1-qism. Oydan “Оygacha”: Oy zondlari yarim asr mobaynida qanchalik o‘zgardi? to’liq malumot oling

Rossiya Oyga qaytmoqda. So‘nggi sovet zondi Yerning yo‘ldoshiga borib qaytganidan 45 yil o‘tgach, Oy qutbi doirasidagi hududlarni o‘rganishi kerak bo‘lgan qo‘nish moslamasi – “Luna-25” yo‘lga otlanmoqda. “Roskosmos” bilan hamkorlikda tayyorlangan materialda Rossiyaning Oy dasturi shonli sovet o‘tmishining naqadar takrori ekani, yarim asr mobaynida sayyoralararo sayohat texnologiyasida aynan nima o‘zgargani va nihoyat, yangi “Luna-25” o‘tmishdoshi “Luna-24”dan nimasi bilan farq qilishini ko‘rib chiqamiz.

“Oy poygasi” tugaganidan 40 yildan ko‘proq vaqt o‘tgach, Oy yaqinidagi stansiya va boshqariladigan ekspeditsiyalar uchun rejalar qayta ishlab chiqilmoqda hamda Yerning yo‘ldoshida lunoxod va qo‘nish zondlari paydo bo‘ldi. Sayyoralarni o‘rganuvchi olimlar va kosmik muassasalar mutasaddilari “Oy renessansi” haqida gapirmoqda. Ammo Amerikaning raketalarga qarshi mudofaa dasturi bo‘lmaganida hech qanday renessans sodir bo‘lmasligi (yoki yana bir necha o‘n yillar kutilishi) mumkin edi.

Qanday qilib Oy pauzadan chiqarildi yoki “Yaltiroq toshlar”ga rahmat

1970-yillarning oxiriga kelib, ko‘pchilikka Oyda boshqa hech narsa yo‘qdek tuyuldi va Quyosh tizimida tadqiqotlar uchun ancha qiziqarli obyektlar: Mars, Venera va ulkan sayyoralar mavjud.

“Sovetlarning Oy dasturi ‘Luna-24’ bilan yakunlangandi va boshqa rejalar yo‘q edi. Amerikaliklar ‘Apollon’ dasturini to‘xtatgandi va biz Oy haqida deyarli hamma narsani bilib oldik deb hisoblar edik. Sovet olimlarida yangi lunoxodni yuborib, qaytadan Oyning boshqa mintaqalaridan ham tuproq namunalari olish istagi bor edi. Biroq bu o‘sha paytda qo‘llab-quvvatlanmadi”, – deb eslaydi RFA’ning V.I. Vernadskiy nomidagi Geokimyo va analitik kimyo instituti xodimi, akademik Mixail Marov N + 1 bilan suhbatda.

Kosmonavtika tarixchisi Brayan Xarvining yozishicha, lunoxodlarning muvaffaqiyati va Oy tuprog‘i keltirilganidan so‘ng, sovet olimlari tomonidan Oyning orqa tomonida teleskop qurish, shuningdek, tuproq namunalarini to‘plash va keyin ularni Yerga yetkazib berishga moslashtirilgan lunoxodlarni ishlab chiqish (shunga o‘xshash loyihani “Perseverans” marsoxodi bilan amalga oshirish rejalashtirilgan) kabi keng ko‘lamli rejalar tuzilgan. Biroq sovet gazetalarida Oy rejalarini keng muhokama qilish 1973-yilning iyun oyida to‘xtatilgan. Qurib bitkazilgan “Lunoxod-3” Lavochkin IIChB (Ilmiy-ishlab chiqarish birlashmasi) muzeyidan joy olgan, sovet Avtomatik sayyoralararo stansiyalari (ASS) Venera va Marsga yo‘l olgan. “Deyarli 20 yil davom etgan Oydagi sokinlik davri keldi”, – deydi Marov.

