100 великих достижений СССР

В случае с марсоходами ученые исходили из первых фотографий «Викинга», где поверхность Марса выглядела каменистой. Как видно, во всех конструкциях стараются обеспечить хорошую сцепляемость с грунтом (грунтозацепы, сетка), небольшой вес (отсутствие сплошных дисков, по возможности сетка и спицы, либо сплошное, но полое колесо), подрессоривание (спицы, пружины и т. п.), меры против бокового сползания (характерный выпуклый либо вогнутый профиль). Почти во всех колесных планетоходах колесо представляет собой единый (часто даже герметизированный) модуль, включающий также редуктор, электромотор, тормоз, необходимые датчики. Называется такой модуль «мотор-колесо». Применение мотор-колес позволяет, наряду с подвеской, обеспечивать равную нагрузку на все колеса и эффективное использование мощности на неровностях ландшафта, при повисании части колес в воздухе и т. п.

Если же рассматривать колесный движитель в целом, возникает вопрос: почему у планетоходов, в частности лунохода, столько колёс?

Во-первых, до последнего момента не исключалось использование гусениц. В случае с 8 колесами лунохода это не потребовало бы полного пересмотра конструкции.

Во-вторых, снижение нагрузки на грунт. И наконец, надежность – работоспособность при выходе из строя нескольких колес. На случай заедания в приводе колес в луноходе были предусмотрены специальные механизмы разблокировки. Пиротехнический заряд по команде с Земли мог перебить вал, и в результате неисправное заблокированное колесо стало бы ведомым. У четырехколесного такое было бы невозможно. К счастью, эта возможность не была ни разу использована.

О скорости. Возможно, для некоторых это станет неожиданностью, но максимальные скорости всех автоматических планетоходов очень небольшие – не более 1–2 км/ч. Собственно, для аппаратов без экипажа это не так важно, поскольку управление ими осложнено задержкой сигнала, которая доходит до десятков секунд. Также низкая скорость снижает вероятность повреждений при наезде на камень, отсутствуют заносы и т. д.

Кстати

Большой радиус поворота станет проблемой, если поблизости находится скала или расщелина, куда аппарат может сползти при развороте. Самые распространенное решение позаимствовано у гусеничных машин: делая различными скорости колес по левому и правому бортам машины (в простейшем случае с использованием тормозов), можно развернуть ее практически на месте. Такой подход еще и упрощает конструкцию, повышает ее надежность, поскольку не нужно делать поворотных колес. Общеизвестный пример – луноход (1970).

Следующая проблема – необходимость преодолевать расщелины, не проваливаться на рыхлом грунте. Это может быть решено несколькими путями: колесами большой ширины и диаметра, большим количеством колес по каждому из бортов. Так, например, у лунохода было 8 широких колес. Их полусферический профиль препятствует боковому сползанию (при движении вдоль склона). Другой вариант решения (1989) предполагал использование больших (сопоставимых по размеру с самим планетоходом) надувных колес низкого давления с металлическим каркасом и грунтозацепами. Однако такие колеса плохо выдерживают перепады температур, требуют обслуживания. Зато они нашли применение на Земле – в тех местах, где необходимо движение по глубокому снегу.

Кстати

Планетоходы испытывались в Средней Азии, на Камчатке (в зонах свежих извержений), чтобы было большое разнообразие форм рельефа. Ведь заранее не было известно, какой грунт, к примеру, на Луне. Были предположения, что грунт находится во взвешенном состоянии и луноход может просто утонуть. Поэтому испытания проводили также и на снежниках, где снег засыпан вулканическим песком.