10 ноября с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Протон-К», которая вывела в космос автоматическую станцию «Луна-17». Особенность миссии была в высадке колёсного вездехода, управляемого с Земли. До этого момента все устройства для исследования планет работали на одном месте, а астронавты США ходили по спутнику пешком.

17 ноября 1970 года первый в мире планетоход «Луноход-1» высадился на поверхность другого небесного тела. Он проработал до 14 сентября 1971 года, пройдя за эти 301 сутки 10,5 километров.

Две телекамеры и четыре панорамных телефотометра на вездеходе позволили получить более 200 панорам и 20 000 снимков лунной поверхности!

Рядом с камерами установили остронаправленную антенну с электромеханическим приводом, обеспечивающим точное наведение антенны на Землю. Она позволила управлять вездеходом с Земли в режиме онлайн с небольшой задержкой на время прохождения сигнала между Луной и нашей планетой. Дополнительно на «Луноход-1» поставили и неподвижную коническую спиральную антенну, а также кронштейн с жёстко закреплённым оптическим уголковым отражателем.

Приборы на «Луноходе-1» позволили в 500 местах прозондировать грунт для изучения его физико-механических свойств. В 25 точках луноход провёл химический анализ состава грунта.

Рендеры «Лунохода-1»: Алексей Рябов

Учёные Института геохимии и аналитической химии им. Вернадского (ГЕОХИ РАН) выбрали на Камчатке возможные места для создания нового испытательного полигона для луноходов (см. сборник докладов XIII Московского симпозиума по изучению Солнечной системы, начиная со стр. 164). Район вулканов Толбачик, Мутновский, Горелый, а также Корякская сопка подходят для этого практически в равной степени. Более того, испытывать научное и сервисное оборудования лунных посадочных модулей можно и на Халактырском пляже с чёрным вулканическим песком, находящемся в непосредственной близости от Петропавловска-Камчатского и облюбованный сёрферами.

Как объяснил нам вулканолог Сергей Самойленко, основатель музея «Вулканариум» в Петропавловск-Камчатском, остывшие лавовые поля, покрытые вулканическим пеплом после недавних извержений вулканов, которых ещё не успела коснуться атмосферная эрозия, представляют собой «первородный» ландшафт, наиболее близкий к условиям, существующим на других телах Солнечной системы.

По данным учёных ГЕОХИ РАН, плотность и гранулометрический состав вулканических почв вокруг вулканов Мутновский и Горелый вполне подходит для имитации верхнего слоя лунного реголита (до глубины в 15 см). Но для создания аналога реголита на большей глубине требуется смешение различных образцов и проведение дополнительных исследований.

Pro Космос уже писал, что на лавовых полях по склонам вулкана Плоский Толбачик за схожесть с поверхностью Луны с 1969 г. проходили испытания шасси советских луноходов. На Толбачинском же полигоне недалеко от поселка Козыревск в 1986–1991 гг. проходил ходовые испытания и универсальный планетоход XM-ВД2. В 2020 г. ГЕОХИ РАН организовал экспедицию на Камчатку для поиска нового места под полигон планетоходов. Не факт, что такой полигон будет создан, но мы очень на это надеемся. По крайней мере места для этого есть, Камчатку не зря называют «другой планетой».

Преимущества композитов, армированных волокном,позволяют использовать их в тех отраслях промышленности, где важна масса. Авиакосмическая промышленность является одной из таких отраслей, так как лишняя масса создает большие расходы.

В 2021 году мы напечатали на 3D-принтере легкие детали лунохода, который стал победителем всемирного космического хакатона в 2020 году. Наше решение включало переделку двух частей подвески — крепления колеса и рычага управления — для наслоения армирующих волокон и обеспечения прочности и долговечности.

ЛУНОХОД, ВЫИГРАВШИЙ КРУПНЕЙШИЙ В МИРЕ КОСМИЧЕСКИЙ ХАКАТОН ACTINSPACE 2020, БЫЛ СОБРАН И ИСПЫТАН В ЛУННОЙ СРЕДЕ LUNALAB В УНИВЕРСИТЕТЕ ЛЮКСЕМБУРГА

Но нет предела совершенству, и мы продолжаем внедрять новые подходы и материалы для различных вариантов использования и применения. На этот раз мы перепечатали детали лунохода из нашего нового материала Clear PETG. Наша цель состоит в том, чтобы еще больше усовершенствовать конструкцию, снизить вес и повысить эффективность.

ЧАСТЬ ЛУНОХОДА, НАПЕЧАТАННАЯ ПРОЗРАЧНЫМ PETG И CFC PETG НА 3D-ПРИНТЕРЕ "COMPOSER A4"

Еще в 2021 году мы использовали Smooth PA и Composite Carbon Fiber (CCF), изменили конструкцию для армирование волокнами и выбрали минимальную плотность заполнения — 10% (см. скриншот ниже). Это помогло соблюсти требования и ограничения: максимальный вес марсохода — 4 кг, а вес деталей не должен превышать 100 г.

ПЕРВАЯ ВЕРСИЯ ДЕТАЛИ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ КОМПОЗИТОВ.НАРЕЗАННАЯ В СЛАЙСЕРЕ AURA И НАПЕЧАТАННАЯ НА 3Д ПРИНТЕРЕ(SMOOTH PA И CCF).

На этот раз мы протестировали нашу новую пару материалов Clear PETG + CCF и еще больше изменили геометрию, чтобы уменьшить количество ненагруженных областей. Новая модель представлена ниже:

ДЕТАЛЬ С ОПТИМИЗИРОВАННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ ДЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПРОДОЛЬНЫМ НАГРУЗКАМ . НАРЕЗАННАЯ В СЛАЙСЕРЕ AURA И НАПЕЧАТАННАЯ НА 3Д ПРИНТЕРЕ ДЕТАЛЬ (SMOOTH PA AND CCF)

В результате мы смогли снизить стоимость и количество используемых материалов, сохранив при этом полную функциональность детали, что важно для для применения в аэрокосмической отрасли, где производительность и стоимость являются основными факторами.

ДЕТАЛИ ЛУНОХОДА НАПЕЧАТАННЫЕ CLEAR PETG+CCF И SMOOTH+CCF

В таблице ниже вы можете увидеть результаты тестирования по сравнению с предыдущими результатами и прогнозируемыми значениями для пластика с еще более низкой плотностью — LW-PLA. Он включен в сравнение специально, чтобы проиллюстрировать одно из основных преимуществ технологии двойной экструзии: гибкий выбор материала. При правильной подготовке и настройке, многие пластики могут быть объединены с композитным волокном и, таким образом, они дают отличные физические параметры при небольшой массе и низких производственных затратах.

Конструкторские решения и гибкость выбора материала позволяют нам контролировать многие физические параметры: геометрию, вес, предел прочности при растяжении, диапазон рабочих температур, устойчивость к окружающей среде, плотность и т.д. Таким образом, мы контролируем свойства детали, Это является одной из ключевых особенностей композитной печати: С многочисленными комбинациями геометрии, материалов и свойств. Появляется возможность создавать необходимые компоненты, которые достигают необходимых целей с помощью выбранных методов, и все это в рамках единой технологии.

В приведенном выше примере показаны два разных материала и конструкции, которые дают разные результаты; с большим количеством компонентов, карт нагрузки и целей появится больше вариантов и возможности выбора, поэтому инженеры смогут регулировать их для создания высокопроизводительных механизмов, а также сократить расходы и улучшить финансовую эффективность.