«Луноход-1»: работа над ошибками

Подготовленный более 60 лет назад советскими инженерами документ содержит подробную информацию о работе бортовых передатчиков, антенных систем, систем телеметрии, фотоаппаратуры и системы малокадрового телевидения лунохода, которая стала «глазами» его «водителей» на Земле. Кроме исторического значения документ представляет интерес с точки зрения понимания подходов к обработке информации, полученной при использовании приборов в реальных условиях.

Заместитель генерального директора РКС по стратегическому развитию и инновациям РКС Евгений Нестеров: «Мы в компании с большим уважением и интересом относимся к истории отрасли и тому бесценному историческому наследию, которое хранится в наших архивах. Рад, что оно постепенно становится доступно всем интересующимся историей освоения космоса. Документ, который мы публикуем сегодня – это классический пример того, как скрупулезно ведется работа над ошибками после любых летных испытаний аппаратуры. В этом заключается базовый принцип развития – постоянно искать, находить, признавать и исправлять ошибки. Этот исторический опыт помогает молодым разработчикам понять, во-первых, как тяжело, методом проб и ошибок даются победы в космосе, а, во-вторых, осознать, что они являются частью великой истории, в которой рядом с правом на ошибку обязательно стоит обязанность ее исправить. Так было 50 лет назад, так происходит сейчас, так будет всегда».

Отчет о работе радиотехнического комплекса «Луны-17» и «Лунохода-1» делится на четыре части, в каждой из которых приводится разбор подготовки, наземной отработки и работы в реальных условиях отдельных систем. Первая часть документа посвящена системе дальней радиосвязи и работе соответствующей бортовой аппаратуры, затем рассматривается работа системы малокадрового телевидения и фототелевизионной системы, а в заключение приводится анализ функционирования наземного оборудования от антенных систем до рабочих мест «водителей» лунохода.

В частности, в документе так описывается первый сеанс радиосвязи с только что приземлившейся «Луна-17»:  «Сразу после посадки произведен сеанс радиосвязи с передачей фототелевизионного панорамного изображения, позволившего произвести оценку местности в районе посадки, состояние трапов для схода «Лунохода-1» с перелетной ступени и произвести выбор направления движения на Луне».

А вот описание проблем на борту «Лунохода-1» и обстоятельств их возникновения:  «Во время четвертого лунного дня при проведении сеансов связи через второй комплект передатчика (С-163М-2) наблюдалось уменьшение информативной мощности. Второй передатчик функционировал нормально до 7 лунного дня. В сеансе №707 (11 мая 1970) постепенно уменьшалась информативная мощность, в некоторые моменты доходя до нуля. К моменту отказа передатчик наработал 212 часов 36 минут».

Авторы документа подробно анализируют причины досрочного выхода из строя обоих передатчиков лунохода (гарантийный срок составлял 250 часов, а отработали они 138 и 212 соответственно). Для этого на Земле провели стендовые испытания аналогичных приборов. В результате было установлено: «наиболее вероятной причиной ненормальной работы прибора является отказ диода 1А401 в модуляторе ФМ-1К». Причина неполадок была в конструкции и технологии изготовления диодов. Изменения были внесены максимально оперативно. Уже в конце 1970 году «предприятиями-изготовителями приняты меры по повышению надежности диодов».

Также в документе содержится свидетельство гибели «Лунохода-1»: «После 7 лунного дня при малой информативной мощности с борта передавалась только телеметрия, при нормальной передавалось телевидение и телеметрия. В двенадцатый лунный день передатчик не включился, отказало бортовое питание объекта. «Луноход-1» прекратил свое существование».

Также тщательному разбору подвергается еще один недостаток линии связи лунохода, выявленный в ходе эксплуатации:  «При работе бортовых передатчиков через остронаправленную антенну ОНА объекта с заданным коэффициентом усиления 30 ожидаемое соотношения сигнал/шум должно быть 500–600 в полосе 50 кгц. Фактически в сеансах связи это соотношение не превышало 200».

В тексте документа содержится интересная информация о работе малокадрового телевидения. Несмотря на то, что эта система отлично показала себя и работала без сбоев, на практике был выявлен ряд конструктивных недостатков, которые необходимо было устранить к следующей миссии лунохода. Речь идет о высоте установки камер и необходимости использования бленды. Кроме того, разработчикам приборов для «Лунохода-1» пришлось столкнуться с еще одной проблемой:

«Необходимо отметить, что коэффициент отражения лунной поверхности в зоне посадки «Луны-17» оказался значительно ниже определенного астрономическими способами с Земли, что уменьшало световую модуляцию видеосигнала и контраст изображения».

Всего система малокадрового телевидения проработала на Луне 120 часов в течение 11 лунных дней. С учетом работы в ходе испытаний она наработала более 200 часов при ресурсе по техническому заданию – 150 часов в течение трех лунных дней. На Землю с Луны было передано свыше 20 тысяч кадров.

Фототелевизионная система, которая передавала на Землю знаменитые панорамы Луны, в целом также отработала хорошо. Небольшие проблемы возникли лишь с нарушением синхронизации одной из камер, а также вызванным низким коэффициентом усиления антенны ОНА длительным периодом передачи (каждая круговая панорама передавалась как минимум 25 минут). Несмотря на это с «Лунохода-1» было получено 218 панорам.

Интересно, что фототелевизионная система использовалась для движения лунохода, когда радиолиния уже не могла передавать данные малокадрового телевидения: «С помощью фототелевизионных панорам производилась оценка труднопроходимых участков маршрута лунохода. Такой анализ проводился во время первого, второго, третьего и шестого лунных дней. В 11 лунном дне движение лунохода проводилось в стартстопном режиме по панорамам, полученным системой ФТ. Максимальное расстояние, на которое можно было безопасно перемещать самоходный аппарат, составляло 15 метров». Несколько замечаний также получил и наземный комплекс управления.

Такая подробная «история болезни» первого лунохода и внимательно проделанная работа над ошибками позволили провести вторую лунную миссию на очень высоком уровне и существенно продвинуться в развитии систем дистанционного управления самоходными автоматическими станциями для исследования других планет.