a leszállóegység a Lunohod 1-el együtt 6 perccel a fékezés megindítása után 1970. november 17-én moszkvai idő szerint 6:46:50-kor puhán elérte a talajt az Esők tengerén, az északi szélesség 38° 17', nyugati hosszúság 35° 00' koordinátájú pontban.


A sikeres leszállás után a következő nagy feladat a Lunohod talajra gördítése volt. A következő két és félórában az irányító csapat végig futtatott egy-egy ellenőrzést a rover minden rendszerén, majd ezután felrobbantották a járművet rögzítő elemekben elhelyezett piropatronokat és leengedték a rámpákat a talajra. A Lunohod 1 TV kameráit borító fedeleket kinyitották és megérkeztek az első képek a rámpán álló járműről. 9:28-kor a Lunohod 1 legördült a platformról és megkezdte tudományos programját. Működése alatt a két ötfős legénység kétóránként váltotta egymást. Nagyjából tíz órán keresztül dolgoztak folyamatosan a járművel, majd jelentést tettek az adott műszakról ezután pedig négy óra pihenési időt kaptak. Ez a ciklus ismétlődött egy holdi nappal 14 napja alatt. A holdi éjszaka két hetére pedig a legénység tagjai visszatértek eredeti egységükhöz. A csoport tagjai számára kezdetben nagyon nehéznek bizonyult a jármű vezetése. A TV kamerák túl alacsonyan voltak és a látószögük is inkább lefelé nézett, ezért a csoport tagjai mindössze egy kis holdfelszínt láttak be a jármű előtt. A képek minősége sem volt megfelelő, a kontraszt a világos és a sötét területek között elképesztően nagy volt. A kráterek képe csak sötét csikként jelent meg a kép szélén, ezért az első időkben rendszeresen sikerült belehajtani egy-egybe. A kráterek laza falain aztán a jármű tovább csúszott lefelé. A képek 3 és 20 másodperc közötti frissítési ideje sem segítette a gyors reagálást. A megerőltető munka hatására a csoportok hamar kimerültek. Egy holdi nappal elején a jármű kinyitotta a tetőt és feltöltötte az akkumulátorokat. Ezután néhány napig, amíg a Nap alacsonyan járt az árnyékok jól kivehetővé tették a környezetet, a jármű könnyedén tudott mozogni és vizsgálni a felszínt. A holdi nappal delén, amikor a Nap legmagasabban járt az árnyékok teljesen eltűntek, ilyenkor a jármű 2-3 napig egy helyben pihent. A holdi délután néhány napján folytatódhatott a haladás és a tudományos munka. A holdi éjszaka közeledtével pedig megindult a felkészülés az éjszakára, a Lunohod-ot kelet felé fordították, a tetőt pedig becsukták. A következő holdi nap hajnalán ismét kinyitották a tetőt, a járműhez képest 90°-os szögben függőleges helyzetbe állítva, hogy a felkelő nap sugarai megvilágítsák a napelemeket és meginduljon akkumulátorok feltöltése.


A felszínen való tájékozódás elősegítése érdekében az irányítás a nagyobb krátereket különböző neveken keresztelte el, ezek azonban nem voltak hivatalos elnevezések. A Luna-17 leszállóhelye egy 150 – 200 méter átmérőjű kráter belsejében enyhe lejtőn helyezkedett el. A leszállóhelyet egy lankás 200 – 400 méter magas dombokkal és gerincekkel borított terület vette körül. A rámpáról lehajtva a Lunohod 1 kelet felé haladt 20 métert és kinyitotta a tetőt az akkumulátorok feltöltéséhez. Ezt követően délkelet felé haladt tovább nagyjából 95 métert különböző méretű kráterek között. Elérte az első holdi nappal legalacsonyabb pontját, ami 2-3 méterrel feküdt a leszállóhely szintje alatt. A holdi nappal további részében a jármű tartotta a délkeleti irányt és a nap végén már 1-2 méterrel magasabban járt a leszállóhelynél. November 24-én megkezdődött az első éjszaka. December 5-én és 6-án a holdi reggel közeledtével lézeres távolság mérési kísérleteket végeztek a Lunohod-dal. Előbb a Krími Asztrofizikai Obszervatórium, majd a francia Pic du Midi Obszervatórium indított egy-egy lézernyalábot arra a pontra, ahol a jármű tartózkodott éppen és regisztrálták a visszaverődő jeleket. December 10-én a második holdi nappal elején a jármű dél felé indult el. A 14-e és 17-e közötti időszakot egyhelyben töltötte. December 20-án a holdjáró elért egy körülbelül 100 m átmérőjű, 8-10 méter mély krátert, aminek az irányítás a Nikolja nevet adta és átvizsgált azt. A kráter közelében a jármű elérte a legdélebbi pontot, ekkor körülbelül 1,5 km-re volt a Luna 17-től és az 1970. december 21-től 1971. január 9-ig tartó második holdi éjszakát itt töltötte. A második holdi nappal végére 1719 métert sikerült megtenni a járművel.


