Луномобиль
Луномобиль
Хиви НАСА. Вопросы продолжают поступать:
— На фото, приведённом в австрийском журнале «Format», удивляет мощная конструкция луномобиля (рис. 124). В спускаемых на Луну аппаратах каждый грамм веса — дороже золота (обратите внимание на чертежи и фото реальных посадочных модулей, на колёса советских «луноходов» — тонкие лапки и обод на спицах). К чему лу-номобилю значительного размера крылья над огромными колёсами? К чему массивная конструкция: мощный швеллер на раме, толстые трубы? Будь эта махина для Луны, она выглядела бы совсем иначе и походила бы больше на четырехколесный велосипед с тонкими трубчатыми конструкциями. Но настоящую лунную конструкцию нельзя использовать на Земле: она разрушится под действием земного веса, и режиссёрам «высадок» пришлось довольствоваться земными конструкциями.
— Трубы могли быть и алюминиевыми. Зачем крылья над колёсами на Луне — глупый вопрос: затем же, зачем и на Земле, чтобы пыль не поднимать. На кинокадре с луномобилем в движении хорошо видно, что они очень даже не лишние. Кстати, крылья американцам не грех было бы сделать и попрочнее. Луномобили были у астронавтов трех последних экспедиций («Аполлон-15, -16» и -17»). В двух случаях из трех крылья сломались. Астронавты «Аполлона-16» кое-как смирились с тем, что на ходу их достаточно обильно посыпало пылью. А астронавты «Аполлона-17» сумели починить сломанное правое заднее крыло: прикрепили с помощью клейкой ленты вместо отломанной его части… сложенную карту района посадки. На рис. 125 фотография NASA as17-137-20979, на которой они запечатлели результаты ремонта.
Ю. И. МУХИН. Это ещё анекдот. Пальцы перчаток астронавтов были настолько грубые, что они не могли работать с фотоаппаратом и его жёстко крепили на груди астронавтов. Как же они такими пальцами отлепили клейкую ленту от рулона? И на хрена они брали с собой карту? Лучше бы запасное крыло. Или в Голливуде его не нашлось?
Хиви НАСА. А весила эта штука всего 209 кило на Земле, около 35 кило, соответственно, на Луне. На фотографии из журнала «Format» LRV (lunar roving vehicle) показан в нагруженном состоянии, а «голый» он выглядит так (рис. 126).
Не сказал бы, что это особо тяжёлая конструкция.
Кроме того, «не следует смешивать статику с динамикой, господин профессор, — это приводит к серьёзным ошибкам». Масса астронавта в полном лунном снаряжении — примерно полторы сотни килограмм, двух астронавтов — три центнера. Следовательно, на Луне пара астронавтов весит в сумме 50 кг. Если два астронавта усядутся на свой неподвижно стоящий на Луне луномобиль, то статическая нагрузка на его конструкцию будет вшестеро меньше, чем если бы они проделали это на Земле. Но, как только они покатят по лунным булыжникам и кратерам со скоростью свыше 10 км/ч (на сегодня рекорд скорости для Луны равен 17 км/ч и был показан астронавтами «Аполлона-16» на небольшом склоне), картина изменится. Когда колесо попадёт на очередной ухаб, то вверх подскочит (выражаясь по-научному, «испытает направленное вверх ускорение») масса в полтонны (триста килограммов массы астронавтов и двести — самого луномобиля). А сила, с которой масса сопротивляется ускорению, не зависит от веса — она одинакова и на Земле, и на Луне, и в космосе, где предметы не весят вообще ничего. Поэтому динамические нагрузки на конструкцию луномобиля (т. е. нагрузки от ударов и толчков при его движении) будут примерно такими же, как и на Земле.
А советскому Луноходу запас прочности с учётом динамических нагрузок был ни к чему. Хоть его масса и составляла свыше 700 кг (т. е. несколько больше, чем у американского луномобиля с двумя астронавтами), но его максимальная скорость — чуть больше одного километра в час. А фактически он двигался в несколько раз медленнее: ведь управляли-то им по радио, глядя на картинку на телеэкране. Картинка эта запаздывала на секунду с лишним, и сигнал управления с Земли шёл обратно к луноходу за такое же время. Поэтому оператор вёл Луноход очень осторожно, не спеша.
— Стоп-стоп! Поглядите-ка снова на фотографию луномобиля — ту, где у него к крылу приклеена карта! А где колеи от колёс? Следов от ног астронавтов сколько угодно, а от колеса — нет! Ни спереди, ни сзади! Как луномобиль оказался на этом месте, не оставив следов своего прибытия? Не иначе, по воздуху прилетел. А скорее всего, это просто макет — его принесли на руках и поставили на место, как декорацию. А о следах забыли. Есть и другие фотографии, на которых следов от колёс нет.
— Астронавты не просто катались на луномобиле. Доехав до места очередной остановки, они сходили с него, собирали образцы грунта, делали фотографии — тоесть вовсю топали вокруг луномобиля. При этом поднятая их ногами пыль засыпала следы от колёс. Не забудьте, что на Луне пыль летит в несколько раз дальше, чем на Земле.
