Планетоход — это космический аппарат, предназначенный для передвижения по поверхности другой планеты или небесного тела. Некоторые планетоходы были сконструированы для перемещения членов экипажа космической экспедиции; другие были дистанционно управляемыми, частично или полностью автономными роботами. Планетоходы доставляются на поверхность планеты при помощи специальных космических кораблей — посадочных модулей.

Назначение

Все когда-либо использовавшиеся в космосе планетоходы были либо исследовательскими, либо транспортными. Теоретически возможно также использование планетоходов для проведения строительных работ, как передвижных ретрансляторов и передвижных убежищ. Кроме того, подобные планетоходам дистанционно управляемые аппараты могут использоваться на Земле для выполнения работы, опасной для людей — например, при разминировании или в условиях высокой радиоактивности.^[1]

Преимущества и недостатки

Планетоходы обладают несколькими преимуществами перед неподвижными аппаратами: они обследуют бо́льшую территорию, могут уже в процессе работы направляться для исследования заинтересовавших учёных объектов, способны менять положение относительно Солнца, чтобы эффективно использовать солнечные батареи в зимний период. Кроме того, подобные аппараты вносят вклад в развитие систем дистанционного управления подвижными роботами.

Преимущества перед орбитальными аппаратами — это способность проводить исследования объектов размером вплоть до микроскопического и выполнять эксперименты. Недостатками по сравнению с орбитальными аппаратами является более высокая вероятность неудачи миссии, вследствие сложности посадки или других проблем и ограниченность исследуемой площади районом места приземления (который может быть задан лишь приблизительно).

Требования и особенности

Планетоходы доставляются на объект исследования космическими кораблями и работают в условиях, сильно отличающихся от земных. Это вызывает некоторые специфические требования к их устройству.

Надежность

Планетоход должен обладать стойкостью к перегрузкам, низким и высоким температурам, давлению, пылевому загрязнению, химической коррозии, космическому излучению, сохраняя работоспособность без ремонтных работ в течение необходимого для выполнения исследований времени.

Компактность

Объём космических кораблей ограничен, поэтому в конструкции планетоходов и при их укладке уделяется внимание экономии пространства. Может складываться ходовая часть планетохода, либо аппарат в целом; также выполняется крепление аппарата к кораблю. Устанавливаются средства развертывания планетохода в рабочее положение и отделения от посадочного модуля. Так, крепления марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити» к их посадочным модулям удалялись при помощи небольших пиротехнических зарядов.

Дистанционное управление и автономность

Планетоходы (и другие аппараты), находящиеся на небесных телах, значительно удаленных от Земли, не могут управляться в режиме реального времени из-за значительной временной задержки приёма отправленных команд управления и сигналов обратной связи от аппарата. Задержка возникает, поскольку радиосигналу требуется время, чтобы дойти до удаленной планеты или от неё до Земли. Поэтому такие планетоходы способны некоторое время функционировать, в том числе передвигаться и выполнять исследования, автономно благодаря заложенному в них программному обеспечению, получая команды лишь время от времени.

Варианты конструкции

Создатели планетоходов

• А. Л. Кемурджиан, советский инженер-конструктор. Организовал группу конструкторов во ВНИИтрансмаш, заложил основы проектирования планетоходов как робототехнических транспортных машин космического назначения. В 1992 году поддержал создание Научно-технического закрытого акционерного общества «Ровер» (ныне ЗАО «НТЦ „Ровер“ им. А. Л. Кемурджиана»)^[2].
• Стивен Сквайрес (en:Steve Squyres, профессор Корнелльского университета) и руководимая им команда — создатели марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити».

Запущенные планетоходы

Луноход-1

Первый планетоход, Луноход-1, был доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года автоматической межпланетной станцией Луна-17. Предназначался для изучения особенностей лунной поверхности, радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне, химического состава и свойств грунта. Успешно проработал до 14 сентября 1971 года, после чего вышел из строя. За время нахождения на поверхности Луны проехал 10 540 м, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведён анализ его химического состава^[3].

Лунные автомобили программы «Аполлон»

Основная статья о лунных автомобилях

Лунные автомобили — это планетоходы, использовавшиеся на Луне в рамках программы «Аполлон» для обеспечения большей подвижности экипажей экспедиций Аполлон-15 (прилунение состоялось 30 июля 1971 г.), Аполлон-16 (прилунение состоялось 21 апреля 1972 г.) и Аполлон-17 (прилунение состоялось 11 декабря 1972 г.) Вездеходы значительно расширили доступную для астронавтов площадь лунной поверхности. Ранее астронавты могли перемещаться на Луне лишь непосредственно вокруг места посадки из-за сковывавших их скафандров и других приборов жизнеобеспечения. Пользуясь же вездеходом, можно было развивать скорость до 13 км/ч.