Lunohod 1 panoráma

Lunohod 1 panoráma

Lunohod 1 panoráma

Válogatás a Lunohod 1 által az első és második holdi nappalon készített panorámaképekből. A felsőn és az alsón, amelyeket a vizsszintes panoráma kamerák készítettek jól láthatóak a jármű keréknyomai a holdfelszínen, valamint a rúdantennák a képek szélein. A középső képen a függöleges panorámakamera felvételén a jármű alatti talaj és a két szélső kerék látható.

Forrás: Lunokhod 1 Panoramas


Január 10-én, a harmadik holdi nappal kezdetén a Lunohod észak felé indult tovább. Az irányító csoport azt a feladatot kapta, hogy csak a navigációs eszközökre hagyatkozva találjon vissza a leszállóegységhez. Leengedték a távolság mérő kereket és mérték a leszállóegységig megtett távolságot. Észak felé menet a jármű elhaladt a Szlava-kráter mellett és január 18-án sikeresen visszaért a Luna 17-hez. Február 20-án a TASZSZ hírügynökség bejelentette a világ számára, hogy sikerült elérniük miden célt, amit a Lunohod 1 programjában előzetesen kitűztek. Mivel azonban a Lunohod 1 tökéletes állapotban volt úgy döntöttek, hogy meghosszabbítják a működését. A negyedik és nyolcadik holdi nappal között a jármű folyamatosan észak felé haladt. A negyedik nappal során körülbelül 1 km tett meg észak felé, elhaladt az Igor nevű kráter mellett és eljutott egy morfológiailag friss kráterhez, amelynek a Borja nevet adta az irányítás. A Lunohod 1 megvizsgálta a Borja-kráter peremét és belső lejtőjét. Az ötödik nappal során a jármű átvizsgált egy negyed négyzetkilométernyi területet a Borja mellett nyugati irányból az óramutató járásával ellentétesen haladva, érintve a Vitya-, a Kosztja- és a Gena-krátereket, majd újra északnak fordult. 1971. április 12-én, a hatodik holdi nappal folyamán a holdjáró beleesett egy meredek, laza falakkal határolt kráterbe. A csoport megpróbált mindent, hogy kijussanak a kráterből, de a Lunohod 1 mindig visszacsúszott a falakról. A kerekek csúszása elérte a 90%-ot 24°-os dőlésszög mellett. A csoport rájött arra, hogy csak akkor tudnak kimászni, ha becsukják a tetőt, így a jármű súlypontja előrébb kerül. Ezzel viszont azt kockáztatták, hogy a jármű nem jut folyamatosan energiához, és ha sokáig próbálkoznak, akkor kimerülhetnek az akkumulátorok. Ráadásul a Lunohod 1 hőháztartása is felborulhat és túlmelegedhetnek a belső berendezései. A csoport végül mégis a művelet végrehajtása mellett döntött. Becsukták a tetőt, a jármű kimászott a kráterből, majd újra kinyitották és folytatták az utat. A hetedik holdi nappalon a jármű még nehezebb terepre jutott, ahol nagy kráterek és összefonódó szikladarabok hátráltatták az előrehaladást, így ezen a nappalon csak 197 métert sikerült megtenni a holdjáróval. A nyolcadik holdi nappalon a jármű tovább haladt észak felé a Borja-kráter peremén és elhaladt a Valera nevű kisebb kráter mellet. A Lunohod 1 állapota a nyolcadik holdi éjszakán romlani kezdett, az akkumulátorokban felhalmozódott a gáz és csökkent a kapacitásuk. A jármű a kilencedik és tizenegyedik holdi nappal során nyugat, majd dél felé haladt nagyjából 1 km megtéve. Az utolsó sikeres kommunikáció a járművel 1971. szeptember 14-én, világidő szerint 13:05-kor történt, amikor a tizenegyedik holdi nappal végén előkészítették a járművet a következő éjszakára. 15-én az irányítás észlelte, hogy esik a hőmérséklet a hermetikus műszeres egység belsejében, az izotópos hőforrás kimerült. Szeptember 30-án kezdődő tizenkettedik holdi nappalon még megpróbálták felvenni a kapcsolatot a Lunohod-1-el, de a próbálkozások nem jártak sikerrel, ezért október 4-én hivatalosan is bejelentették, hogy a jármű megszűnt működni.


