«Луноход-1» потерялся на 40 лет. А потом в него попали лазером

5 фото
источник

В 1971 году «Луноход-1» перестал выходить на связь после года работы на Луне. Сам аппарат никуда не исчез: стоял в Море Дождей там, где его оставили.

Однако бросать его просто так там никто не собирался. Дело в том, что у «Лунохода-1» есть специальный лазерный отражатель, который позволяет собирать ценные данные о Луне.

И всё же почти сорок лет учёные не могли нормально использовать его лазерный отражатель. Координаты знали слишком грубо — с ошибкой в несколько километров.

Но в 2010 году удалось снова его поймать. И сейчас наш «Луноход-1» «ожил» и снова стал полезным.

Его водили почти вслепую


«Луна-17» села в Море Дождей 17 ноября 1970 года, и по трапам на поверхность съехал первый в мире планетоход.

У «Лунохода-1» было восемь ведущих колёс, солнечная батарея на внутренней стороне крышки и герметичный приборный отсек. Лунным днём крышка открывалась и аппарат заряжался от Солнца. Ночью, которая длится около двух земных недель, крышку закрывали, а внутри работал радиоизотопный источник тепла на полонии-210. Его начальная тепловая мощность составляла около 150–170 Вт, период полураспада полония — 138 дней.

Управляли машиной с Земли, из Крыма. Никакого плавного видео водитель не видел: малокадровая система присылала отдельные чёрно-белые изображения. Вячеслав Довгань, один из водителей, вспоминал и задержку сигнала примерно в 4,1 секунды. Поэтому ехали короткими отрезками: посмотрели кадр, оценили камни и кратеры, дали команду, снова подождали.

Несмотря на это, аппарат прошёл 10 540 метров и передал около 20 тысяч телевизионных изображений и 200 панорам.

Первоначально миссию рассчитывали примерно на три месяца, а «Луноход-1» работал 11 лунных дней.

Ночь, после которой он не проснулся


Последний успешный сеанс связи прошёл 14 сентября 1971 года. Затем началась очередная лунная ночь.

Радиоизотопная грелка к тому времени сильно ослабла. Полоний-210 не «закончился» — он постепенно распадался, и вместе с этим падало выделение тепла. Российские отраслевые и музейные источники связывают конец работы аппарата с исчерпанием ресурса этого источника.

Когда на месте стоянки снова наступил день, аппарат не ответил. Попытки связи прекратили 4 октября.

Но на «Луноходе» оставался прибор, которому ни электричество, ни радио не были нужны: это был французский лазерный отражатель.

Он состоял из 14 уголковых призм на панели примерно 44 на 19 сантиметров. Если послать в такую призму луч, три взаимно перпендикулярные отражающие грани отправят свет почти обратно к источнику.

То есть электроника могла умереть навсегда, а отражатель продолжал работать десятилетиями.

Проблема была в том, что попасть в него оказалось почти невозможно.

Отражатель при этом не умел сам поворачиваться к Земле. Перед последней лунной ночью экипаж должен был поставить весь ровер так, чтобы панель смотрела в нужную сторону. Для обычного автомобиля это просто парковка. Для прибора, которому предстояло десятилетиями отражать лазер с расстояния 380 тысяч километров, ориентация машины становилась частью научного эксперимента.

В 2010 году на Луне увидели колею


Развязка пришла с Lunar Reconnaissance Orbiter.

В марте 2010 года его камера LROC получила подробный снимок района посадки «Луны-17». На нём нашли посадочную ступень, сам ровер и следы колёс.

И отражатель нашёлся сразу.

Возврат пришёл на 270 наносекунд позже прогноза — это соответствовало ошибке примерно в 40 метров по расстоянию. После новых измерений положение отражателя определили уже с точностью до нескольких сантиметров.

За одну серию из 10 000 лазерных импульсов телескоп зарегистрировал 1916 вернувшихся фотонов.

Звучит смешно мало. На самом деле для луча, который дважды проходит около 380 тысяч километров и по дороге расплывается на огромную площадь, результат был отличным.

И тут появилась новая загадка.

Зачем вообще стрелять лазером в старую машину


На самом деле этот отражатель очень полезен в исследованиях Луны до сих пор.

Телескоп посылает короткий импульс, отражатель возвращает небольшую часть света, а по времени его полёта измеряют расстояние. На дорогу туда-обратно свету требуется примерно 2,5 секунды.

Многолетние измерения позволяют очень точно следить за орбитой и небольшими покачиваниями Луны, изучать её внутреннее строение и проверять фундаментальные свойства гравитации — например, принцип эквивалентности и постоянство гравитационной постоянной.

«Луноход-1» особенно полезен своим положением. Он стоит далеко от центра видимого лунного диска, поэтому хорошо помогает измерять небольшие изменения ориентации Луны.

Электроника «Лунохода-1» молчит больше полувека. Полониевая грелка давно остыла, аккумуляторы умерли, моторы больше никогда не повернут восемь колёс.

А четырнадцать стеклянных призм продолжают выполнять свою работу.

Для этого им не нужна батарея. Не нужен радиопередатчик. Даже сам луноход уже ничего не должен «понимать».

Нужно только попасть в правильную точку Луны и дождаться нескольких фотонов обратно.