Луноход-2

Второй советский лунный дистанционно-управляемый вездеход был доставлен на поверхность Луны 16 января 1973 года автоматической межпланетной станцией Луна-21. Он был предназначен для изучения механических свойств лунной поверхности, фотосъёмки и телесъёмки Луны, проведения экспериментов с наземным лазерным дальномером, наблюдений за солнечным излучением и других исследований. Аппарат проработал около четырёх месяцев, за это время было проведено 60 сеансов радиосвязи, получено 86 панорам и более 80 тысяч телевизионных снимков лунной поверхности. Были также получены стереоскопические изображения наиболее интересных особенностей лунного рельефа, позволившие провести детальное изучение его строения. В последний раз телеметрическая информация от аппарата была принята 10 мая 1973 года.

ПрОП-М

Прибор оценки проходимости — Марс (ПрОП-М) — название советских марсоходов, которые должны были быть доставлены на поверхность Марса в 1971 году автоматическими межпланетными станциями «Марс-2» (27 ноября) и «Марс-3» (2 декабря), однако их миссия сорвалась. Спускаемый аппарат «Марс-2» разбился при посадке, а «Марс-3» проработал только 20 секунд. Среди других запущенных планетоходов выделяются прежде всего своей системой передвижения: переместиться на метр от посадочного модуля аппараты должны были при помощи двух шагающих «лыж», размещенных по бокам. Такая система была выбрана из-за отсутствия сведений о поверхности Марса.^[4]

Соджонер

Марсоход «Соджонер» являлся частью миссии аппарата «Марс Патфайндер», совершившего посадку на Марсе 4 июля 1997 года. Это был первый случай удачной работы марсохода. За время своей работы, продолжавшейся до 27 сентября 1997 года, этот небольшой марсоход сделал и передал 550 фотографий и более 15 раз провел химический анализ марсианских камней и грунта.

Текущие экспедиции

Mars Exploration Rover

Mars Exploration Rover — продолжающаяся миссия по исследованию Марса двумя одинаковыми марсоходами «Спирит» и «Оппортьюнити». Посадочный модуль со «Спиритом» совершил посадку на Марсе 4 января 2004 г., модуль с «Оппортьюнити» — 25 января 2004 г. Задача миссии — изучение поверхности Марса и его геологии. Основные цели — обнаружение и описание различных типов скал и грунтов, содержащих следы существования воды на этой планете.

Планируемые экспедиции и прототипы

Mars Science Laboratory

Mars Science Laboratory — готовящийся к отправке в 2011 году марсоход в несколько раз больше и тяжелее прежних марсоходов Спирит и Оппортьюнити, который будет представлять собой автономную химическую лабораторию. Вместо традиционных для планетоходов солнечных батарей в качестве источника энергии будет использоваться радиоизотопный термоэлектрический генератор.

Чандраян-2

В рамках экспедиции Чандраян-2 планируется использование шестиколесного лунохода весом 58 кг оснащенного солнечными батареями для изучения района южного полюса Луны в течение одного года^[5].

Чанъе-3

В 2013 году Китай планирует приступить к исследованиям Луны с помощью лунохода. Сейчас разрабатывается эскизный проект.

Луна-Грунт

В рамках миссии «Луна-Грунт» Россия планирует отправку в 2015—2017 нескольких луноходов массой 300 кг.

ExoMars

Для участия в миссии ExoMars Европейским космическим агентством разрабатывается марсоход весом 271 кг. Он будет искать жизнь на Марсе с помощью бура и научного комплекта «Pasteur». В качестве источника энергии будет оснащен солнечными батареями. Запуск его к Марсу в настоящее время планируется на 2018 год^[6].

Марс-Астер

Россия разрабатывает свой марсоход для запуска в 2018 году. Его прототипы уже испытывались в пустыне Мохаве и на Камчатке в 1988—1994 годах. Все это время образцы, готовые к полету лежали на складе. Теперь их готовят к запуску на ракете-носителе «Союз-2» в 2018 году.

Lunar Electric Rover

Небольшой вездеход с 6 ведущими колёсными осями. Аппарат работает от аккумуляторов, позволяющих в условиях лунной гравитации и поверхности развивать ему скорость до 10 км/час. В герметичной кабине устроены места для двух астронавтов и небольшой отсек для грузов.

ATHLETE

(дословно «Аппарат для исследования внеземных поверхностей любого типа, снабженный шестью конечностями») — автоматический шестиногий транспортный вездеход, разрабатываемый Jet Propulsion Laboratory (JPL) и NASA.

Венероход

США разрабатывают планетоход для запуска на Венеру в 2027 году.

Прочие планетоходы

Планетоходы, запуск которых не состоялся:

Луноход-3

Третий советский аппарат из серии Луноход планировалось доставить на Луну в 1977 году при помощи межпланетной станции Луна-25, но её запуск не состоялся. Впоследствии Луноход-3 так и не был отправлен на Луну. В настоящее время он находится в музее НПО имени Лавочкина.

Наноровер

Изначально в японской миссии «Хаябуса» планировался и наноровер — миниатюрный самоходный робот, который должен был спустится с основного зонда на поверхность астероида и исследовать его в нескольких местах. Несмотря на то, что он был очень маленьким, на нём размещалось 4 научных инструмента. Но в ноябре 2000 года проект был закрыт по финансовым причинам.

Примечания