Lunohod 1 panoráma

Lunohod 1 panoráma

Lunohod 1 panoráma

Három panoráma fénykép a harmadik, nyolcadik és kilencedik holdi nappalról. A legfelsőn látható a Luna 17 leszállóegysége, amelyhez a holdjáró a harmadik nappalon visszaérkezett.

Forrás: Lunokhod 1 Panoramas


A Lunohod 1 összesen 301 napig, 6 óráig és 37 percig működött, jóval túlteljesítve a három hónapos tervezett üzemidőt. Ezalatt az időszak alatt a jármű 10,54 kilométert tett meg, több mint 20 000 TV képet, valamint 206 panorámaképet küldött a földi irányító központba. 80 000 négyzetméter területet vizsgált át, 537 ponton mérte a holdtalaj felszíni rétegének fizikai és mechanikai tulajdonságait és 25 ponton végzett kémiai elemzését a talajösszetételre vonatkozóan. Továbbá az irányító csoportok fontos tapasztalatot szereztek a jármű mozgatásával kapcsolatban. A Lunohod 1 útja után példáúl nyilvánvalóvá vált, hogy a holdi körülményeket nem lehet 100 %-osan reprodukálni a gyakorlóterepen. A regolitnak, azaz a felszínt borító a holdpor rétegnek különleges fényvisszaverő tulajdonságai vannak, amikor a jármű mögül érkezett a fény alacsony napállásnál a jármű előtt lévő területek nagyon világossá váltak. Ekkor a vezetőnek el kellett forgatnia egy kicsit a járművet, ahhoz hogy lássanak valamit a jármű előtt lévő területből. A Luna 16 és a Lunohod 1 sikerei igazolták azt az újfajta propagandát, amit a Szovjetunió az űrverseny elvesztése után kezdett el terjeszteni, miszerint a Naprendszer sikeresen és biztonságosan felderíthető automata űrszondákkal és járművekkel, nincs szükség emberi életek kockáztatására. Ezzel egy időben az Egyesült Államokban 1970 elejétől kezdve egyre népszerűtlenebbé vált az Apollo program. Az átlag amerikai emberek számára az Apollo 11 sikeres útja jelentette magának a programnak a teljesülését és nem értették, hogy a kormány mért pazarol el dollár milliókat a további holdexpedíciókra. Az év végén Richard Nixon elnök és Szenátus közösen egy olyan, eddigiekhez képest jóval szerényebb pénzügyi támogatást szavazott meg a NASA számára, ami miatt az utolsó 3 Apollo repülést törölnie kellett az űrhivatalnak. 1970. november 25-én George Low NASA adminisztrátor levelet küldött Clinton P. Anderson-nak, a Szenátus Légi és Űrtudományi Bizottságának elnökének a Luna program sikereiről, amiben kissé lenézően kismértékűnek nevezte az űrszondák tudományos hasznát. A levél azonban igazából figyelmeztetés volt, miszerint a szovjet aktivitás egye fokozódik a Holdon, miközben az Apollo program repüléseinek számát megkurtították. Low eszel a levéllel szerette volna jelezni, hogy bár az Egyesült Államok megnyerte a Holdért folytatott versenyt, hosszútávon azonban elvesztheti az űrbeli elsőségért vívottat. A levélnek azonban nem volt érdemi visszhangja, az Apollo program 1972 végén befejeződött. Az ezt követő néhány évben a Hold a szovjet űrszondák fennhatósága alá került.


