Космические технологии – в электротранспорте ТМ Volta bikes!

 Для того, чтобы изучать, осваивать и покорять космическое пространство,  необходимы были космические аппараты самого различного назначения: от ракет-носителей, спутников и орбитальных станций до посадочных модулей и планетоходов.

   На создании  планетоходов,  в начале 60-х годов двадцатого века,  настаивал генеральный конструктор  С. П. Королев. Он ни секунды не сомневался в высадке космонавтов на Луну и ставил задачу изобрести средство передвижения по поверхности спутника Земли. Выполнить исследовательскую  и конструкторскую работу  по созданию  планетоходов  было поручено группе ученых под руководством А. Кемурджиану. Разработка велась в широком диапазоне: транспортные планетоходы, планетоходы-самосвалы, экскаваторы, строительные и дорожные планетоходы.

   Первым космическим объектом для высадки планетохода, естественно, должен был стать спутник Земли – Луна . Поэтому, разрабатываемому аппарату было дано название «Луноход». Первоочередной задачей разработчиков было создать аппарат, габариты и масса которого позволили бы ракете-носителю «Протон» вывести на траекторию полета посадочную ступень с луноходом. По предварительным расчетам масса лунохода не должна была превышать 800 кг.

   Разработки начались с создания оптимального шасси для лунохода. Этой проблемой занялись инженеры ленинградского ВНИИТМ, имеющие огромный опыт в создании танков, то есть, транспортных средств высокой проходимости. В течение нескольких лет было разработаны и испытаны  десятки вариантов различных шасси: роторно-винтовые, прыгающие, шагающие и, даже, кувыркающиеся. Основными вариантами остались колесный и гусеничный движители. Именно такая конструкция обеспечивала хорошую сцепляемость шасси с грунтом, подрессоривание и сохранялся небольшой вес.

   Колесный движитель вездехода , в идеале, - насчитывает 8 колес. Это количество обусловлено необходимостью уменьшения нагрузки на грунт и надежностью. Если из строя выйдет одно или, даже, несколько колес, на работоспособности  планетохода это не скажется настолько серьёзно, что он не сможет передвигаться вообще. 

  Каждое колесо лунохода представляет собой  хорошо всем известное сегодня,  по электровелосипедам  Volta bikes, - мотор-колесо. В луноходе оно имело датчики, электромотор, редуктор и тормоз. Благодаря такому новаторскому , на то время,  решению,  удалось значительно упростить трансмиссию. Вкупе с независимой подвеской, мотор-колеса обеспечивало равномерную нагрузку, даже при провисании некоторых из них на неровностях грунта. Сильных кренов машина избегала благодаря независимой подвеске на каждом  мотор-колесе.

   Система электропитания первого лунохода  состояла из солнечной панели, контроллера и  аккумуляторной батареи.  Эта схема обеспечивала постоянным током все бортовые системы. Солнечная батарея (площадь 3,5 м. кв.),  из последовательно-параллельно подключенных фотопреобразователей,   имела  специальный сервопривод  с телеметрическими датчиками, - для постоянной ориентации  в направлении Солнца.   Серебряно-кадмиевые аккумуляторные батареи, используемые на луноходе, давали возможность многократного чередования режимов «заряд-разряд». Они обеспечивали электроэнергией бортовые системы и  научно – исследрвательскую аппаратуру.

    В настоящее время фотоэлектрические преобразователи на основе кремневых монокристаллов  достигли физического  предела  КПД. Дальнейшие разработки солнечных батарей для планетоходов ведущими мировыми специалистами в области освоения космоса ведутся с использованием фотоэлектрических преобразователей из арсенида галлия. Такие фотоэлектрические преобразователи уже применены на Spacebus 400 и HS-702. Новые разработки позволили увеличить вдвое  удельную мощность солнечных батарей.

   Современные космические аппараты используют аккумуляторы, основанные на никель-водородной электрохимической основе. Однако, и эти типы аккумуляторов практически достигли своего максимального предела удельной ёмкости на единицу веса. Поэтому, в последнее время в космических разработках  внедряются литий-ионные аккумуляторы.  Кстати, новейшие тяговые литий полимерные аккумуляторы, доступны всем клиентам ТМ Volta bikes, - уже сегодня. Они, при малом весе,  отличаются  самой  высокой  плотностью энергии на единицу массы  и высокой долговечностью. При этом их цена гораздо ниже по сравнению с литий железофосфатными аккумуляторами  не только в абсолютном выражении, но и в пересчёте на общее количество отдаваемой  энергии за всё время  работы аккумулятора.

   Разработки планетоходов ведутся и сегодня. Если в конструкции шасси появились два основных варианта (пружинные металлические колеса и  шасси с коническими колесами), то электрообеспечение планетоходов остается принципиально прежним: солнечные  батареи и аккумуляторы.  Интересно, что рекордсменом по  продолжительности работы в космосе, остается Луноход-1. Это первое  транспортное средство  для другой планеты, - проработало 10,5 месяцев, что превысило  планируемый ресурс работы планетохода в 3 раза!

   За прошедшее со времен высадки Лунохода-1 время, было спроектировано и создано большое количество планетоходов. Но, только единицам из них суждено было высадиться на поверхность космических объектов: Луноход-1 (1970г.), M-71 (1971г.), Луноход-2 (1973г.), Феникс (2007г.), Соджорнер (1997г.), Spirit и Opportunity (2003г.).

   Затратные и дорогостоящие разработки для покорения  космического пространства,  находят практическое применение в повседневной жизни. Начиная от памперсов, разработанных как средство личной гигиены для космонавтов и заканчивая глобальными системами связи, навигации и изучения погодных условий Земли.  А мотор колёса и тяговые аккумуляторы, получили широкое применение в электротранспорте ТМ Volta bikes и других компаний.

    Что же касается планетоходов, то им тоже  нашлось практическое применение в условиях Земли. Ближайший «родственник»  марсохода,   робот  «Клин» в 1986 году успешно использовался на расчистке завалов после аварии на Чернобыльской АС. Транспортные средства с  дистанционным  управлением, всё чаще используются на опасных работах, например, при разминировании объектов.    Что же касается планетоходов, то им тоже  нашлось практическое применение в условиях Земли.