Эта фотография сделана, когда астронавты сделали на этой стоянке всё, что намечали, и собирались в дальнейший путь — один из них уже уселся на сиденье. Судя по отпечаткам ног в пыли, вокруг этого колеса они потоптались немало. Так что следов от колёс в данном случае нет как раз потому, что есть много следов от ног.
Кстати, ваше предположение о том, что луномобиль могли просто принести на руках, отчасти справедливо. На Луне он весит менее 40 килограммов, поэтому один человек вполне может приподнять его за один край и развернуть на двух колёсах. Порой астронавтам было проще и быстрее именно таким способом развернуть его в нужном им направлении, чем поворачивать: радиус поворота у четырехколесной тележки довольно значительный. В некоторых случаях отсутствие следов от колёс может быть вызвано именно этим.
Ю. И. МУХИН. Такое впечатление, что насовцы до сих пор никак не могут придумать основные параметры используемой техники. Хиви считают, что луномобиль с двумя астронавтами весил 500 кГс, а в сборнике «Космическая техника» написано: «Вес при полной нагрузке 725 кГс». При этом хиви НАСА как-то необычно рекламируют этот автомобиль — делают упор на скорость и молчат о его мощности. А ведь реально скорость — это производная от мощности двигателя, и она будет разной на разных дорогах (асфальтовых, грунтовых, с подъёмом и т. д.). Поэтому давайте немного поговорим о мощности этого луномобиля поскольку, судя по «съёмкам с Луны», он очень резвый — легко трогается с места, быстро набирает скорость.
Советская энциклопедии «Космонавтика» даёт о нём такие сведения: «Американские космонавты в 1971…72 при трех последних лунных экспедициях на космических кораблях „Аполлон-15“, „Аполлон-16“ и „Аполлон-17“ использовали для передвижения по поверхности Луны в районе посадки лунный самоходный аппарат „Ровер“, доставляемый на Луну в одном из отсеков лунной кабины. Двухместный лунный самоходный аппарат — четырехколесный, рассчитан на управление космонавтами. Проектная максимальная скорость 13…км/ч, фактически была достигнута скорость 18…км/ч (при спуске со склона). Ресурс хода 65 км (фактический пробег составил: при полёте корабля „Аполлон-15“ — 27,2 км, „Аполлон-16“ — 27,1 км, „Аполлон-17“ — 35,7 км). Радиус разворота 6 м, тормозной путь ~ 3 м. Лунный самоходный аппарат рассчитан на преодоление склонов крутизной до 20°, препятствий высотой до 0,3 м и трещин шириной до 0,7 м. Максимальный, допустимый крен и дифферент 45°. Тормоза должны удерживать лунный самоходный аппарат на склоне крутизной до 35°.
Масса нагружённого лунного самоходного аппарата 725 кг (в т. ч. собственно „Ровер“ — 211, космонавты с ранцевыми системами жизнеобеспечения — 364, научные приборы — 54, съёмочное и связное оборудование — 69, образцы лунных пород и пр. — остальное). Длина лунного самоходного аппарата 3,1 м, ширина 2,1 м, вые. 1,1 м, ширина колеи 1,83 м, ширина каждого из четырех колёс 0,23 м, диаметр колеса 0,81 м. Рама лунного самоходного аппарата и кресла космонавтов трубчатой конструкции из алюминиевого сплава, сиденья и спинки из нейлона. Полосы клейкого материала на спинке позволяют фиксировать ранцевую систему жизнеобеспечения; предусмотрены также привязные ремни из ребристого нейлона и пылезащитные крылья. Подвеска колёс торсионная. Все колёса ведущие. Ободья сплетены из проволоки диаметром 0,84 мм с цинковым покрытием. К ободу приклёпаны полосы из титанового сплава для защиты от истирания и улучшения сцепления с грунтом. В ступицу вмонтирован электродвигатель мощностью 183,9 Вт, связанный с одноступенчатым редуктором (передаточное число 80:1). Дополнительно имеются передний и задний электродвигатели (по 73,5 Вт, передаточное число редуктора 257:1), соединённые с колёсами специальными тягами и обеспечивающие разворот. Для электропитания лунного самоходного аппарата служат две не-подзаряжаемые серебряно-цинковые батареи, ресурс каждой 121 А·ч, мощность 150 Вт, номинальное напряжение 36 В, рабочая температура 4-52 °С. В целях теплозащиты верхняя поверхность батарей, бортовой ЦВМ и пульта управления лунного самоходного аппарата облицованы зеркальными пластинами из спечённой двуокиси кремния. На пульте размещены: спидометр (градуированный от 0 до 20 км/ч); индикатор дифферента и крена (градуированный от + 25° до —25°); индикатор курса с азимутальным лимбом и цифровыми указателями азимута, пройденного пути и удаления от лунной кабины по прямой; панель аварийной системы сигнализации о выходе из строя батарей, электродвигателей и др. Для управления „Ровером“ служит штурвальная колонка самолётного типа, расположенная между креслами, чтобы ею мог управлять любой космонавт. Отклонением колонки вперёд — назад регулируется скорость хода, поворотом относительно оси — поворот лунного самоходного аппарата. Кнопка в основании колонки служит для переключения с переднего на задний ход. Торможение лунного самоходного аппарата производится изменением направления тока в электродвигателях. В качестве запасных средств используются тормозные колодки и барабанный тормоз. Извлечение лунного самоходного аппарата, установка его на грунт и приведение в рабочее положение обеспечиваются одним космонавтом.