Két újabb mintavevő misszió - Luna 18 és 20 - valamint egy Hold körül keringő űrszonda - Luna 19 - útja után a tervekben a Luna 21 és a Lunohod 2 következett. A következő holdjáró, a 204-es Lunohod megörökölte elődje szerkezetét, emellett néhány változást is bevezettek a mérnökök a hatékonyabb működés érdekében. Az első Lunohod-nál a TV kamerák nagyon alacsonyan voltak beszerelve, mert a mérnökök úgy gondolták, hogy az a legjobb, ha a közvetlenül jármű előtt lévő területet látják megfelelően. A távolabbi tereptárgyak megfigyeléséhez a panorámakamerák jól használhatóak voltak, de mivel nem működtek folyamatosan a járműnek többször meg kellett állnia ahhoz, hogy szemrevételezze a terepet, ez pedig csökkentette a haladás sebességét. Emiatt a Lunohod 2-re felszereltek egy harmadik TV kamerát is, ami az első kettő felett magasabban helyezkedett el, ez pedig sokat javított a képminőségen és növelte a jármű sebességét és irányíthatóságát. Beépítettek továbbá egy hosszú rúdon kinyújtható magnetométert, amely a holdi talaj mágnesességét vizsgálta, egy asztrofotómétert, amely egy lencse nélküli elektronikus teleszkóp volt az égbolt fénylésének látható fény és ultraibolya tartományban való vizsgálatára és egy Rubin-1 elnevezésű lézerfény érzékelőt, amely a földről érkező lézerfény beérkezését rádión jelezte vissza a könnyebb navigáció és helymeghatározás érdekében. 840 kg tömegű jármű célpontjának az 55 km átmérőjű Le Monnier-krátert szemelték ki a tudósok. A krátert Pierre Charles Le Monnier francia csillagász után nevezték el, a Hold általunk látható oldalának észak keleti negyedében lévő Mare Serenitatis (Derültség tengere) keleti szélén található. A krátert részlegesen feltöltötte a korábbi vulkanikus működésben kiömlő láva.


Lunohod 1 útvonal

A Lunohod 1 útvonala a Hold felszínén az egyes elkeresztelt kráterek nevével. A középső képen az útvonal lebontása szerepel az egyes holdi nappalok szerint. Színek jelentése: kék - első nappal, világos sárga - második nappal, lila - harmadik nappal, fehér - negyedik nappal, türkiz - ötödik nappal, zöld - hatodik nappal, piros - hetedik nappal, fekete - nyolcadik nappal, sötét lila - kilencedik nappal, sárga - tizedik nappal. A jobb oldali képen a terület szintvonalas ábrája látható.

Forrás: Moscow State University of Geodesy and Cartography


Lunohod 2

A Lunohod 2 földi makettje

Forrás: Roscosmos


A Lunohod 2 - Luna 21 szerelvény 1973. január 8-án moszkvai idő szerint 9:55-kor indult el egy Proton hordozórakéta hátán a Hold felé. Az út a holdig eseménytelenül telt, mindössze egy pályakorrekciót hajtottak végre január 9-én. 12-én a holdjáró és a leszálló fokozat egy 90 x 120 km magasságú 60°-os hajlásszögű Hold körüli pályára ált. A magasságot 13-án és 14-én folyamatosan csökkentették 16 km-re, majd január 16-án moszkvai idő szerint 1:35-kor a Luna 21 sikeresen landolt a Derültség tengerén az északi szélesség 25° 51', keleti hosszúság 30° 27' koordinátájú ponton. A leszálló egység mindössze 3 méterre kerülte el egy meredek kráter szélét, és amikor leszállás után két és fél órával a jármű elhagyta a leszállóplatformot pontosan belehajtott a kráterbe, amit az irányító csoport tagjai nem vettek időben észre. Szerencsére a Lunohod 2 nem borult fel, így megkezdhették a műszerek és berendezések tesztelését. A Lunokhod 2 működése során a dőlésérzékelő még azelőtt meghibásodott, hogy a jármű elhagyta a leszállóplatformot. Hamar kiderült, hogy a jármű navigációs egysége sem megfelelően működik, nem küld jeleket az irányító központnak arról, hogy a Lunohod 2 hol is van pontosan. Ezért a csoportok navigátorainak kellett meghatározniuk a jármű mindenkori helyzetét a környezet, a Nap állása és a területről előzetesen készített műholdfényképek alapján. Eredetileg a szovjet szakembereknek nem voltak részletes fényképfelvételeik a területről, de Harold Masursky amerikai asztrogeológus moszkvai látogatása során olyan fényképfelvételeket adott át a szovjet kollégáinak, amelyeket az Apollo 15 űrhajója készített a Le Monnier-kráterről a Hold körül keringve. Ezek alapján a felvételek alapján már jól beazonosítható volt a jármű helyzete és könnyebben lehetett megtervezni a Lunohod 2 útvonalát.


