Экспериментальный аппарат построен Nissan в содружестве с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA). В центре считают, что технике подобного формата принадлежит ведущая роль в освоении космоса, уделяют ей повышенное внимание и стараются привлекать к инженерным изысканиям автопроизводителей. Например, Nissan с января 2020 года занимается вопросами ездовых свойств и управляемости ровера.
Кинематограф сформировал устойчивые представления о том, как должны выглядеть работающие за пределами матушки-Земли машины. На память приходит транспортер из замечательного научно-фантастического фильма «Прометей» Ридли Скотта. Или реально существующий Audi lunar quattro, который сняли в его продолжении «Чужой: Завет».
Ниссановское творение — совсем другая история. Говорить о какой-либо эстетике коробчонки с колесиками не приходится. Скорее, сам собой назревает вопрос — точно ли шасси с электромоторами и управляющим блоком создано в содружестве с одним из ведущих автомобильных брендов, или все-таки состряпано радиолюбителем? Шутки шутками, но перед нами прообраз энергоэффективной машины особого назначения, теоретически способной передвигаться по скалистой и порошкообразной поверхности, преодолевать разный рельеф и действовать в условиях ограниченных запасов энергии.
Ниссановцы пустили в ход заимствованную у серийных электрокаров технологию управления двигателем, а также систему управления полным приводом e-4ORCE от нового и вполне земного экологически чистого кроссовера Ariya.
Пару слов о не бог весть как сложно устроенном доноре конструктивных решений. В его основу легло модульное шасси CMF-EV альянса Renault–Nissan с базовым передним приводом. Размещенная в пределах колесной базы тяговая аккумуляторная батарея (емкость — 63 и 87 кВт⋅ч) имеет ступеньку в районе заднего дивана, что снижает потенциал шасси для использования в коммерческой технике. Электромоторов в лучшем случае два. Полноприводная модификация с самой емкой батареей развивает 306 л.с. и 600 Нм, а в заряженном исполнении Performance — 394 л.с. и неизменный крутящий момент.
Похоже, что луноход, как и обычный автомобиль, использует помогающую не застрять систему контроля тяги для минимизации проскальзывания колес в зависимости от типа и состояния покрытия. Хорошая проходимость — вообще одно из общих требований к планетоходам. По этой причине балансирные подвески марсианских покорителей NASA позволяют переползать через препятствия вдвое больше диаметра колес, при этом обеспечивая контакт всех шести движителей с опорной поверхностью. Обратите внимание на фотографии — колеса детища Nissan и JAXA умеют поворачиваться независимо друг от друга.
Особенности настройки системы полного привода не раскрываются. Напомним, что у серийной Ariya крутящий момент в штатных ситуациях делится между передними и задними колесами поровну. При необходимости на одну из осей может передаваться до 100% тяги. Точное соотношение система определяет в движении и в зависимости от конкретных ездовых условий.
«Области применения автомобилей и ситуации вождения очень разнообразны. Мы стремимся к достижению максимальных динамических характеристик с применением наших исследований и разработок и считаем, что ноу-хау, полученные в результате совместных исследований с JAXA, позволят внедрить в наши автомобили инновации, которые принесут пользу клиентам», — отмечает Тосиюки Накадзима, главный руководитель отдела перспективного автомобилестроения, отвечающий за разработку системы управления e-4ORCE в Nissan.
«JAXA стремится применить результаты исследований для будущего освоения космоса. Мы сотрудничаем с компаниями, университетами и исследовательскими институтами по проектам, которые осуществимы и имеют потенциал для коммерциализации и инноваций. Проводя исследования совместно с компанией Nissan, обладающей опытом в области электромобилестроения, мы надеемся применить наши результаты для разработки луноходов с более высокими эксплуатационными характеристиками», — говорит директор Инновационного центра JAXA по исследованию космоса Иккох Фунаки.
Насколько ровер с ниссановской инженерией похож на себе подобных? Или, быть может, он сильно от них отличается? В качестве примера вспомним устройство отечественного «Лунохода-1», самого первого аппарата-планетохода, успешно функционировавшего на поверхности земного спутника. Хотя правильнее величать его передвижной телеуправляемой научной лабораторией.
В начале семидесятых годов США и Советы пытались побольше узнать о нашем ближайшем небесном соседе. Каждая держава — по-своему. Американцы сфокусировались на пилотируемых миссиях, в то время как отечественные специалисты исследовали лунную поверхность, а также рентгеновское и радиоактивное излучение, с помощью дистанционно управляемых мобильных объектов. Основоположник «жанра» был доставлен в район Моря Дождей автоматической межпланетной станцией «Луна-17» 17 ноября 1970 года. В течение 322 земных суток он намотал 10 540 метров.
