Programul Lunokhod

Programul Lunokhod (în rusă  : Луноход , literalmente "Lunar Rover") constă din mai multe misiuni spațiale sovietice care au implementat între 1969 și 1972 primii rover (sau rover englez) de la distanță de la suprafața Lunii . Două vehicule de aproximativ 800  kg , Lunokhod 1 și Lunokhod 2 , au parcurs câteva zeci de kilometri timp de câteva luni, efectuând sondaje științifice și transmitând zeci de mii de fotografii.

Proiectul a luat naștere la începutul anilor 1960 în biroul de proiectare al lui Serghei Korolev , principalul responsabil cu astronautica sovietică, dar nu a început cu adevărat decât după lansarea programului lunar sovietic echipat în 1964, care a fost responsabil pentru îndeplinirea provocării. Programul Apollo . Rolul atribuit inițial roverului este de a recunoaște zona de aterizare înainte de sosirea modulului lunar care trebuie să aterizeze cosmonauții pe Lună. În cele din urmă, Lunokhods vor fi lansate independent de programul spațial echipat. Programul, care cunoaște un singur eșec din cauza lansatorului în trei misiuni, este un succes remarcabil. Mașinile au îndeplinit în mare măsură obiectivele stabilite de designerii lor.

Context

Programul Luna și Cursa Spațială

Luna este obiectivul principal al misiunilor interplanetare lansate la începutul erei spațiale la sfârșitul anilor 1950. Uniunea Sovietică are un anumit avantaj, în special datorită puterii lansatoarelor sale, în cursa pentru a. Spațiul care se opune aceasta către Statele Unite și care este traducerea în câmpul spațial al Războiului Rece, care face furori între cele două superputeri mondiale ale vremii. Astronautica sovietică realizează un număr mare de premii în timpul primelor sale misiuni automate de explorare lunară , care sunt grupate în cadrul programului Luna  : prima fotografie a părții îndepărtate a lunii , prima aterizare moale a unui spațiu de sondă pe solul lunar. Dar, treptat, programul spațial american și, mai ales, programul de explorare a Lunii prinde avânt. Pe de o parte, NASA a lansat programul Apollo în 1961, care își propune să depună oameni pe Lună înainte de sfârșitul deceniului, pe de altă parte, dezvoltă programe automate de sondare, cum ar fi Surveyor Landers sau Lunar orbiters . Uniunea Sovietică a răspuns prin stabilirea unor obiective din ce în ce mai ambițioase pentru sondele sale lunare și prin lansarea la rândul ei, în 1964, a unui program spațial cu echipaj care concurează cu programul Apollo.

Primele schițe ale Lunokhodului

La începutul anilor 1960, biroul de studii al sovieticului OKB-1 către Serghei Korolev , sub conducerea lui Mihail Tihonravov, a început să studieze un vehicul controlat de la distanță capabil să se deplaseze pe suprafața Lunii . Această mașină urma să fie lansată de racheta grea N-1 dezvoltată pentru a lansa nava de misiune cu echipaj pe Lună . Studiul a progresat lent, în special până în 1963. Korolev a decis să încredințeze dezvoltarea șasiului viitorului astromobil biroului de proiectare al companiei VNII Transmash din Leningrad, specializat în fabricarea tancurilor pentru Armata Roșie și condus de Alexander Leonovich Kemourdjian . Acesta din urmă își dezvoltase pasiunea pentru proiectarea de nave spațiale controlate de la distanță. Cercetările efectuate împreună în 1963 și 1964 de către echipele Kemourdjian și Korolev au condus la proiectarea unui vehicul de 900  kg , al cărui scop era de a oferi sprijin programului lunar echipat plasat tot sub responsabilitatea lui Korolev. Proiectul lunar echipat este lansat oficial înAugust 1964iar rolul vehiculului este clarificat: trebuie să efectueze operațiuni de recunoaștere pentru a pregăti aterizarea cosmonauților pe solul lunar. Proiectul, care are acum mijloacele financiare, progresează rapid, iar inginerii OKB-1 înghețează o primă schiță la începutul anului 1965. Dar Korolev decide în același timp să transfere toată activitatea de explorare a sistemului solar prin sonde automate. la compania Lavochkin condusă la acea vreme de Georgy Babakine .