A problémák ellenére a Lunohod 2-vel sokkal gyorsabban tudtak haladni, mint elődjével. Napi 11 órán át tartották vele a kapcsolatot a holdi nappalok során. Sokat segített a harmadik TV kamera és az oldalt elhelyezett panorámakamerák képei is. Január 19-én beköszöntött az első holdi éjszaka, a jármű tetejét becsukták. Február 8-a és 22-e közötti második nappal kezdetén kinyitották a tetőt, feltöltötték az akkumulátorokat, amelyekről az éjszaka során üzemelt a jármű és dél felé indították el. Délre vezető útja során a Lunohod 2 elhaladt a Verocska-, Kimarina-, Valjusa- és Zsanna-kráterek mellett, amelyeket az irányító csoport a programban dolgozó hölgyekről nevezett el. Február 12-én a jármű elérte a Le Monnier-kráter déli peremét, itt megvizsgált egy nagyjából 2 km átmérőjű krátert, a Margo-t és a Vsztrecshnyi nevű hegységet. Eddig a jármű nagyjából 7 km tett meg. Ezután újra észak felé vette az irányt. A kráter peremtől nem messze érte a járművet a második éjszaka, amely március 8-ig tartott. Március 14-én, a harmadik holdi nappalon Lunohod 2 visszatért a tengerre és kelet felé folytatva útját, elhaladva a Lenocska-, Zoja-, Szvetlana-, Lilja-, Tánya-, Natalija-, Kirusa-, Lija-kráterek mellett közeledett a misszió talán legérdekesebb célpontjához, az Egyenes Barázdának elnevezett képződményhez. Ez egy 15-16 km hosszúságú, észak-déli irányú, helyenként 40 - 80 m széles völgy, amelyről a geológusok azt feltételezték, hogy tektonikus mozgás, bővebben széthúzódás következtében jött létre. Eddig a járművet irányító rendszer jól működött, azonban március közepén megjelent az első hiba a működésében, a jármű csak a harmadik stop parancsra állt meg. A 306. munkamenetben sor került a Rubin-1 első használatára és vele a világ első Hold felé történő lézeres információtovábbítására. Amikor műszer fotódetektora érzékelte a Földről érkező iránymérő lézernyalábot a Lunohod 2 egy rádiójelet sugárzott vissza a Föld felé, így a pozíciója könnyedén meghatározható volt.


Luna 21 leszállóhely

A Lunohod 2 célpontja az 55 km átmérőjű Le Monnier-kráter jobb szélén az Egyenes barázdának elkeresztelt árokkal.

Forrás: «Луноходы-1 и -2» в истории лунных исследований



Lunohod 2 panoráma

Lunohod 2 panoráma

Lunohod 2 panoráma

Lunohod 2 panoráma

Lunohod 2 panoráma

A Lunohod 2 által készített panorámaképek. A második képen jól látható a Luna 21 leszállóegysége.

