вторник, 11 марта 2008 г.

Первый марсоход (ПрОП-М). Устройство шасси

В прошлом своем сообщении о космических роботах я писал об экспедициях аппаратов Марс-2 и Марс-3, и о первых в мире марсоходах, достигших красной планеты - хотя и не передавших, к сожалению, никаких данных на Землю.

Я затронул эту тему, но она оказалась еще более интересной, чем на первый взгляд. Во-первых, на сайте Space-Ru.Com я нашел детальное описание аппарата Марс-2, особенно хорошо описан состав научных приборов и сведения, собранные КА Марс-2 во время полета. Во-вторых, сайт Austronaut.ru предоставил очень хорошее описание спускаемого модуля аппаратов Марс-2 и Марс-3, вместе с его подробной схемой. Между прочим, в прошлом сообщении я совершил досадную ошибку, о чем уже написал в комментарии - ведь спускаемый модуль Марса-3 на самом деле все-таки достиг поверхности Марса, успешно приземлился, и даже начал передавать оттуда картинку (с очень хорошего сайта Teddy Stryk'а) - но через 20 секунд вышел из строя, предположительно, из-за сильной пылевой бури.

Марсоходы ПрОП-М

А вообще, все это в принципе к роботам отношения имеет мало, и самым интересным моментом для меня было, бесспорно, обнаружить сведения о марсоходах. Напомню, на борту каждого из аппаратов находились миниатюрные, весом всего 4.5 кг, устройства, называемые ПрОП-М (Прибор оценки проходимости - Марс), и предназначенные для исследования грунта Марса в непосредственной близости от поверхности. Приборы связывались с посадочной ступенью информационным кабелем, поэтому способны были удаляться не более чем на 15 метров от места посадки.

Здесь я натолкнулся на ряд проблем. А конкретно - не смог найти четкой схемы ПрОП-М. Только несколько не самых детализированных изображений и немножечко информации... Отправил запрос во «ВНИИтрансмаш», где были разработаны эти марсоходы - но ответа пока не получил. Но, все по порядку - и вы поймете, почему я так заинтересовался этими марсоходами!

История

Как сообщает сайт Института истории естествознания и техники РАН, во время подготовки аппарата Марс-3, ведущий специалист «ВНИИтрансмаш» В.В. Громов предложил заменить балансировочный груз на прибор оценки проходимости. Эта идея была поддержана, и достаточно быстро реализована, хотя и потребовала дополнительных усилий: реализации самого марсохода, его наземной отработки, реализации устройства выноса марсохода на поверхность, обеспечения его электропитания и связи с посадочным модулем, и т.п.

Вот фотография устройства для спуска аппарата ПрОП-М:

Именно из-за того, что марсоход заменил балансировочный груз - его масса согласно техническим требованиям не должна была превышать 5 кг. Поэтому сам марсоход получился очень простым и, кстати сказать, вполне реализуемым в домашних условиях (к чему я собственно и веду!!).

После завершения миссий КА Марс-2 и Марс-3, когда два марсохода были безвозвратно потеряны, неожиданно нашли третий - на Земле. Ведь стоили эти аппараты не так много, и произвести третий экземпляр для каких-либо проверочных нужд не представляло труда. Этот самый, третий экземпляр - находится поныне в музее ГДЛ Петропавловской Крепости в Санкт-Петербурге. Так что, кто будет в Питере - не забудьте заглянуть в этот музей, и полюбоваться на аппарат собственными глазами, потом мне расскажите :)

Устройство шасси

Крайне интересен способ перемещения первых в мире марсоходов — лыжно-шагающий. Как можно увидеть на рисунке, каждый аппарат представлял из себя небольшой ящичек с лыжами по обеим сторонам. Движение осуществлялось следующим образом: опираясь на лыжи, переносился вперед корпус, аппарат садился на днище и лыжи перемещались на следующий шаг вперед. Поворот осуществлялся перемещением лыж в разные стороны. В случае, если аппарат встречал препятствие (касание двухконтактного бампера спереди), он автономно осуществлял объезд согласно следующему алгоритму: отход назад, поворот на некоторый угол, движение вперед.

В книге Александра Леоновича Кемурджиана «Планетоходы» я нашел пару слов о преимуществах данного вида шасси (с. 318-319, доступна для скачивания, например, с AstroLib.Ru): «лыжно-шагающий движитель обеспечивает высокие тягово-сцепные свойства на сыпучих грунтах». Также, я подозреваю, подобный аппарат может ползти по очень тонкому льду и не проваливаться. Главный недостаток аппарата - бесспорно, малая скорость.

В любом случае, честно признаюсь, загорелся я реализовать это устройство в домашних условиях! Разве ж не интересно? - собрать дома прототип первого марсохода... К сожалению, четкой схемы устройства нет (все еще надеюсь получить ответ от «ВНИИтрансмаш»), но она, как я предполагаю, крайне простая. Далее идут мои предположения:

В самом «черном ящике» располагались, помимо научных приборов для собственно оценки проходимости грунта - следующие компоненты:

  • Микроконтроллер
  • Приемник устройства связи для управления марсоходом (связь производилась по кабелю спускаемого аппарата)
  • Приемник блока питания (тоже по кабелю) - питание шло как минимум на три схемы: схему управления и 2 схемы двигателей
  • Двигатели - по одному на каждую лыжу, причем, как видно на рисунке - лыжа крепилась к корпусу в трех местах. Я думаю, что только к двум передним креплениям были подведены редукторы двигателя, а заднее крепление было «холостым». Также хочу отметить, что моторчики должны были быть достаточно мощными, чтобы приподнимать и переносить всю массу марсохода.

Микроконтроллер был настроен на объезд препятствий и плюс выполнение команд либо последовательностей команд оператора. А вот как я представляю крепление лыжи и механизм ее присоединения к мотору:

Напоследок приведу ссылку на сайт NASA: там у них есть список электронных компонентов, которые вообще используются в космических аппаратах - по сути, список наиболее качественных и надежных (и дорогих) компонентов.

1 комментарий:

  1. Очень интересный проект Вы задумали.
    Как, интересно, обстоят дела на сегодняшний момент?
    Ответ из «ВНИИтрансмаша» получили?
    К сборке приступили?

    В любом случае успехов!

    ОтветитьУдалить

Внимание! Реклама и прочий спам будут беспощадно удаляться.