“Klementina” zondi. NASA

1994-yilda kosmosga chiqarilgan “Klementina” zondi bo‘lmaganida, olimlarning Oyga bo‘lgan qiziqishi kechroq qaytishi mumkin edi. AQSh harbiylari manfaati uchun ishlab chiqilgan ushbu apparatning asosiy vazifalari ilm-fandan uzoq edi. Harbiylar uzoq kosmik muhitda, shu jumladan, “Yulduzlar jangi” dasturi o‘laroq ma’lum strategik mudofaa tashabbusining elementi bo‘lgan “Yaltiroq toshlar” nomli raketaga qarshi tizim uchun ishlab chiqilgan bir qator sensor va asboblarni tekshirib ko‘rmoqchi edi.

“Klementina” Oy orbitasida atigi 71 kun ishladi va keyin kompyuterdagi nosozlik tufayli ishdan chiqdi. Olimlar 1996-yilda qurilmadagi bistatik radardan olingan ma’lumotlarni tahlil qilib, radionurlanishning ba’zi mintaqalar yuzasidan aks etish xususiyatlarini suv muzining mavjudligi bilan izohlash mumkin, degan xulosaga keldi.

Oy qutblarining “Klementina” tomonidan olingan kompozit suratlari: A – Janubiy va B – Shimoliy. Tasvirlarda doimiy soyali joylarni (rasmlarda qora) ko‘rish mumkin. Bu suv muzi saqlanib qolishi mumkin bo‘lgan “sovuq tuzoqlar”. S. Nozette et. al / Science, 1996-yil

“Klementina”ning parvozi, albatta, Oyga bo‘lgan qiziqishni kuchaytirdi. U deyarli ilk bor Oyning taxmin qilinganidek quruq emasligini, balki anchagina suv muziga ega bo‘lishi mumkin bo‘lgan, yetarlicha nam jism ekanini ko‘rsatdi”, – deydi Marov. Ko‘p o‘tmay “Lunar Prospektor” zondiga o‘rnatilgan neytron spektrometr bu taxminlarni tasdiqladi.

Oy yana gavjum joyga aylandi. Yerning yo‘ldoshidagi suv bo‘lajak yashash bazasi uchun manba sifatida barchani qiziqtirardi. U yerda suvning borligiga shubha deyarli qolmadi.

LCROSS va “Sentavr” blokining ajralishi. NASA

2009-yilga kelib, LRO / LCROSS zondlar juftligi Oyga yo‘l oldi. Olimlar ikkinchi qurilma va “Sentavr” blokini ataylab Kabeo janubiy qutb kraterining tubiga “qulatib” yubordi. LRO bortidagi Rossiyaning “LEND” neytron teleskopi u yerda suvning yuqori massa ulushidan dalolat beruvchi neytron oqimi tanqisligini aniqladi. Darhaqiqat, LCROSS Oyga urilishidan oldin “Sentavr”ning qulashi natijasida yuzadan ko‘tarilgan modda orasidan uchib o‘tayotganda, uning bortidan to‘g‘ridan to‘g‘ri amalga oshirilgan o‘lchovlar tuproqda taxminan 5 foiz suv borligini tasdiqladi.

Mixail Marov va uning hamkasbi Erik Galimov 1990-yilning o‘rtalaridayoq o‘zining “Luna-Glob” deb nomlangan Rossiya oy zondini yaratishni taklif qilgan edi. Bu qo‘nish va orbital modulga, shuningdek, seysmik zondlashga mo‘ljallangan va yuzaga tashlab yuboriladigan moslama – penetratorlarga ega apparat bo‘lishi kerak edi. Biroq loyiha kechiktirildi: “Roskosmos” e’tiborni “Fobos-grunt”ga qaratdi, “Luna-Glob” esa o‘zgarib, soddalashib bordi. Oxir-oqibat, loyiha tarixda birinchi marta Oy qutbiga qo‘nib, oy suvini “tatib ko‘rishi” kerak bo‘lgan qo‘nuvchi apparat — zamonaviy “Luna-25”ga aylandi.

