Towarzysz kosmonautów. Łunochod 201

Lata 60. Wyścig na Księżyc, w szrankach Stany Zjednoczone i ZSRR.

Zaaprobowany przez Nikitę Chruszczowa i konsekwentnie realizowany księżycowy program Łuna rozwija się od małych, kulistych stateczków kosmicznych ze sterczącymi antenami po wyładowane aparaturą badawczą, coraz bardziej skomplikowane urządzenia. W końcu pojawiają się konkretne wymagania dotyczące posadowienia obywateli radzieckich na powierzchni Srebrnego Globu – konieczna jest dokładna selekcja i dogłębne przebadanie przyszłego miejsca posadowienia lądownika. Amerykanie dokonali tego przy pomocy liczącej siedem egzemplarzy serii statków kosmicznych Surveyor („Geodeta”), które z sukcesem miękko wylądowały na powierzchni „Księcia Nocy” i wykonały wszystkie powierzone im zadania. Nie były one jednak mobilne – mając formę niedużych trójnogów, do dziś stoją tak, jak wylądowały.

Sowieci postanowili pójść krok dalej. Stacjonarny statek kosmiczny badający mnóstwo parametrów fizycznych wokół siebie postanowiono dodatkowo wyposażyć w coś, czego dotąd jeszcze nie skonstruował nikt – w mobilny, sterowany z ziemi kosmiczny pojazd, który objedzie i obfotografuje dokładnie planowane miejsce lądowania załogowego lądownika, następnie zaś zaparkuje i, niczym wierny pies-towarzysz, zaczeka na swych „panów” (przy okazji służąc za pomocną w lądowaniu radiolatarnię, zaś po lądowaniu jako pojazd inspekcyjny zewnętrza lądownika). Tak narodziła się koncepcja pierwszego zdalnie sterowanego z ziemi mobilnego robota kosmicznego – Chodzącego Po Księżycu, Łunochoda.

Podniebne laboratorium

Zadanie stworzenia pojazdu powierzono najpierw Instytutowi Siergieja Koroliowa w Kaliningradzie – w 1963 roku powstał tam projekt wstępny, który wreszcie w 1965 roku przerodził się w baliokształtny pojazd mogący zostać umieszczony na pokładzie sondy Łuna typu E-8. Następne prace nad projektem (już określanym jako typ 8EŁ) powierzono Instytutowi Siemiona A. Ławoczkina w podmoskiewskich Chimkach – pojazd został dostosowany do startu w rakiecie Proton.

Pierwszy projekt wehikułu księżycowego z Instytutu Koroliowa. Projekt ten, przekazany później do Instytutu Ławoczkina, przerodził się w pojazd typu 8EŁ - stworzony został Łunochod. Źródło: www.astronautix.com

Konstrukcja pojazdu od początku nie była prosta – wehikuł musiał znieść zarówno warunki panujące w czasie gorącego księżycowego dnia, jak i niezwykle zimnej księżycowej nocy. Ponadto musiał on w czasie rzeczywistym odbierać drogą radiową komendy sterujące jego ruchem oraz zwrotnie nadawać zrobione przez siebie fotografie, filmy i zebrane dane.

Dużym wyzwaniem było skonstruowanie układu biegowego. Koła księżycowego pojazdu, pozbawione oczywiście jakichkolwiek pneumatyków (z racji jedynie bardzo szczątkowej atmosfery naturalnego ziemskiego satelity), nie mogły ani zakopać się w sypkim, szarym regolicie, ani utracić na nim przyczepności. Inżynierowie stworzyli je jako szprychowe, o trzech wąskich obręczach, między którymi umieszczono na metalowej siatce dwa rzędy skośnie ustawionych tytanowych ostróg. Przydatność kół zweryfikowano w specjalnym laboratorium, zabudowanym na pokładzie samolotu – w długim, wypełnionym pylistym podłożem pojemniku umieszczono na przesuwnej ramie jedno z nowo skonstruowanych kół. Samolot, wykonując lot po paraboli, wytwarzał na swoim pokładzie krótkie stany zmniejszonej, księżycowej grawitacji – w tym czasie koło, napędzane elektrycznym silnikiem, przejeżdżało przez pojemnik – ruch pyłu na ostrogach oraz przez obręcze był filmowany i precyzyjnie analizowany. Symulowano również „buksowanie” koła w podłożu. Wszystkie próby wypadły pomyślnie – Łunochod otrzymał osiem szprychowych kółeczek, każde z własnym silnikiem elektrycznym, każde na oddzielnym wahaczu z poziomym amortyzatorem, każde wyposażone w system umożliwiający odstrzelenie go w razie pogięcia lub unieruchomienia na księżycowych kamieniach.

