ПРОВЕДЕНИЕ НАЗЕМНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО НАВЕДЕНИЮ ЛУННОГО МАНИПУЛЯТОРНОГО КОМПЛЕКСА НА РАЗЛИЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ В ЕГО РАБОЧЕЙ ЗОНЕ

Авторы
Яковлев В. А., Литвак М. Л.
Организации
Институт космических исследований РАН
Сессия
Космическое приборостроение и эксперимент
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
ИКИ РАН
Научный руководитель
Литвак М.Л., д.ф. – м.н., профессор РАН
Текст тезисов
Луна-25 – российская автоматическая лунная станция, место посадки которой впервые выбрано в южных приполярных широтах. Запуск миссии запланирован на июль 2022 г. В ее научные задачи входит изучение минералогического, химического, изотопного состава лунного реголита, а также поиск летучих соединений (в том числе водяного льда и органических соединений) в приповерхностном слое реголита высокоширотных областей Луны.
В состав комплекса научной аппаратуры Луна – 25 входит лунный манипуляторный комплекс (ЛМК), состоящий из двухзвенного манипулятора, оснащенного ковшом и грунтозаборным устройством, ИК-спектрометра и стереокамеры (ЛИС-ТВ-РПМ), которые установлены на манипуляторе и могут им наводится на различные объекты (камни, обломки породы, вырытая траншея, выкопанный лунный грунт и т.д.) на поверхности Луны. Кроме этого, наверху посадочного аппарата установлена стационарная телевизионная система (СТС-Л), часть камер которой отвечают за панорамную съемку, а часть (две стереокамеры) за наведение манипулятора в заданную точку копания и за наведение в аналитический прибор ЛАЗМА (лазерный масс спектрометр), в которой манипулятор должен доставить образцы лунного грунта.
Во время работ на поверхности Луны очень важно иметь возможность выбирать наиболее интересные участки лунного грунта в окрестности посадочного аппарата, а в те из них, которые лежат в пределах рабочей зоны ЛМК, уметь наводить манипулятор, забирать там пробы грунта (с разной глубины) и затем быстро и безопасно доставлять их в аналитический прибор ЛАЗМА. Чтобы добиться этого необходимо использовать и координировать работу всех четырех приборов (ЛМК, СТС-Л, ЛИС-ТВРПМ, ЛАЗМА).
Исследование лунного реголита манипулятором заключается в отборе пробы и транспортировки его в прибор ЛАЗМА для дальнейшего изучения. Для определения места, откуда будет браться проба, используются снимки, полученные стереокамерами СТС-Л. При анализе снимков научная команда ЛМК получает от научной команды СТС-Л точные координаты (азимут, радиус и высота) места уже в системе координат ЛМК, и по этим координатам манипуляторный комплекс наводится в интересующую точку на поверхности Луны. Для более точного наведения могут используются снимки, полученные с ТВ-РПМ. При доставке образцов грунта в прибор ЛАЗМА необходимо проконтролировать, что траектория движения манипулятора обеспечивает точечную доставку образца грунта в приемное окно ЛАЗМА, для чего будут использоваться снимки СТС-Л и ТВ-РПМ.
Чтобы обеспечить эту комплексную работу в 2021-2022 гг., были выполнены наземные отработки, в ходе которых проводилось «обучение» ЛМК и решались следующие задачи, необходимые для успешной реализации научной миссии Луна – 25:
1) Наведение ЛМК с помощью СТС-Л на различные участки рабочей зоны ЛМК
2) Раскопка траншеи и забор образцов грунта с разной глубины.
3) Доставка образцов грунта: наведение ЛМК на приемное окно ЛАЗМА с помощью СТС-Л и ТВ-РПМ.
4) Наведение ЛИС-ТВРПМ с помощью ЛМК на различные объекты внутри и вне рабочей зоны ЛМК.
5) Отработка различных нештатных ситуаций на поверхности Луны.
Наземные наладочные отработки приходили сначала в ИКИ РАН с использованием стенда СТИС-ЛМК, имитирующего космический аппарат, и квалификационно-доводочного образца ЛМК. Затем все было верифицировано и продемонстрировано в НПО им. Лавочкина на летном образце ЛМК, установленном на КА.
В нашем исследовании представлены результаты этой работы.