С Земли на Луну. История, люди, техника. 1958-1976

АЛС объекта № 13(202) осуществил посадку на поверхность Луны со средней температурой элементов равной ~20° С . Угол Солнца над горизонтом в это время составлял ~8° С и температура поверхности Луны была равной - 75 — 50° С . После проведения первых сеансов связи с АЛС средняя по элементам температура поднялась и на 0 часов 4 .02 .66 г . составляла 25° С . Температура газа в это время составляла 21° С . Сразу же после посадки АЛС была включена автоматика СТР, которая и управляла в дальнейшем работой системы . В связи с достаточно низкой температурой поверхности Луны и "холодными" оптическими коэффициентами на поверхности изоляции АЛС в течение первых 30 часов пребывания АЛС на поверхности происходило постепенное остывание его элементов . Во время проведения сеансов передачи телевизионных изображений температура элементов АЛС поднималась . Закон изменения температурных характеристик АЛС приведён на фиг . 25 5 .02 .66 г . в 4 h 00 m при проведении очередного сеанса связи с АЛС телеметрия зафиксировала открытое положение клапана СТР . Анализ теплового режима показал, что, вероятно,после проведения вечернего сеанса связи (18:30-19:54, 4 .02 .66 г .), во время которого проводилась передача телевизионного изображения, тепло, первоначально аккумулированное приборами, перешло в газ . В результате этого температура газа достигла 30° С и автоматика СТР открыла клапан, после чего испарительная система вступила в работу . В связи с тем, что в дальнейшем температура газа не опускалась ниже 17° С, клапан СТР всё оставшееся время находился в открытом положении . С увеличением угла Солнца над горизонтом температура поверхности Луны, а следовательно, и внешний тепловой поток на поверхность АЛС возрастали . С увеличением средней температуры изоляции её термическое сопротивление ухудшалось, и тепловой поток внутрь АЛС возрастал . В связи с тем, что хладопроизводительность испарительной системы была выбрана достаточно малой, температура элементов АЛС постепенно продолжала расти . В 20 часов 5 .02 .66 г . был проведён сеанс передачи телевизионного изображения . Этим сеансом штатная программа работы с АЛС была завершена . Температура газа в АЛС на конец этого сеанса составляла З6° С, т . е . находилась в допустимом диапазоне . Все остальные параметры, характеризующие тепловой режим АЛС и работу системы терморегулирования так же находились в норме .

Следующий сеанс связи, проведённый в 1 час 7 .02 .66 г ., показал, что температура газа в АЛС находится за пределами измерений датчика СИТ-3 (экстраполирование показаний датчика позволило оценить температуру газа в 59-60° С) В это время температура отдельных элементов конструкции достигала 65-70° С . Анализ теплового режима АЛС и работы испарительной системы показал, что после открытия клапана СТР кипение воды в бачках -испарителях осуществлялось в нерасчетном режиме . Степень сухости пара была низкой, т . е . происходил непроизводительный выброс воды из системы . Таким образом, система терморегулирования к 6 .02 .66 г . практически полностью выработала свой запас воды . Учесть это явление при проведении наземной отработки СTP не представлялось возможным вследствие отсутствия установок, позволяющих имитировать лунную силу тяжести . Поэтому результаты, полученные в процессе работы с испарительной системой на Луне представляют большую техническую ценность .

На основании вышеописанного можно сделать вывод, что система терморегулирования АЛС способна полностью обеспечить его тепловой режим во время проведения работ по штатной программе и выполнить возлагаемые на неё задачи, для повышения эффективности системы и увеличения срока её действия необходимо провести дополнительные экспериментальные работы.

 

Система терморегулирования состоит из радиаторов — бачков с водой, блока автоматики, вентилятора и электроклапана.

Вентилятор обеспечивает передачу тепла от приборов к газу и от газа к радиаторам. Блок автоматики по фактической температуре газа выдает команду на открытие или закрытие электроклапана. При открытии клапана бачки соединяются с внешней средой и происходит испарение воды в вакуум, что обеспечивает отвод тепла от радиаторов, при этом температура газа и приборов понижается. При закрытии клапана испарение воды и отвод тепла наружу прекращаются.