Flota na smyczy

Oczywiście, próby samolotowe nie były jedynymi koniecznymi do przeprowadzenia z układem biegowym pojazdu. Postanowiono wykonać szeroko zakrojone próby terenowe. Zbudowano kilka kompletnych ram pojazdu wraz układami jezdnymi; do jazd próbnych wybrano usiane kamieniami i żwirem tereny na Kamczatce. Wehikułom przygotowano wiele przeszkód do pokonania – wypełnione sypkim materiałem sztuczne dziury w ziemi imitujące kratery, kanciaste platformy… Niekompletne Łunochody „wypuszczano” w teren na specjalnych „smyczach” – kablowo dostarczano do nich energię elektryczną i komendy sterujące. Wszystkie testy filmowano – na nagraniach widać, jak ośmiokołowa rama pojazdu zgrabnie wjeżdża w sztuczny krater; wyjazd z niego nie był jednak łatwy, pojazd na krótki moment zastygł na stoku krateru z obracającymi się w miejscu kołami, te jednak szybko złapały przyczepność i wehikuł zgrabnie wygramolił się z opresji. Kanciasta platforma była testem wspinaczkowym – łunochodowe podwozie bez problemu wjechało na nie, a następnie z niego zjechało, mimo, że kanciasty próg wjazdowy był wysokości jego kół… Jedną z ram z układem jezdnym wyposażono we wzbudnik drgań imitujący księżycowe ciążenie – poprzez swój ruch w górę i w dół wzbudnik sprawiał, że niekompletny pojazd w czasie jazdy po wybojach robił się „lżejszy”, a przez to bardziej „skoczny” – jego ruch pozwalał wyobrazić sobie, jak naprawdę poruszał się pojazd, który rzeczywiście wylądował na Księżycu. Wreszcie na jednej z ram zamontowano imitację nadwozia – duży, wannokształtny obiekt, wyposażony w boczne kamery. Pojazd ten bez problemu przedzierał się przez skalne rozpadliny i kamczackie pustynie, zaś kamienie dostające się między jego (sąsiadujące ze sobą) koła nie stanowiły dla niego żadnego problemu.

Zupełnie nowe zadanie

Nadszedł czas kompletacji i integracji całości pojazdu. Wyposażony we wszystkie konieczne urządzenia gotowy wehikuł upchnięto do statku kosmicznego programu Łuna (statek kosmiczny typu E-8) i zamontowano na szczycie rakiety Proton-K/D. Start odbył się z kosmodromu Bajkonur 19 lutego 1969 roku o 9.48 rano czasu lokalnego (indeks COSPAR: F690219A); niestety, na skutek awarii silnika wspomagającego pierwszego członu rakiety, niedługo po starcie nastąpiło zderzenie z ziemią w odległości 15 kilometrów od startowiska. Cały ładunek użyteczny został zniszczony, włącznie z pierwszym Łunochodem, określanym jako „Łunochod 201” od numeru seryjnego 201 „swojej” sondy Łuna E-8.

Oczywiście nie oznaczało to końca programu księżycowych pojazdów. W zapasie czekał kolejny pojazd, który wysłano z sukcesem w roku następnym – otrzymał on oznaczenie Łunochod 1. W międzyczasie jednak Związek Radziecki ogłosił, iż eksploracja Księżyca będzie przez niego dokonywana tylko i wyłącznie przy pomocy sond-robotów, bez ryzykowania życia kosmonautów. Tym samym misja pojazdów Łunochod uległa zmianie – mającym dotąd grzecznie i usłużnie czekać na „panów” przy wybranym i przebadanym miejscu do lądowania pojazdom od tego momentu przeznaczono samotną, badawczo-fotograficzną wędrówkę przez księżycowe pustkowia. Wędrówkę, która inspiruje do dziś – wspaniałą, zakończoną sukcesami przygodę, która do dzisiaj inspiruje wielu kosmicznych inżynierów.

Pojazd Łunochod na Księżycu. Rysunek z książki do nauki języka rosyjskiego "Russkij jazyk w kartinkach" autorstwa I. W. Barannikowa i L. A. Warkowickajej, Moskwa 1973 r.

Tomasz A. Miś