На „Ровере“ размещена остронаправленная антенна с параболическим отражателем диаметром 96,5 см для передачи ТВ изображения непосредственно на Землю, а также малонаправленная антенна для голосовой связи с Землёй и передачи телеметрической информации. Остронаправленная антенна используется только во время стоянки лунного самоходного аппарата и требует предварительного наведения на Землю с помощью телескопического прицела (визира). Передача ТВ во время движения не ведётся. В передней части лунного самоходного аппарата смонтирована ТВ камера, кино-и фотокамеры. Управление ТВ камерой (включение и выключение, наведение по азимуту и углу места, панорамирование, изменение фокусного расстояния) может осуществляться космонавтами и по командам с Земли. ТВ камера „Ровера“ использовалась для съёмки старта взлётной ступени лунной кабины с Луны, а после отлёта космонавтов — для астрономических наблюдений и регистрации взрывов сейсмических зарядов, оставленных космонавтами на Луне».
Первое, что сразу бросается в глаза, — это мизерная мощность луномобиля. Все четыре двигателя на его колёсах в сумме дают как раз одну лошадиную силу. Но это исполнительные двигатели, они бы такую мощность может быть и взяли, да кто же им даст? Ведь суммарная мощность двух батарей 300 Вт, т. е. всего 0,4 лошадиной силы. Масса этой «шайтан-арбы» как у «Запорожца» и всего на центнер меньше, чем у «Жигулей», а мощность 0,4 л.с. Не многовато ли? Я поискал в доме бытовой прибор с мощностью, как у американского луномобиля. Дрель — 750 Вт, кстати, на рынке самая маломощная дрель — 420 Вт. Принтер — 700 Вт, мясорубка — 420 Вт, наконец, нашёл в углу одного из кухонных шкафов старую кофемолку, которой редко пользовались, — 115 Вт. Вы можете себе представить «Запорожец», который ехал бы по сухому песку с двигателем не в 30 кВт, а 0,3 кВт? У меня был «Запорожец», и я себе такого представить не могу. Хиви мне скажут, что я ничего не понимаю в луномобилях, что на Луне «Ровер» быстро ездил по песку, оставляя глубокие колеи, лихо взбирался на горки и т. д. Я это тоже видел. Но это же кино! А я говорю «за жизнь».
Возьмите секундомер и рулетку и взбегите на один пролёт лестничного марша как можно быстрее. Замерьте время, которое вам понадобилось, и высоту пролёта. Затем свой вес (в кг) умножьте на высоту пролёта (в метрах) и разделите на время (в секундах), и на 75. Уверен, что результат (ваша мощность в лошадиных силах) у вас будет больше единицы. И в этом нет ничего странного: любой человек без проблем может развить мощность в одну лошадиную силу, тренированные люди развивают мощность в несколько лошадиных сил, а спортсмен — и до десятка. Спросите себя: на хрена было тащить на Луну телегу массой в 210 кг, т. е. в полтора раза больше, чем масса обоих астронавтов, если каждый из них может длительно развивать мощность (скажем, при ходьбе) большую, чем мощность этой телеги?
Велосипедист-любитель без проблем развивает скорость 30 км/час, при скорости луномобиля (10 км/час) велосипедист тратит энергии столько же, сколько и при обычной ходьбе, при скорости 5 км/час — в 4 раза меньше. То есть если бы дело действительно шло о Луне, то американские инженеры соединили бы вместе два велосипеда и заставили бы астронавтов крутить педали, при этом тележка была бы в 10 раз легче «Ровера», а мощность её в 10 раз больше.
Но теперь понятно, такое сооружение не впечатлило Стенли Кубрика, ему требовалось показать автомобильную мощь США. Но, чтобы придать этой телеге мощность хотя бы в 4 лошадиные силы, на неё нужно было грузить 300 кг батарей. Вот американские жулики и выкрутились: батарей загрузили 30 кг, а эфир заполнили болтовнёй о бешеной скорости этого агрегата.
И ещё по поводу пояснений хиви, что луномобиль при скорости свыше 10 км/час наскакивает на булыжники, и если у него колёса будут как у велосипеда, то они не выдержат динамических нагрузок. Должен сказать, что у велосипедистов, в отличие от хиви НАСА, есть головы, и они им нужны и для того, чтобы не наскакивать на скорости на булыжники.