Юный техник, 2003 № 03

_{1 — основание; 2 — шкала вертикальная; 3 — шкала горизонтальная; 4 — вертлюг; 5 — люлька; 6 — направляющая; 7 — стопорный замок; 8 — пульт управления.}

ПО ПРИНЦИПУ БЛОХИ

(из выступления Петра Малинина из г. Сосновый Бор)

Программа полета на Марс в 2014 году предусматривает и разработку марсохода. Марс имеет сходства с Землей больше, чем любая планета Солнечной системы. В то же время между ними имеются заметные отличия, которые нельзя не учитывать при разработке марсохода. Так, ускорение силы тяжести на Марсе в 2,62 раза меньше земного. Это означает, что на Марсе на одинаковую работу по перемещению груза потребуются меньшие затраты энергии. Меньшая плотность атмосферы вызовет меньшее сопротивление движению.

А вот большее расстояние до Солнца означает уменьшение светового потока — важного энергетического ресурса. Почти половина поверхности Марса занята кратерами метеоритного происхождения и вулканическими образованиями. На его поверхности пролегают извилистые каналы, овраги, глубокие каньоны.

Все эти данные позволяют формулировать основные требования к конструкции марсианского планетохода. Прежде всего, он должен иметь герметичную кабину для грех членов экипажа, оборудованную средствами управления движением, аппаратурой для проведения исследований, отбора проб, проведения съемок и передач, всем необходимым для сна и отдыха, приготовления пищи. При этом у него должна быть минимальная масса и габариты, он должен быть устойчив к ударам и вибрациям. На Марсе он должен передвигаться со скоростью 5 км/ч, иметь хорошую устойчивость, проходимость, в автономном режиме иметь ресурс не менее двух месяцев.

Главное, на что следует обратить внимание, — это двигатель и движитель. Ясно, что на Марсе двигатели внутреннего сгорания, реактивные и ракетные использовать нельзя. Там годятся только электродвигатели, получающие питание от солнечных батарей.

В известных планетоходах использовались колесные движители. Но на марсианских землях они окажутся бесполезными. Так может, лучше посмотреть на движители, которые создала природа? Анализ рельефа местности, сильная разреженность атмосферы и низкое притяжение показывают, что лучший движитель — прыгающий. Например, по типу блошиного.

Такой движитель имел бы немалые преимущества. В частности, такие, как простота главной двигательной установки, экономичность, высокая скорость передвижения. А недостатки хотя и серьезные, но технически преодолимые.

Обратимся к рисунку. Аппарат смонтирован на круглой платформе 1 и включает корпус 2, кабину для экипажа 3, главный (прыжковый) двигатель 4, пружинные амортизаторы 5 с наконечниками 6. Под платформой они закреплены так, что на них равномерно распределяется вся масса аппарата. С обеих сторон платформы на вертикальных направляющих установлены колеса 7 с индивидуальными электроприводами. В хвостовой части платформы предусмотрена третья точка опоры — ленивец 8. На четыре стороны направлены установленные на платформе маневровые двигатели 10. На поверхности корпуса закреплены солнечные батареи 11, соединенные с преобразователем и накопителем электроэнергии 9 (на рисунке не показан).

На рисунке 1А показан марсоход в исходном положении, а 1Б — в положении перед прыжком. Прыжковый двигатель помещен в выемке платформы в центре тяжести аппарата и состоит из закрепленной в наводящем устройстве 12 направляющей трубы 13 с возможностью установки ее на заданный угол к вертикали. Направляющая труба обращена открытым концом вниз, глухим — вверх. Она содержит индуктор 14 и толкатель 15 с наконечником 16.

Толкатель выполнен из материала с эффектом памяти формы с переходной точкой, лежащей выше вероятных температур окружающей среды. В холодной форме (см. рис. 2А) толкатель короткий и имеет максимальный диаметр, а в горячей — длинный с малым диаметром (см. рис. 2Б).

Перед прыжком навигационный компьютер оценивает обстановку в направлении прыжка. Основные колеса переводятся в верхнее положение. Корпус опускается на амортизаторы, направляющая труба толкателя разворачивается на нужный угол. На индуктор подается электрический импульс. Под воздействием переменного электромагнитного поля материал толкателя нагревается выше переходной точки и переходит в горячую (вытянутую) форму. Следует толчок. Энергия толчка суммируется с энергией сжатых пружин амортизаторов. Аппарат совершает прыжок. Во время полета толкатель остывает, переходит в холодную (короткую) форму и возвращается в исходное положение.

Записал В. ЗАВОРОТОВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»