Forrás: Lunokhod 2 panoramas


A jármű áprilisban elérte az Egyenes Barázdát. Április 13-a és 18-a között megkerülte annak déli végét, ezután pedig a keleti partján halad észak felé. Elhagyta a Marija, Ira és Ninocska nevű krátereket. A terep egyre nehezebb lett, sok apró kráter és nagyobb szikladarab tarkított a tájat, amelyeket a járműnek meg kellett kerülnie. Itt érte a Lunohod 2-öt a vég. 1973. április 20-án a jármű az Egyenes Barázdától északkelet felé távolodott, amikor 5:05-kor behajtott egy kráterbe. A kráter fenekén olyan laza holdpor réteg volt, amiben a jármű kerekei kezdetek elsüllyedni, ezért az irányítás úgy döntött inkább hátrafelé másznak ki a kráterből. A legénység javasolta ellenőrző csoportnak, hogy a biztonság kedvéért csukják be a tetőt mielőtt kimásznak, de nem fogadták el ezt a javaslatot. Amikor az irányítás megpróbálta a járművet hátrafelé kivezetni a kráterből nem vették észre, hogy a kráter fala sokkal magasabb a vártnál. Ahogy a jármű közeledett a túl magas kráterperemhez a nyitott tető belefúródott a kráter falába és holdpor került a napelemekre. 5:15-re a jármű kijutott a kráterből, de a napelemekre nagy mennyiségű holdpor került, amit rögtön jelzett a töltőáram szintjének csökkenése. Amint kijutottak úgy döntöttek bezárják a tetőt, hogy lerázzák róla a port, de a holdpor a finom szerkezete miatt rátapadt a napelemekre. Ráadásul a radiátorra is jutott belőle bőven, ami miatt az nem tudta kellően lehűteni a keringetett levegőt, a jármű pedig elkezdett túlhevülni, a belső hőmérséklet hamarosan elérte a 43 - 47 °C-ot. Május 9-e után már nem tudtak kommunikálni a járművel és június 3-án a TASZSZ hivatalosan is bejelentette a Lunohod-2 programjának végét.


A Lunohod 2 működése alatt rekord nagyságú távolságot, 37,5 kilométert tett meg, 80 000 TV képet és 86 panorámaképet küldött a Földre, több száz ponton mérte a holdtalaj felszíni rétegének fizikai és mechanikai tulajdonságait és 25 ponton végzett kémiai elemzését. A járművön lévő lézertükörrel a program végét követően további Föld - Hold távolságméréseket is végeztek. 1975-re elkészült a 205-ös számú negyedik Lunohod. Tervek szerint 1977-ben indult volna a Luna-25 leszállófokozattal együtt a Holdra. Elődjéhez képest modernebb televíziós rendszert kapott, amely már háromdimenziós képeket tudott közvetíteni, a panoráma kamerákat pedig magasabban helyeztek el a jobb panoráma felvételek készítése érdekében. Mielőtt azonban elindulhatott volna 1976-ban a szovjet vezetés felülvizsgálta az űrmissziók fontossági sorrendjét és úgy döntött, hogy befejezi a Luna programot és a jövőben már nem indítanak Lunohod-okat a Hold felszínére. A Luna 25 felbocsátására szánt Proton rakétára más feladatnál volt szükség, ezért hordozó eszköz nélkül maradt a Lunohod 3 végül a Lavocskin Tervezőiroda múzeumába került.