Faza de dezvoltare

Racheta folosită pentru lansarea roverului nu mai este N-1, care acumulează întârzieri, dar lansatorul Proton este dezvoltat, acoperit de o etapă Bloc D responsabilă de injectarea mașinii pe o traiectorie lunară. Designul rover-ului a fost complet revizuit de șeful biroului de design Babakine și, parțial, de Kemourdjian, pentru a ține seama de capacitățile acestui lansator mai puțin puternic, dar și pentru a integra datele furnizate de Luna 9 pe primul lander lunar să fi reușit în misiunea sa: fermitatea solului lunar și subțierea stratului de praf au dus la abandonarea pistelor în favoarea a opt roți mici. În toamna anului 1965, proiectul a fost înghețat, dar proiectul detaliat nu a fost finalizat decât la sfârșitul anului 1967.

Caracteristicile tehnice ale roverilor Lunokhod

Lunokhodul este transportat la suprafața Lunii printr-o etapă responsabilă pentru tranzitul dintre Pământ și Lună și pentru coborârea pe solul lunar. Ansamblul format din această etapă și vehicul, cu o masă totală cuprinsă între 5.660  kg și 5.700  kg, formează modelul Ye-8 în clasificarea sondelor din programul Luna .

Lunokhod

Lunokhod constă dintr-o structură sub presiune sub forma unei oale din aliaj de magneziu care conține avionica , bateriile, precum și electronica asociată cu instrumentele științifice. Această structură este așezată pe un cadru cuprinzând opt roți cu diametrul de 51  cm . Un capac concav, care se deschide și se închide, este plasat în partea de sus și servește ca suport pentru celulele unui panou solar . Senzorii pentru instrumente științifice, camerele de televiziune utilizate pentru antenele de navigație și telecomunicații sunt atașate la partea superioară și laterală a structurii principale. Ansamblul are 1,35  m înălțime , 1,7  m lungime (2,22  m la roți) și 2,15 m lățime  la capac. Raza minimă de rotire este de 80  cm . Mașina poate traversa un obstacol de 40  cm înălțime sau 60 cm lățime  , poate urca o pantă de 20% și poate manevra pe o pantă de 45%. Sistemele de siguranță interzic deplasarea pe o pantă mai mare decât această limită. Lunokhod 1 poate atinge o viteză de 800  m pe oră înainte sau înapoi, în timp ce operatorii Lunokhod 2 pot alege între două viteze - 800 sau 2000  m / h - în ambele direcții. Puterea este furnizată de celule solare pe siliciu ( arsenură de galiu pentru Lunokhod 2) fixate pe fața interioară a capacului, oferind 1  kW . Temperatura piesei sub presiune este menținută într-un interval acceptabil prin circulația internă a aerului suplimentată de un circuit de reglare termică a apei deschise. Radiatoarele sunt amplasate în partea superioară a structurii sub presiune care este acoperită în timpul lunii lunare lungi de capacul în poziția pliată. Dezintegrarea nucleară de 11  kg de poloniu 210 asigură încălzire suplimentară. Lunokhod este conceput pentru a rezista la trei nopți lunare, sau aproximativ trei luni. Lunokhod 1 are o masă de 756  kg, în timp ce Lunokhod 2 cântărește 836  kg .

Pentru telecomunicații , vehiculul are o antenă orientabilă cu câștig mare și o antenă cu câștig mic omnidirecțională. Pentru a o direcționa, o echipă de cinci operatori de pe Pământ utilizează imaginile furnizate de camerele de televiziune pentru a trimite comenzi. Călătoria dus-întors a semnalului între Lună și Pământ durează aproximativ 5 secunde. Camerele panoramice sunt montate pe ambele părți pentru a oferi o imagine panoramică la 180 ° din față în spate, iar cealaltă o imagine panoramică la 180 ° de la sol la cer.

