Дата старта: 10 ноября 1970 г., 17 часов 44 минуты 01 секунда МСК
Ракета-носитель: "Протон-К" с разгонным блоком Д.
Масса КА: 5700 кг
Масса "Лунохода-1": 756 кг

Назначение

Космический аппарат "Луна-17" был предназначен для доставки на поверхность Луны самоходного аппарата "Луноход-1" и проведения научных исследований на лунной поверхности.

Космический аппарат

Автоматический космический аппарат состоял из корректирующе-тормозного модуля ( КТ) и самоходного аппарата. Корректирующе-тормозной модуль КТ предназначен для обеспечения перелета по трассе Земля-Луна, включая коррекции траектории, выход на орбиту искусственного спутника Луны, формирование предпосадочной окололунной орбиты, сход с орбиты и посадку на лунную поверхность.

Основу конструкции КТ составляли четыре сферических топливных бака, соединенных между собой цилиндрическими проставками, две из которых выполняли роль приборных отсеков для размещения аппаратуры системы управления перелетом и посадкой. Часть аппаратуры системы управления, предназначенная для управления работой блока Д, была размещена на переходной ферме.

Помимо основных баков топливо размещалось еще и в баках сбрасываемых отсеков. Сброс отсеков производился перед включением двигателя для схода с орбиты ИСЛ. Двигательная установка корректирующе-тормозного модуля КТ состояла из основного двигателя с регулируемой тягой и блока двигателей малой тяги с номинальной тягой 280 кг. Суммарная тяга двигателя могла изменяться в пределах 1929 - 750 кг.

На посадочной ступени установлен автоматический самоходный аппарат - "Луноход-1", который состоит из двух основных частей: колесного шасси и герметичного приборного контейнера, в котором размещена вся служебная аппаратура. Контейнер имеет форму усеченного конуса, причем верхнее основание конуса, служащее радиатором-охладителем для сброса тепла, имеет больший диаметр, чем нижнее. На время лунной ночи радиатор закрывался крышкой.

Внутренняя поверхность крышки покрыта фотоэлементами солнечной батареи, что обеспечивает подзаряд аккумуляторной батареи в течение лунного дня. В рабочем положении панель солнечной батареи может располагаться под разными углами в пределах 0-180њ, чтобы оптимально использовать энергию Солнца при различных его высотах над лунным горизонтом.

В передней части приборного отсека расположены иллюминаторы для телевизионных камер, электрический привод подвижной остронаправленной антенны, предназначенной для передачи на Землю телевизионных изображений лунной поверхности, малонаправленная антенна, обеспечивающая прием радиокоманд с Земли и передачу телеметрической информации, научные приборы и оптический уголковый отражатель.

В состав телевизионного комплекса, предназначенного для получения информации об окружающем луноход пространстве, входили малокадровая телевизионная система, предназначеная для получения изображений лунной поверхности, необходимых для оперативного управления движением и фототелевизионная система.

Для получения панорамных изображений и съемки участков звездного неба, Солнца и Земли, необходимых для астроориентации лунохода и не требующих высоких скоростей передачи изображения, на борту лунохода была установлена телефотометрическая или фототелевизионная оптико-механическая система с панорамной разверткой, состоящая из четырех камер. Они расположены таким образом, что две из них обеспечивают обзор местности справа и слева от лунохода в пределах несколько более 180њ в горизонтальной плоскости и 30њ в вертикальной, а две другие камеры дают изображение местности и пространства в пределах 360њ в вертикальной и 30њ в горизонтальной плоскостях.

По левому и правому борту установлено по две панорамные телефотокамеры (причем в каждой паре одна из камер конструктивно объединена с определителем местной вертикали) и четыре штыревые антенны.

В задней части приборного отсека расположен радиоизотопный источник тепла, а рядом с ним - прибор для определения физико-механических свойств лунного грунта (прибор оценки проходимости - ПРОП) и механизм подъема и опускания девятого колеса.

Приборный отсек установлен на восьмиколесном шасси, обеспечивающем передвижение автоматической лаборатории по поверхности Луны. Геометрия ходовой части, удельное давление на грунт, тяговые характеристики шасси, параметры упругой подвески и конструкция опорной поверхности колес позволяли уверенно передвигаться по поверхности с рыхлым, сыпучим слоем грунта, преодолевать крутые подъемы, переезжать через кратеры и препятствия в виде отдельных камней или гряды камней, соизмеримых с размерами ходовой части. Каждое колесо имеет три титановых обода, покрытых сеткой из нержавеющей стали и соединенных грунтозацепами. Ступица колеса соединена с ободом спицами. Колеса, трансмиссии и двигатели объединены в единые узлы - мотор-колеса. Луноход имеет восемь мотор-колес, каждое из которых является ведущим. Все колеса неповоротные относительно вертикальной оси. Поэтому для разворота лунохода на месте каждая четверка колес либо вращается в противоположном направлении, либо в одном, но с разной скоростью.