С высоты технологического величия XXI века машина полувековой давности выглядит забавно. Не правда ли, она напоминает металлическую ванну с притороченной крышкой в виде солнечной батареи и на колесах от детского велосипеда? Но внешность обманчива — шасси устроено посложнее, чем у японского «коллеги»! В ступицу каждого из восьми спицованных колес встроен электромотор. Если одно или несколько выходили из строя, аппарат все равно мог продолжить движение и выполнять миссию по передаче данных и изображений с приборов. Работа каждого движителя отслеживалась автоматической системой, которая давала команду «стоп» в нештатных ситуациях. Роль шин играла металлическая сетка с титановыми грунтозацепами. Тормозные диски с электромагнитным управлением предназначались в том числе для фиксации на рельефе.
Герметичный корпус длиной до 4,42 метра, шириной 2,15 метра и высотой 1,92 метра не менее интересен. Во-первых, он имел теплоизоляцию и контуры нагрева и охлаждения для выживания в экстремальных режимах с перепадами температур в 300 и более градусов. Напомним, что днем на Луне может быть под +150 °С, а ночью ниже -150 °С. Во-вторых, внутри «ванны» находилась целая научная лаборатория с аккумуляторной батареей и электронной аппаратурой. В-третьих, снаружи на ней были зафиксированы рентгеновский телескоп, дозиметр, две телекамеры, четыре панорамных телефотометра, приборы оценки проходимости и определения вертикали и другое оборудование. Со всем этим добром масса достигла 756 кг. Максимальная скорость — 2 км/ч.
Управление луноходом — отдельная история и триумф научной мысли. Представьте, что между мобильным объектом и «водителем»... порядка 384 000 километров! Изображение с камер приходит с задержкой около 1,2 секунды, и еще столько же сигнал идет обратно. Прибавьте сюда время на выполнение команды и реакцию машины. Кстати, об экипаже. В его состав входил командир, отвечающий за прокладку маршрута штурман, бортинженер, который отслеживал состояние систем, а также оператор, обеспечивавший постоянную связь с объектом.
Судить о научно-технологическом развитии внеземных странников за полувековой период позволяет китайский «Юйту» (в переводе — «Нефритовый заяц»). Он начал свою миссию в конце 2013 года, став первой действующей машиной данного типа за 40 лет после советского «Лунохода-2». Шестиколесный ровер длиной полтора метра и шириной метр весил 140 кг. В качестве источника питания применялись солнечные батареи: «заяц» функционировал в течение дня, а ночью переходил в спящий режим. С колоссальными температурными перепадами боролся радиоизотопный нагревательный элемент российского производства и жидкостные контуры. Оснащение включало в себя набор камер, в том числе навигационные и для предотвращения столкновений с разными объектами, спектрометры для изучения грунта и георадар. «Юйту-2», запущенный в начале 2019 года, имеет схожие массогабаритные характеристики.
Одновременно с первым луноходом появились вездеходы — практически полноценные автомобили для операций вне Земли. Ничего общего с киношными «инопланетными» машинами они, конечно, не имели. Скорее, напоминали шасси со специальным оборудованием и двумя посадочными местами. Штуковины использовались американскими астронавтами в семидесятые годы во время последних миссий «Аполлона». Янки — известные сибариты и любители комфорта, хотя в данном случае дело вовсе не в нежелании ходить по поверхности на своих двоих. До появления внедорожников космонавты не могли далеко отходить от места посадки — банально из-за сковывающих движения скафандров. Техника дала возможность отдаляться от корабля и проезжать относительно большое расстояние. Так, используемый в рамках программы «кабриолет» «Аполлон-17» намотал 36 километров. А его предшественник и вовсе установил рекорд скорости — выжал 18 км/ч.
Вездеходы приводились в движение электрическими силовыми установками со встроенными в каждое колесо моторами и неперезаряжаемыми тяговыми аккумуляторными батареями в складной алюминиевой раме. Интересная особенность — конструкция колес. Покрышка представляла собой каркас из стальной проволоки, поверх которой накладывался титановый протектор.
Про Toyota Land Cruiser все слышали. А как вам… Lunar Cruiser?! Над этим чудом инженерной мысли тойотовцы работают совместно с вышеупомянутой JAXA. Стороны подписали соглашение об участии в проекте летом 2019 года. Кое-что об автомобиле уже известно. Прежде всего, обнародованы предварительные изображения. Трехосный «лунный крейсер» выглядит сногсшибательно и отдаленно смахивает на земные вездеходы для условий Крайнего Севера. Достойный кандидат на роль в научно-фантастическом фильме! Его длина составит шесть метров, ширина — пять метров, высота — около четырех метров. Полная масса — десять тонн.
Начинка — под стать внешности. Ожидается, что космическая Toyota получит силовую установку на топливных элементах, которая обеспечит запас хода в 10 000 километров. На то, чтобы пройти это расстояние, потребуется шесть лет. Несмотря на огромные размеры, в салоне найдется место только для двух астронавтов. Премьера готовой модели запланирована на 2029-й. Год спустя Toyota Lunar Cruiser должна начать исследовать спутник нашей планеты. Это ли не фантастика наяву?