Instrumente științifice

Instrumentele științifice de la bord includ:

Coborâre și podea de croazieră

Inima etapei de coborâre și croazieră este formată din patru tancuri sferice legate între ele prin secțiuni cilindrice. Fiecare rezervor este prevăzut cu un picior prevăzut cu un sistem de amortizare. Întregul formează un pătrat lateral de 4 metri. Aceste tancuri conțin propulsori care alimentează un singur motor de rachetă , plasat într-un gol în centrul pătratului și utilizat atât pentru corecțiile traiectoriei în timpul tranzitului între Pământ și Lună, pentru inserarea pe orbita lunară, cât și pentru coborârea la sol a luna. Motorul KDTU-417, care este un dispozitiv nou dezvoltat pentru sondă de către biroul de proiectare Iasaïev, are un impuls care poate fi modulat între 7,4 și 18,8 k Newtoni . Șase motoare vernier permit efectuarea corecțiilor de orientare; două dintre ele sunt montate lângă propulsorul principal și sunt utilizate în timpul coborârii către lună. Patru rezervoare cilindrice eliberabile cu diametrul de 88  cm sunt montate în poziție verticală în perechi pe fiecare parte a acestui ansamblu: conținutul lor este utilizat cu prioritate și sunt eliberate înainte ca sonda să înceapă coborârea spre solul lunar. Avionica este adăpostită în structurile cilindrice ale pătratului central, dar și între rezervoarele de cădere. Rezervoarele sferice umplute cu azot utilizate de motoarele vernier sunt, pe de o parte, fixate în partea superioară a rezervoarelor de cădere, pe de altă parte, adăpostite între rezervoarele principale. Lunokhodul este ancorat în partea superioară a etajului: patru rampe depozitate în poziția pliată sunt atașate la podea în perechi, în față și în spatele acestuia, astfel încât să-i permită să coboare la sol. Rampele utilizate depind de configurația zonei de aterizare.

Progresul unei misiuni

Misiunile programului Lunokhod

Prima incercare

Prima misiune Lunokhod a fost lansată pe 19 februarie 1969dar capacul lansatorului Proton dezvoltat special pentru a adăposti noua navă spațială se dezintegrează la 51 de secunde după decolare în presiunea aerodinamică și starterul explodează, împrăștiind resturile pe o rază de 25  km . Cele 11  kg de poloniu 210 care trebuiau să mențină o temperatură minimă în Lunokhod nu au fost găsite în timpul săpăturilor. Potrivit unui zvon neconfirmat, poloniul a fost folosit de soldați ca încălzitor de rezervă în cazarma lor.

Lunokhod 1

A doua misiune nu a fost lansată decât douăzeci de luni mai târziu, deoarece între timp echipa proiectului s-a dedicat în totalitate misiunii de întoarcere a probelor , al cărei obiectiv era să readucă un eșantion de sol lunar înainte ca americanii să aterizeze pe lună. Misiunea Luna 15 eșuează deoarece sonda se prăbușește în solul lunar21 iulie 1969, a doua zi după aterizarea echipajului Apollo 11 . În cele din urmă, înOctombrie 1970, Luna 16 reușește să readucă un eșantion și echipa se poate concentra pe lansarea celei de-a doua misiuni Lunokhod. Acesta, numit Luna 17 și purtând Lunokhod 1 , a fost lansat pe10 noiembrie 1970 și efectuează o aterizare pe lună pe 17 noiembriela 3:47 UTC în Marea Ploioasă . Rampele sunt coborâte și Lunokhod 1 debarcă câteva ore mai târziu. Progresul misiunii este urmărit cu mare interes de publicul de pe ambele părți ale Cortinei de Fier , care sunt fascinați de această nouă experiență. În ciuda dificultăților echipei responsabile cu pilotarea Lunokhodului, în cele din urmă, s-a defectat doar pe14 septembrie 1971, după ce a depășit de trei ori durata de viață pentru care a fost proiectat și după ce a parcurs 10,5  km , a făcut 20.000 de fotografii, 206 de panorame , a efectuat 25 de analize și 500 de teste de duritate a solului.

Lunokhod 2

Următorul model este modificat înainte de lansare pentru a lua în considerare experiențele din misiunea Lunokhod 1. Camerele de televiziune au actualizat imaginile cu o viteză prea lentă și au fost plasate prea jos în unele situații. Se adaugă o a treia cameră la înălțimea umană. Misiunea Luna 21 de la bordul Lunokhod 2 a fost lansată pe8 ianuarie 1973 și luna 15 ianuarieîn craterul Le Monnier . Lunokhod 2 supraviețuiește până3 iuniedupă ce a parcurs 37  km și a făcut 80.000 de fotografii și 86 de panorame.