Диаметр каждого из восьми ведущих колес по грунтозацепам составляла 510 мм, ширина 200 мм. Колесная база шасси - 170 мм, а ширина колеи 1600 мм.
Для обеспечения заданного теплового режима внутри гермоконтейнера в условиях лунной ночи был использован радиоизотопный источник тепла, содержащий ампулы с полонием-210. Двухконтурная воздушная система терморегулирования обеспечивала сброс тепла в течение лунного дня через верхнее днище приборного отсека, которое одновременно являлось радиатором-охладителем. На его наружной поверхности было нанесено специальное термооптическое покрытие, состоящее из зеркальных элементов из кварцевого стекла. Для уменьшения стока тепла из приборного отсека через радиатор-охладитель на время лунной ночи закрывался теплоизолированной крышкой, на внутренней поверхности которой расположены фотопреобразователи солнечной батареи. Для дополнительного охлаждения газа в наиболее теплонапряженных сеансах применялся водяной испаритель.

Луноход управлялся дистанционно. В состав дистанционной системы управления входили система курсоуказания, обеспечивавшая передачу на Землю информации об угловом положении аппарата. Кроме того, курсовой гироскоп обеспечивал движение в заданном направлении с учетом объезда препятствий.

Для получения информации о дорожных условиях, необходимой для управления движением лунохода, о пройденном пути и для проведения научных экспериментов по исследованию свойств грунта, на корме лунохода был установлен входящий в состав самоходного шасси прибор оценки проходимости (ПРОП). Он состоял из мерного (девятого) колеса и механизмов для внедрения и поворота в грунте штампа, позволяющего получить информацию о физико-механических свойствах лунного грунта. С помощью мерного колеса определялся пройденный путь.

Дополнительно на луноходе был установлен датчик лунной вертикали, который представлял собой чашу со сферической внутренней поверхностью, по которой свободно перекатывался шарик.

Управление самоходным аппаратом из Центра управления луноходом осуществлял экипаж, в состав которого входили командир, водитель, штурман, оператор и борт-инженер. Экипаж лунохода, получая на Земле лунные телевизионные изображения и телеметрическую информацию, с помощью специализированного пульта управления обеспечивал выдачу команд на луноход.

Стартовая масса космического аппарата составляла 5700 кг, после выхода на селеноцентрическую орбиту - 4100 кг, а на поверхности Луны - 1900 кг. Общая масса лунохода составляла 756 кг, его длина с открытой крышкой солнечной батареи 4,42 метра, ширина 2,15 метра, высота 1,92 метра. Он был рассчитан на 3 месяца работы на поверхности Луны.

На "Луноходе-1" и посадочной ступени "Луны-17" были установлены флаги и вымпелы с изображением Государственного герба СССР и барельефом В. И. Ленина.

Состав научной аппаратуры "Лунохода-1"

- автоматическая спектрометрическая аппаратура РИФМА для определения химического состава лунного грунта;
- радиометр РВ?2Н для исследования радиационной обстановки на трассе перелета и на поверхности Луны;
- коллиматорный рентгеновский телескоп РТ-1 для исследования рентгеновского космического излучения.

Схема полета

Космический аппарат выводился на промежуточную круговую околоземную орбиту высотой 200 км с помощью трехступенчатой ракеты-носителя "Протон-К" и первого включения разгонного блока Д. Вторым включением двигательной установки блока Д космический аппарат переводился на траекторию полета к Луне.

На трассе перелета было запланировано проведение двух коррекций траектории движения аппарата: через 32-36 часов и через 80-84 часа после старта.
Спустя 4,5 суток после старта включением КТДУ обеспечивалось торможение КА и выход на селеноцентрическую орбиту, близкую к круговой.

С целью формирования условий для схода с орбиты в течение двух суток проводились коррекции окололунной орбиты, в результате чего обеспечивалось прохождение аппарата над выбранным районом посадки, а перицентр орбиты понижался до высоты 16-20 км.

Через трое суток после выхода на окололунную орбиту в перицентре производилось включение КТДУ на торможение с одновременным сбросом навесных отсеков. Первый этап торможения заканчивался выходом на высоту 1800+500 метров, где происходила отсечка двигателя.

Далее аппарат совершал свободное падение с доворотом продольной оси до местной вертикали, измерявшейся с помощью доплеровского измерителя скорости. На высоте 550+200 метров начинался участок прецизионного торможения, которое обеспечивалось основным двигателем КТДУ.

На высоте 10-30 метров выключался основной двигатель КТДУ и блок двигателей малой тяги, обеспечивая снижение с постоянной скоростью. На высоте 1,8-3 метра по сигналу с гамма-высотомера "Квант-2" производилось выключение двигателей, и аппарат опускался на поверхность Луны. При этом вертикальная скорость в момент касания не должна была превышать 5 м/с. Точность посадки в заданный район Луны должна быть не хуже +5 км..

Предыстория полета "Луны-17" Полету станции "Луна-17" предшествовал аварийный запуск первой станции состоявшийся 19 февраля 1969 года в 9 часов 48 минут 48 секунд. Пуск завершился аварией ракеты-носителя "Протон-К" на 52-й секунде полета вследствие разрушения головного обтекателя ракеты. Затем усилия НПО имени С.А. Лавочкина были перенацелены на решение задачи доставки на Землю образцов лунного грунта, которая была успешно выполнена станцией "Луна-16".
Только после этого наступила очередь лунохода.

