Венероход - созданный, но не запущенный проект СССР

8 April 2018

В 80-х годах XX века советское правительство, окрылённое постоянными успехами в освоении космоса, всерьёз задумывалось над отправкой исследовательского планетохода на Венеру - планету, наиболее похожую на нашу Землю в рамках Солнечной системы. Задача эта однако была чрезвычайно сложной ввиду суровых венерианских условий. Ведь по результатам многих советских межпланетных миссий было хорошо известно, что температура на поверхности Венеры составляла в среднем 464°C, а давление - 92 земные атмосферы; также на планете не исключались и кислотные дожди. Помимо этого на пути к поверхности определённую сложность представляло преодоление последней границы верхних слоёв атмосферы, где дуют очень сильные ветра (120-140 м/с), перегоняя толстые облака из концентрированной серной кислоты, и периодически возникают мощные грозовые разряды.

По земным меркам Венера - это настоящий раскалённый ад, где не проживёт долго не только ни одно живое существо, но и даже крепкие роботизированные машины из титана. Хотя наличие серной кислоты и атмосферы, приемлемое расстояние до Солнца заставляло многих исследователей предположить, что некогда на планете могли существовать целые океаны жидкой воды. Вполне возможно, что тогда «утренняя звезда» была жарким тропическим раем и, быть может, там даже имелась своя жизнь. Но почему тогда, будучи очень похожей по составу и размерам на Землю, Венера эволюционировала совсем другим путём? Что же могло там произойти в незапамятные времена?

Ответ на этот вопрос могло дать более детальное и длительное исследование венерианской поверхности. Но для этого требовалось создать планетоход, способный вынести все вышеописанные тяготы жизни на данной планете. К тому же помимо всего прочего (памятуя о ранее полученных от советских межпланетных экспедиций снимках каменистого венерианского рельефа) необходимо было решить задачи высокой проходимости сильно пересечённой местности со сложным рельефом, своевременного обнаружения непреодолимых препятствий и их объезда, а также обеспечения достаточным количеством энергии для длительной работы.

Советские учёные и инженеры из ВНИИтрансмаш решили справиться с этой задачей, и уже к 1986 году ими был подготовлен и успешно испытан аппарат, получивший индекс ХМ-ВД-2.

Разработанный роботизированный комплекс имел ряд уникальных на то время (и всё ещё актуальных до нынешнего дня) технологических решений.

Прежде всего отечественными специалистами для планетохода было разработано необычное шасси. Его ходовая часть состояла из 6 колёс с грунтозацепами и развитой опорной поверхностью, занимающих почти всю ширину робота.

Каждое колесо снабжалось индивидуальным вращающим мотором. Каждая пара колёс была соединена с соседней парой гибким сочленением, благодаря которому каждая отдельная пара колёс могла поворачиваться вбок, а также подниматься вверх или опускаться вниз относительно тела планетохода для преодоления даже весьма больших препятствий. Так во время испытаний было отмечено, что ХМ-ВД-2 мог с успехом переезжать метровые камни, притом что его шасси было заметно меньше в высоту.

Колёса достаточно обтекаемы по своей форме - это (совместно с большой шириной ходовой части) имеет большое значение при движении через высокие гряды и завалы камней. Вообще же характерный для сильно пересечённой местности вид препятствий - это крутые подъёмы. По мере увеличения угла подъёма - увеличивается буксование колёс, в контакт с грунтом вступает вся их опорная поверхность, ширина колеи увеличивается и при этом происходит перенос грунта и небольших камней грунтозацепами и формирование грунтовых отвалов за колёсами - как следствие за планетоходом создаётся дополнительная опора, что помогает ему преодолеть трудный участок подъёма.

Для очень крутых подъёмов с сыпучим грунтом реализован также механизм колёсно-шагающего типа. Каждая из 2 секций, соединяющая 3 пары колёс при необходимости могла удлиняться (как показано выше на фотографии); таким образом ХМ-ВД-2 мог, например, вытянуть вперёд и вверх переднюю пару колёс, зацепиться ей за край крутого подъёма, а затем подтягивать к ней другие пары колёс. То есть, в этом случае планетоход больше шагал, чем ехал. Подбором длины шага, скоростей выноса и вращения колёс можно было выбирать оптимальный для конкретной локации режим передвижения.

Такая до мелочей продуманная способность колёсного робота перемещаться по сложному рельефу местности позволяла ощутимо сократить количество манёвров для объезда препятствий. В крайне негостеприимных условиях Венеры это было особенно важным - ведь самая большая продолжительность работы искусственного аппарата здесь составила всего 127 минут (АМС «Венера-13»). Поэтому для инженеров было важно любыми путями уменьшить время непродуктивной жизни планетохода с целью передачи максимально возможного объёма ценнейших научных данных с «утренней звезды».

Автоматизация также была призвана продлить срок полезной службы робота. Ведь если бы планетоходом управлял оператор с Земли, то управляющий сигнал до Венеры шёл бы десятки минут. Поэтому разумно было сделать исследовательского робота как можно более самостоятельным.

Для этого в процессе испытания планетохода был испытан способ обнаружения препятствий по положению ходовой части. Так, если угол наклона вбок какой либо пары колёс превысит допустимое значение, автоматика заставит робота остановиться (дабы избежать переворота), отъехать назад и немного поменять курс при сохранении главного направления движения. Если же венероход встретит на своём пути обрыв, и его передние колёса опустятся далеко вниз - это даст сигнал о непроходимом препятствии, после чего машина самостоятельно даст задний ход и изменит направление движения.

Отдельно стоит поговорить об источниках энергии. Применять солнечные батареи на Венере не представлялось невозможным. В условиях агрессивной атмосферы они бы быстро вышли из строя, да и ввиду постоянного плотного облачного покрова над поверхностью на планете всегда сумрачно (даже если солнце стоит в зените, на Венере в этот момент освещение будет таким же, как и в пасмурный день на Земле). Однако на Венере постоянно дуют ветра, по земным меркам довольно слабые (в среднем 1 м/с), но учитывая большую плотность атмосферы, они создают ощутимый поток, сравнимый с медленным течением воды; поэтому робот был снабжён ветросиловой установкой, состоящей из лопастного поворотного двигателя и электрогенератора для подзарядки аккумуляторов. Для автоматизации разворота и установки ветродвигателя на ветер также были применены виндрозы.

Ветрогенератор подзаряжал аккумуляторы, работающие на специальном электролите, который был твёрдым в земных условиях, но запланированно плавился и становился жидким в венерианских. Такие батареи в свою очередь должны были питать передовую электронику, устойчивую к очень высоким температурам (предполагалось использовать микросхемы на искусственно выращиваемых алмазных пленках, которые могли исправно работать от -150°C до 800°C).

Даже сегодня этот проект выглядит сверхсовременно. Однако Советский Союз имел все шансы ещё тогда, в далёком 86-м запустить первый в истории человечества венероход (и, в таком случае, он бы был единственным до настоящего времени)...

Но к сожалению, проект так и не был реализован до конца. Столь славные и светлые намерения безжалостно оборвала Перестройка. И кто знает, если бы не она, какими бы ещё смелыми достижениями удивляла весь мир наша страна?

P.S. Автору статьи не удалось получить более качественных снимков с испытаний планетохода ХМ-ВД-2, но всё же опубликуем их здесь, ибо хочется дать читателю визуальное представление этого интереснейшего отечественного проекта.

Если вам понравилась статья - не забывайте поставить ей лайк. Это мотивирует нас на создание новых материалов!