Lunokhod 3

Un al patrulea vehicul urma să fie lansat în 1977, dar misiunea a fost anulată din motive bugetare. Acum este expus la Muzeul Lavotchkine , compania care l-a creat, la Moscova .

Rezultate științifice

Multe lecții științifice ar putea fi învățate din fotografii de roci, sol, cratere, formațiuni geologice și urme de roți. Camerele celor două rover au făcut în total o sută de mii de fotografii și aproape trei sute de panorame. Numeroase măsurători ale rezistenței solului au fost efectuate folosind penetrometre . Spectrometru cu raze X cu fluorescență a făcut posibilă efectuarea analizelor chimice ale solului din Mer des pluie și a craterul Le Monnier, compus în principal din bazaltice rocilor , inclusiv, cu toate acestea, pe marginile Le Monnier concentrații crater mai mari de siliciu , aluminiu și potasiu . Reflectoarele laser au fost folosite pentru a măsura distanța dintre Pământ și Lună: fotografiile cu laser efectuate de la observatorul Pic du Midi din Franța și Observatorul Simeiz din Crimeea au făcut posibilă măsurarea distanței Pământ-Lună cu o precizie de 3 metri pentru Lunokhod 1 și 40  cm pentru Lunokhod 2. Aceste măsurători, repetate în mod regulat după aceea, au făcut posibilă înțelegerea mai bună a evoluțiilor periodice și seculare ale distanței Pământ-Lună. Lunokhod 2 magnetometru detectat un foarte slab câmp magnetic fluctuant , sub influența câmpului magnetic interplanetar. Fotometrul a făcut unele descoperiri destul de surprinzător: în timpul zilei lunar, lumina soarelui este parțial interceptată de praf în suspensie în timp ce pe timp de noapte, atunci când Pământul este vizibil, luminozitatea este de 15 ori mai mare decât pe Pământ în timpul nopților cu luna plina.. Măsurătorile radiației cosmice care au ajuns în solul lunar au fost efectuate cu ajutorul detectorului de la bord, în timp ce telescopul cu raze X a făcut posibilă efectuarea de observații ale Soarelui și ale galaxiei .

Alexandre Kemourdjian, proiectantul șasiului Lunokhod, a fost chemat să fabrice un robot buldozer, pe baza experimentelor sale lunare, pentru a împinge deșeurile radioactive de pe acoperișul centralei nucleare de la Cernobîl după accidentul nuclear . A fost trimis în Statele Unite după sfârșitul Războiului Rece pentru a - și arăta roboții.

Note și referințe

Note

  1. De asemenea, se scrie „  Kemurjian  ”, „  Kemurdgian  ” sau „  Kemurgian  ”.
  2. Asteroidul (5933) Kemourdjian a fost numit în onoarea sa.

Referințe

  1. Siddiqi p.  529 op. cit.
  2. „  (în) Istoria VNIITRANSMASH  ” , ROVER Company Ltd. (RCL) (accesat la 20 ianuarie 2008 )
  3. „  (În) biografie a lui U Kemourdjian  ” , ROVER Company Ltd. (RCL) (accesat la 20 ianuarie 2008 )
  4. Siddiqi p.  529-530 op. cit.
  5. Siddiqi p.  530-531 op. cit.
  6. Vânătoare și toate p.  191-193 op. cit.
  7. Vânătoare și toate p.  194-195 op. cit.
  8. Vânătoare și toate p.  189-191 op. cit.
  9. Vânătoare și toate p.  195-196 op. cit.
  10. Vânătoare și toate p.  196-199 op. cit.
  11. Cifra de 37 km a  fost revizuită în sus în iunie 2013: conform imaginilor luate pe orbită, Lunokhod 2 ar fi călătorit de fapt între 42,1  km și 42,2  km . http://www.nature.com/news/space-rovers-in-record-race-1.13229 [arhivă]
  12. Vânătoare și toate p.  199-200 op. cit.
  13. Membrii echipei Selenokhod vizitează muzeul NPO Lavochkin. , video pe Youtube
  14. Vânătoare și toate p.  201-202 op. cit.

Vezi și tu

Surse și bibliografie

Articole similare

linkuri externe