 

Испарительная система представляет собой автономное средство поддержания в заданном диапазоне температуры газовой среды АЛС после посадки . Основные составные части системы - вентилятор, бачки-испарители с запасом рабочего тела, электромагнитный клапан и чувствительный элемент
с усилителем- коммутатором . Особенностью системы является отсутствие специального испарительного теплообменника . Его функции выполняют бачки, в которых происходит передача тепла, выделяемого приборами, испаряющейся воде .
Для повышения эффективности теплообмена между газом и бачками последние снабжены специальными рёбрами . Все бачки снабжены специальными заборниками поплавкового типа и имеют единый коллектор . Коллектор связан с выходной магистралью, через которую пар, образующийся при кипении, выбрасывается в окружающее пространство.

Расчётное давление в полости бачков обеспечивается дроссельной шайбой, установленной на выходе из магистрали . Работа испарительной системы регулируется специальным электромагнитным клапаном, реагирующим на изменение температуры газа . Сигнал на клапан выдаётся чувствительным элементом через
усилитель-коммутатор .

При повышении температуры газа до + 30° С по сигналу чувствительного элемента электромагнитный клапан открывается и полость испарителя сообщается с вакуумом . Вода закипает, и пар выбрасывается наружу . В результате парообразования снижается температура стенок бачков и, следовательно, температура омывающего эти стенки газа . Когда температура газа понизится до 17° С, по сигналу чувствительного элемента клапан закрывается . Автоматика системы терморегулирования включается в работу только после посадки . Вентилятор и автоматика испарительной системы во время сеансов связи работают непрерывно . В дежурном режиме СТР работает со скважностью 1/4 с периодом Т = 16 мин .

Как указывалось выше, после окончания термостатирования объекта температура газа в АЛС составляет 15-20° С . Ввиду того, что во время полёта по траектории тепловые потери из контейнера АЛС превышают теплоподвод внутрь, температура газа в контейнере несколько падает . Для интенсификации процессов теплообмена между аппаратурой и газом, а также для выравнивания температурных полей внутри контейнера, при проведении сеансов связи во время полёта объекта по траектории вентилятор работает непререрывно .

 

А вот по воспоминаниям очевидца последние мгновения перед посадкой станции:

«…В зале управления все замерли в ожидании сигнала и словно загипнотизированные устремили взгляды на экраны осциллографов, самописцев…Минуты ожидания растянулись в вечность! Все ждут…

И словно гром среди ясного неба, раздается истошный вопль - «Есть сигнал!!!»… Это заметил первым скромный солдатик-оператор самописца. И началось что-то невообразимое! Тот порыв, тот энтузиазм, те радость и счастье каждого в отдельности и всех вместе передать словами просто невозможно. Это надо было пережить! Все это было впервые! Впервые в мире! Впервые в истории Земли! Понадобились значительные усилия и время, чтобы погасить этот сумасшедший восторг, подавить душевный трепет и продолжить сеанс - автоматическая лунная станция начала передачу информации с поверхности ставшего таким близким спутника Земли».

Мне пришлось воспользоваться воспоминаниями товарищей, поскольку своих впечатлений я еще не мог приобрести, поскольку всего месяц, как стал членом этого коллектива.

Да, то был первый в истории космонавтики сеанс радиосвязи с аппаратом, работающим на поверхности Луны. Были впервые получены не только интересные телеметрические данные и научная информация, но и телевизионные панорамы участка лунной поверхности - «панорамы века», как назвали их ученые во всем мире. Мягкая посадка «ЛУНЫ-9», передача ею уникальных панорамных изображений лунной поверхности открыли новый этап изучения небесных тел. По праву считается, что «ЛУНА-9» открыла путь на Луну не только СССР, но США.

 

Кроме того, Россия имеет независимый доступ на ГСО, свободный от любых санкций. Ракета «Протон» уходит, но ей на смену приходит более тяжелая «Ангара-А5». Большие надежды связаны также с новым носителем «Союз-5». Он слабее «Ангары», но может эксплуатироваться со стартового комплекса «Зенита», а значит, может быть использован «Морской старт». Кроме того, «Союз-5» заметно мощнее «Зенита». На низкую орбиту «Союз-5» должен выводить 17 тонн груза против 14. А при использовании дополнительного разгонного блока «Фрегат-СБУ» грузоподъемность «Союза-5» с платформы «Морской старт» на ГПО составит 7,7 тонн груза, а на ГСО – 4,3 тонны [18]. Как и в начале 1990-х годов, завоевание этого рынка будет очень сложным. Одним из конкурентных преимуществ является тот факт, что спутники на новых отечественных платформах, заказанные по российским контрактам успешно работают на ГСО. Если отрасль сможет обеспечить успешные пуски «Ангары» и «Союза-5», то Россия вновь станет серьезным игроком на мировом космическом рынке.