A két holdjáró által végzett tudományos megfigyelések közül a legfontosabbak a következők voltak. A Lunohod 1 leszállási helyének környékén 10 centimétertől 10 méterig terjedő kráterek találhatóak. Az Esők tengerének felszínén a kisméretű kráterek képződés és erodálódása szinte egyenletesen ütemben megy végbe, megadott idő alatt nagyjából ugyanannyi kráter képződik, mint amennyi el is tűnik. A felszíni vizsgálatok kimutatták, hogy összefüggés van a kráterek mérete, létezésük hossza és alakváltozási sebességük között. Minél nagyobb egy kráter, annál hosszabb ideig létezik és annál lassabban változik. A Lunohod 1 friss kráterek lejtőin és peremükön, erősen simított kráterekben és kráterközi síkságokon is végzett talajmechanikai és fizikai vizsgálatokat. A lézertükörre irányított lézersugarakkal nagy pontossággal mérhető volt a Föld - Hold távolság, valamint a Hold mozgásának paraméterei, mint például tengely körüli forgásának egyenetlenségei, amik összefüggésben állnak a Hold folyékony magjával. A Lunohod 1 lézertükre az összes Holdon végzett lézertükrös vizsgálatnál távolabb esett a Hold látható féltekéjének középpontjától, ezért mérései még értékesebbek voltak. A mérések alapján megállapították, hogy a Hold évente körülbelül 38 mm-es ütemben távolodik bolygónktól. A lézertükör később is hasznosnak bizonyult, 2010-ben ugyanis a hold körül keringő Lunar Reconnaissance Orbiter amerikai űrszonda megtalálta a Lunohod 1 és a pozíciójának adatai alapján sikerült 1971 óta először visszaverni lézersugarat a lézertükrével. A RIFMA röntgen spektrométer szinte folyamatosan működött. Mérései szerint a talaj legfelső, több mikrométer vastag rétege szilíciumot, vasat, kalciumot, alumíniumot, titánt és káliumot tartalmaz. A spektrométer mérései szerint a Lunohod 1 által vizsgált kőzetek összetételük alapján bazalthoz hasonlóak. Ez megerősítette azt az elképzelést, hogy a Hold fejlődésének korai szakaszában intenzív vulkanikus tevékenység zajlott a felszínén, ezek a kőzetek pedig a kiömlött vulkanikus magmából szilárdultak meg. A vulkanizmus mindegyik kőbolygó fejlődésének egyik elmaradhatatlan szakasza, ezért a Földön, a Holdon és a Marson is találkozhatunk bazalttal és ez nagy valószínűséggel igaz a Vénuszra, a Merkúrra és a nagyobb holdakra is.


A Lunohod 2-ön végzett asztrofotóméteres mérések során az éjszakai periódusban sem volt teljes sötétség, a holdi égen tündöklő sok ezer csillag összeadódó fénye miatt. Emellett megállapították, hogy amikor a Nap zenithez képest eléri a 90°-ot (azaz hajnalodik a Holdon, de még nem létható a Nap) növekedni kezd az égbolt fényessége. Ezt a szakemberek a Hold felszíne felett lebegő por jelenlétének bizonyítékaként értelmezték, amelyen szóródik a Nap fénye. A RIFMA a Lunohod 2 működési területén a vastartalom csökkenését észlelte a Le Monnier-kráter peremén lévő talajban. Ez a szakemberek szerint a krátert kialakító becsapódás által felszaggatott anyag kidobódásának tudható be, amit később a megerősítették a Harkovi Csillagászati Obszervatóriumban végzett teleszkópos megfigyelések is. A talajmechanikai és fizikai mérések megállapították, hogy a talaj teherbírási képessége és forgási nyírószilárdsága a lejtés növekedésével csökken. A mérési eredményeket a Lunohod 1-en a dőlésszög érzékelők adataival, a Lunohod 2-ön pedig a kameraképeken lévő horizontvonal elhelyezkedésével vetették össze és mindkét jármű mérései igazolták ezt a megállapítást. Az Egyenes Barázda széléhez közeledve a regolitréteg folyamatosan vékonyodott. A Lunohod 2 magnetométeres méréseit folyamatosan végezték, aminek az lett az eredménye, hogy menet közben a meghajtómotorok elektromágneses zaja rárakodott a mérési eredményekre. Így az eredmények nehezen értelmezhetővé váltak. Annyit azonban sikerült megállapítani, hogy az elektromos vezetőképesség a mélység függvényében eltér. A Lunohod 2 mérései az Apollo 16 holdexpedíció méréseihez hasonlóan igazolták a Hold felső köpenyének rendkívül alacsony elektromos vezetőképességét a Derültség tenger alatt. A szakemberek szerint ez annak a bazaltelöntésnek az eredménye, ami korábban beborította a területet. A Lunohod 1 és 2 jelentősége jóval túlmutat a Holdon végzett tevékenységükön. Amellett, hogy ezek voltak az első idegen égitestre eljuttatott járművek, bebizonyították, hogy egy mozgó jármű egy egyhelyben álló űrszondával szemben jóval hatékonyabb vizsgáló eszköz. Jelentőségüket mi sem mutatja jobban annál, hogy több mint ötven évvel a működésük után a Marson jelenleg is a roverek számítanak a bolygókutatás élharcosainak.



Kapcsolódó írások

Lunar Roving Vehicle

Kerekeken a Naprendszerben 2.
A Lunar Roving Vehicle

Szökési sebesség - 2022