ПРОВЕДЕНИЕ НАЗЕМНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЛУННОГО МАНИПУЛЯТОРНОГО КОМПЛЕКСА ПРИ РАБОТЕ В ЛУННЫХ УСЛОВИЯХ

Авторы
Яковлев В. А.(1), Литвак М. Л.(1), Козлова Т.О.(1), Носов А.В.(1)
Организации
(1) 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 – ближайшая лунная миссия (запуск в октябре 2021 г.), на которой будет установлен лунный манипуляторный комплекс, предназначенный для забора образцов ленного реголита (с глубин 5–25 см) и их последующей передачи в аналитический прибор (лазерный спектрометр ЛАЗМА) для анализа элементного и изотопного состава. В 2020 – 2021 гг. прошли испытания манипулятора в криовакуумной камере в условиях, приближённых к условиям на лунной поверхности (криогенные температуры и низкое давление).
Важной задачей при создании лунного манипуляторного комплекса является верификация его работоспособности в условиях криогенных температур и низких давлений, которые наблюдаются на поверхности Луны. Для решения этой задачи была использована криовакуумная камера, способная имитировать лунную атмосферу, криогенные температуры и образцы-аналоги лунного реголита.
При работе манипулятора в условиях, приближенных к лунным, необходимо учитывать, как множество внешний факторов, таких как состав, температура и плотность образцов аналогов лунного грунта, процент влажности грунта (включая его распределение по глубине), давление в криовакуумной камере, так и параметры самого манипулятора (температура, потребляемый ток, параметры работы приводов и т.д.).
Для установки лунного манипуляторного комплекса в криовакуумную камеру была разработана специальная оснастка, дающая возможность проводить процесс копания и отбора проб близко к тому, как это будет проходить на поверхности Луны, учитывая ограниченные размеры камеры. Нагреватели, установленные на критические элементы конструкции, поддерживают манипулятор в диапазоне рабочих температур. А сама температура контролируется специально созданной системой термодатчиков, показывающей температуры криовакуумной камеры, манипулятора и аналога лунного реголита на разных глубинах. Захолаживание производится порционной подачей жидкого азота в азотные экраны внутри камеры.
В наземном эксперименте была решена задача захолаживания аналога лунного реголита и воспроизведена процедура копания и забора образцов грунта с глубины 4–15 см. Для контроля движений манипулятора были использованы 3 видеокамеры, расположенные в разных местах (одна непосредственно установлена на грунте), дающие панорамную картинку процесса копания и грунтозабора.
Кроме того, использовались аналоги лунных грунтов с различным содержанием воды (0,3-1,5% по массовой доле).
Результаты наземных отработок предоставляют важную информацию, которая будет использована в дальнейшем при управлении лунным манипуляторным комплексом в рамках миссии Луна-25.