“LEND” asbobi ma’lumotlariga ko‘ra suvning taqsimlanish xaritasi. Pavel Shubin

“Luna-25” tarixi va uning ilmiy vazifalari haqida “Tundrada birinchi” materialida o‘qishingiz mumkin, ammo hozircha biz oy poygasi tugaganidan so‘ng 40 yil ichida oy apparatlari qanchalik o‘zgarganini aniqlashga harakat qilamiz.

Bankalar javonlarga qarshi

Fotosurat va rasmlarda farqni oddiy ko‘z bilan ko‘rish mumkin. “Qarama-qarshiliklar” davridagi Sovet oy apparatlari “losharik”lar – ko‘plab silindr va sharsimon shakllardan yig‘ilgan g‘alati mavjudotlarni eslatadi. Bo‘lajak rus lenderlari – “Luna-25”, “Luna-27” ko‘proq oyoqli va kamiga eshik tabaqalari yo‘q javonlarga o‘xshaydi. “Bankalar”dan “javonlar”ga (germetikdan nogermetik shakldagi sun’iy yo‘ldosh va zondlarga) o‘tish kosmik texnikadagi inqilob bo‘ldi.

«Luna-25». Lavochkin IIChB

“Ilgari asboblarning germetik konteynerlaridan foydalanilgan. Konteyner ichidagi ramkalarga bortning qurilma va uskunalari o‘rnatilib, ular gazli muhitda ishlagan”, – dedi “Roskosmos” korxonalaridan birining xodimi.

Uning so‘zlariga ko‘ra, germetik konteynerlar elektronikani nafaqat kosmik nurlanishdan himoya qilish uchun, balki asboblarning haddan tashqari qizib (yoki aksincha, sovib) ketishining oldini olish uchun kerak bo‘lgan. “O‘sha paytdagi elementlar bazasining energiya sarfi ancha katta va issiqlik ajralishi ko‘proq edi, shuning uchun ham issiqlikni tarqatish masalasi juda muhim bo‘lgani tufayli gazli muhit va termal boshqaruv tizimlari talab qilinardi”, – deb ta’kidladi u.

Elektronika joylashtirilgan qutilar atmosfera bosimiga bardosh berishi kerak edi (tabiiyki, ular yuqori mustahkamlik talablariga ega bo‘lib, bu qo‘shimcha og‘irlikni anglatardi). Shu bilan birga, ular qo‘shimcha xavf tug‘dirardi: nuqsonlar yoki mikrometeorit bilan to‘qnashish tufayli germetiklikning buzilishi apparatning o‘limini anglatardi.

“Luna-9” asboblar konteynerining ichki tuzilishi

Germetik asboblar konteynerlari, masalan, Iosifyan nomidagi BEITI (Butunrossiya elektromexanika ilmiy-tadqiqot instituti) tomonidan “Resurs-UKP” platformasi asosida yaratilgan Rossiyaning “Meteor” seriyasidagi sun’iy yo‘ldoshlarida ishlatilgan. Ushbu qurilmalarning asosiy belgisi – asboblarning deyarli uch metrli germokonteyneri edi. Uning ichidagi bosim simob ustunining 100 millimetr darajasida saqlanib, azotga asoslangan gaz aralashmasi sirkulyatsiyasi to‘rtta shamollatgich yordamida gazni isitishni elektr isitkichlar, sovitishni esa korpusdagi radiatorlar ta’minlagan.

Ehtimol, germetik konteynerlarning o‘ziga xos xususiyatlari Rossiya ilmiy kosmosi tarixidagi eng og‘riqli muvaffaqiyatsizliklardan birida ahamiyat kasb etgan bo‘lishi mumkin: 2010-yilda “Meteor” lar platformasi asosida yaratilgan Rossiyaning “Koronas-Foton” quyosh rasadxonasi ishlamay qoldi. Batareya quvvati hisob-kitoblaridagi xatolik tufayli teleskop elektr ta’minotini yo‘qotib ishdan chiqdi. Quvvatning taxminan 600 vattga teng, katta qismi platformaning germetik bo‘limi va xizmat ko‘rsatish uskunalarini ta’minlashga sarflangan vaqtda, ilmiy uskunalar atigi 40 vatt iste’mol qilgan. O‘sha paytda olimlar aytganidek, platforma aslida o‘zini o‘zi yeb bitirgan.