Выполнение программы полета

Космический аппарат "Луна-17" был запущен 10 ноября 1970 года в 17 часов 44 минуты 01 секунду с помощью ракеты-носителя "Протон-К". Первые три ступени ракеты-носителя и разгонный блок обеспечили выведение космического аппарата на траекторию полета к Луне. Старт к Луне осуществлялся с промежуточной околоземной орбиты.

На трассе перелета к Луне 12 и 14 ноября были проведены коррекции траектории. 15 ноября при подлете к Луне был включен двигатель на торможения, и станция "Луна-17" вышла на орбиту искусственного спутника Луны высотой 85?141 км наклонением орбиты к плоскости лунного экватора - 141њ и периодом обращения 116 минут.

С целью формирования условий для схода с орбиты 16 ноября прошли коррекции, в результате которых минимальная высота над поверхностью снизилась до 19 км. 17 ноября 1970 года в 6 часов 41 минут был включен тормозной двигатель, и в 6 часов 46 минут 50 секунд станция "Луна-17" совершила мягкую посадку в прибрежном районе западной части Моря Дождей, в точке с селенографическими координатами: 38њ24' с.ш. и 34њ47' з.д.

После осмотра места посадки и развертывания трапов была выдана соответствующая команда, и в 9 часов 28 минут "Луноход-1" съехал по трапу с посадочной платформы на лунный грунт. Автоматическая самоходная лаборатория приступила к выполнению программы научно-технических исследований и экспериментов. В течение первого лунного дня проводилось изучение района посадки станции "Луна-17". Одновременно проходили испытания систем лунохода и приобретение опыта вождения экипажем, находящемся на Земле. За это время луноход прошел по лунной поверхности 197 метров.

К 19 февраля запланированная трехмесячная программа научно-технических исследований и экспериментов была выполнена полностью. За 4 лунных дня самоходная лаборатория преодолела расстояние в 5228 м.

Анализ состояния и работы бортовых систем показал возможность продолжения активного функционирования автоматического аппарата на лунной поверхности. С этой целью была составлена дополнительная программа работы лунохода. Успешное функционирование космического аппарата продолжалось 10,5 месяцев.

В начале 12-го лунного дня (30 сентября 1971 г.) войти в связь с луноходом не удалось.

Общее время активного функционирования лунохода (301 сутки 6 часов 57 минут) более чем в 3 раза превысило заданное по ТЗ.
Программа полета станции "Луна-17" и самоходного аппарата "Луноход-1" была выполнена полностью.

Результаты полета

В ходе выполнения программы работы за 116 сеансов движения "Луноход-1" прошел расстояние 10540 метров, что позволило детально обследовать лунную поверхность на площади 80 000 м2. Максимальная скорость движения составляла 2 км/час. За это время на Землю было передано 200 телефотометрических панорам и около 20 тысяч снимков малокадрового телевидения. В ходе съемки получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей рельефа, позволяющие провести детальное изучение их строения.
Топографическое изучение местности выполнялось на основе телевизионных панорам, снимков лунного ландшафта и данных о длине пройденного пути.

В итоге обследования луноходом района посадки станции "Луна-17" были построены: топографическая схема трассы в масштабе 1:1000, уточненные схемы отдельных участков в масштабе 1:200, топографические планы отдельных участков в масштабе 1:100, полученные стереофотографическим методом, высотные профили трассы и характерных кратеров.

В течение всего срока активного существования лунохода регулярно проводились измерения физико-механических свойств лунного грунта.
С помощью автоматической спектрометрической аппаратуры РИФМА была получена информация о химическом составе лунного грунта - своем составе он имел следующие элементы: кремний (20%), железо (12%), кальций (8%), алюминий (7%), магний (7%), титан (<4%) и калий (<1%).

Эксперименты по лазерной локации Луны с помощью уголкового отражателя, проведенные в Советском Союзе и во Франции, позволили получить высокоточные измерения параметров системы Земля - Луна: в первых же опытах расстояние до лазерного отражателя было измерено с ошибкой, не превышающей +3 м.
К научно-техническим приоритетным достижениям станции "Луна-17" относятся маневры подвижного аппарата на поверхности Луны в соответствии с планом полета.

Станцией "Луна-17" были установлены рекорды, зарегистрированные и подтвержденные дипломами FAI:

- абсолютный мировой рекорд продолжительности активного существования на лунной поверхности и мировой рекорд продолжительности активного существования на лунной поверхности в классе "С";
- мировой рекорд максимальной массы автоматического самодвижущегося аппарата на поверхности Луны в классе "С";
- мировой рекорд общего расстояния, покрытого самодвижущимся аппаратом на поверхности Луны в классе "С";
- мировой рекорд скорости движения автоматического самодвижущегося аппарата на поверхности Луны в классе "С";
- мировой рекорд продолжительности активных действий самодвижущегося аппарата на поверхности Луны в классе "С" (3390 час 36 мин).