ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПЛАНЕТОХОДОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ ЛУНЫ, МАРСА, ВЕНЕРЫ

© А.М.Крайнов, В.А.Воронцов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2012 г.

Развитие практической космонавтики позволило в исследованиях небесных тел все шире использовать контактные методы, реализуемые с помощью различного рода посадочных космических аппаратов (КА), в том числе мобильных, называемых планетоходами. Такие мобильные роботы могут быть использованы для поиска объектов исследования; забора грунта; транспортировки полезного груза на значительные расстояния от места посадки. На сегодняшний день успешно выполнили свою научную задачу серия советских луноходов и лунных роверов программы «Аполлон», марсоходы Pathfinder, Spirit и Opportunity. Очевидно, что человечество и дальше будет расширять сферу своей деятельности в космосе и все больше осваивать его, а успешный опыт использования планетоходов позволяет считать их перспективным видом КА для дальнейших работ на поверхностях Луны, Марса и других небесных тел.

В докладе приводится формирование проектного облика планетоходов нового поколения на основе перспективных технических решений для различных планет.

Разработана концепция альтернативного устройства на основе колесно-прыгающего движителя для перемещения полезного груза на поверхностях планет с малой гравитацией (Луна, Марс), которое обладает режимами движения с постоянным контактом с поверхностью и с циклическим контактом с поверхностью. Приводится конструктивное исполнение такого планетохода. Разработана математическая модель передвижения аппарата как упругого колеса с маятниковым движением массы с осевой подвеской в оси колеса. Приводится расчет энергетических затрат при движении с варьированием скорости, упругих свойств системы, свойств грунта.

В рамках НИР по созданию КА для исследования Венеры рассмотрены варианты реализации экспедиции с использованием различных технических средств контактных исследований, которые создавались ранее в НПО имени С.А. Лавочкина. Для обеспечения возможности поиска объектов исследования в различных отдаленных точках поверхности сформирована концепция внедрения в конструкцию венерианского посадочного аппарата самоходного шасси на основе колесного движителя. Сформированы схема разворачивания на поверхности и принцип действия такого мобильного аппарата. Приведена оценка массовых характеристик самоходного шасси. Остро стоит вопрос с длительностью срока службы станции на поверхности планеты из-за проблем, связанных с созданием высокотемпературной электроники.

Создание планетоходов нового поколения на основе существующих и перспективных технологий позволит расширить круг задач по исследованию, транспортировке и испытаниям на поверхностях небесных тел, а также позволит существенно снизить затраты энергетики на передвижение и доставку аппарата к поверхности небесного тела. Работы в этом направлении продолжаются.