“Meteor-M” apparati. Markazdagi sarg‘ish quvur – asboblarning germetik konteyneri. Elektronika bo‘yicha savollar. VNIIEM Т. 170 № 3, 2019-yil

Elektronikaning rivojlanishi yebto‘ymas platformalardan xalos bo‘lishga imkon berdi. “Xuddi shu funksiyalarni bajarishga qodir bo‘lgan, ammo shu bilan birga juda kam quvvat sarflaydigan elementlar bazasi paydo bo‘lgach, gazli sovitish va germetik konteynerlardan xalos bo‘lish imkoni paydo bo‘ldi”, – deydi “Roskosmos”da.

Bugungi kunda ko‘pgina kosmik kemalarda qo‘llanadigan yangi nogermetik texnologiyada elektron elementlardan issiqlik ular o‘rnatilgan yuza orqali tarqatiladi. “Roskosmos” korxonalaridan birining mutaxassisi buni: “Issiqlik termostabillashgan asos deb ataladigan qismga biriktirilgan qo‘nish yuzalariga uzatiladi. Bu yuzalarning ichida issiqlik quvurlari mavjud. Ushbu quvurlar issiqlikni asboblardan, qo‘nish joyidan radiatorga uzatadi, u esa issiqlikni ochiq fazoga, kosmosga tarqatadi”, – deb tushuntirdi.

Issiqlik quvurlari yordamida “Luna-25” issiqlik rejimini ta’minlash tizimi. 1 – issiqlik paneli (TSP). 2 – TSP’ga o‘rnatilgan aksial issiqlik quvurlari. 3 – RITEG (radioizotopli termoelektrik generator) o‘rnatish maydoni. 4 – kompensatsion bo‘shliqqa ega KnTT bug‘latgichi va termoelektrik sovitish moduli (2 ta). 5 – KnTT harakatlanish kanallari (bug‘ va suyuqlik uchun). 6 – radiatorga o‘rnatilgan KnTT kondensatori. 7 – bosimni tartibga soluvchi klapan (haroratni passiv sozlovchi) (2 ta). 8 – baypas tarmog‘i (2 ta). 9 – radiator (2 ta). Lavochkin nomidagi IIChB

“Luna-25”ning asboblari joylashtirilgan “javon” ham shunday tuzilgan. Uning asosiy elementi – ichidagi sovitish suyuqligi ammiak bilan to‘ldirilgan, alyuminiy quvurlar o‘tadigan, katakchali to‘ldirgichga ega, termostabillashtiruvchi panel.

Qurilmalardan ajralib chiqqan issiqlik apparatning “tomiga” o‘rnatilgan radiatorlarga chiqariladi. Oydagi qorong‘i vaqtda isitish radioizotopli manba – RITEG tomonidan ta’minlanadi. RITEGdan elektr energiyasini (uning elektr quvvati atigi 6,5 vatt, ammo issiqlik quvvati 125–145 vatt) faqat bittagina qurilma Oydagi tun vaqtida ishlab turadigan real vaqtni oladi, quyosh batareyalari bilan ishlaydigan boshqa barcha qurilmalar o‘chiriladi.

“Luna-25” kosmik apparatining “javoni”. Lavochkin nomidagi IIChB
Qayta o‘ylab ko‘rish imkoniyati

“Luna-25” bortidagi elektronika nafaqat kamroq qiziydi va kam energiya sarflaydi, balki missiyaning ilmiy dasturini amalga oshirish uchun beqiyos ko‘proq imkoniyatlar yaratadi. “Biz texnologik yutuqlarni asboblar dasturiy ta’minotida his qildik”, – deydi missiyaning ilmiy dasturi rahbari, Rossiya Fanlar akademiyasi KTI (Kosmik tadqiqotlar instituti) xodimi Igor Mitrofanov N + 1 bilan suhbatda.

U sovet oy apparatlari elektronikasini elektromexanik qadamli ATS va diskli telefonlar bilan taqqosladi. “Shartli ravishda aytganda, unda buyruqlar eski simli telefonlarda bo‘lgani kabi rele yordamida almashtiriladigan, juda tor rejimlar to‘plami mavjud edi. Eski telefonlarda diskdan foydalanganimizdek, biz uzoq masofali kosmik aloqa antennalari orqali bortga bir qator impulslarni uzatardik, natijada bortdagi relelar esa telefon stansiyasi singari qurilmalarni kerakli rejimga o‘tkazardi. Endi esa bortdagi boshqaruv tizimlari hali smartfonlardek bo‘lmasa ham, ularga yaqinroq”, – deya tushuntiradi Mitrofanov.

Uning so‘zlariga ko‘ra, inqilob DMIS – dasturlashtiriladigan mantiqiy integral sxemalarga o‘tish bilan bog‘liq. Agar oddiy mikrosxemalarda ish tartibi ishlab chiqarish vaqtida bir marta va abadiy qilib yaratilsa, DMIS ma’lumotlarni qanday qayta ishlashi ushbu sxemani dasturlash bilan hal etiladi. Bundan tashqari, bunday sxemalar teskari aloqaga ham ega, ya’ni ular kiruvchi ma’lumotlarga qarab rejimlarni turlicha almashtirishi mumkin.

“Siz dastur yordamida ilmiy asbobning ishlashi uchun ancha murakkab algoritmlarni ta’minlashingiz, optimal o‘lchov rejimini tanlash uchun to‘g‘ridan to‘g‘ri asbobdagi ma’lumotlarni oldindan qayta ishlash funksiyalarini ko‘zda tutishingiz mumkin”, – deydi Mitrofanov.

“Luna-25” akustik sinovlarda. “Energiya” RKK / “Roskosmos”

DMISning afzalliklarini ta’riflashning eng oson yo‘li – “Luna-25” qurilmasining asosiy qurilmalaridan biri, ya’ni Oy tuprog‘i yerosti qatlamidan – taxminan 20–30 santimetr chuqurlikdan namunalar olish va ularni mass-spektral tahlil uchun “LAZMA” qurilmasiga yuklashi kerak bo‘lgan manipulyatorning ishi misolida ko‘rib chiqish. Hozirgi vaqtda olimlar Oyning abadiy muzliklari ostidagi tuproq qanaqa ekanini aniq taxmin qila olmayapti. Ehtimol, u “muzlatilgan” va juda qattiqdir. U qum kabi sochiluvchan ham bo‘lishi mumkin.

Dasturlashtiriladigan mikrosxema manipulyator motorlaridagi harakatlarning elektr parametrlariga tayanib, u qanday tuproqni tortib olishga harakat qilayotganini aniqlay oladi va tizimni eng maqbul rejimga o‘tkazadi.

Zond Oyda bo‘lganida, tadqiqotchilar sharoitga qarab qurilmalarning ishlash rejimlarini o‘zgartirishi va hatto ilgari ko‘zda tutilmagan rejimlardan foydalanish uchun ularni qayta dasturlashi ham mumkin. Tasodifiy dasturiy ta’minot xatosi tufayli kosmik kemadan ayrilib qolmaslik uchun yangi kodlar avval kosmik kemaning Yerdagi “egizak” analogida sinovdan o‘tkaziladi. Ammo bunday tekshiruvdan keyin ham yangi dastur odatda bortdagi uskunalarning takrorlovchi to‘plamiga yuklanadi, deb tushuntirdi Mitrofanov. Ushbu to‘plamlar odatda “A tomon” va “B tomon” deb nomlanadi. Ularning har biri qurilmaning ishlashini to‘laqonli ta’minlashga qodir.

Yangi dastur tekshiriladi va agar kerak bo‘lsa, takrorlovchi tomonda qo‘shimcha sozlanadi. Agar hamma narsa soz bo‘lsa, u holda unga boshqaruv huquqlari beriladi. Ilgari xavfning oldini olish maqsadida bort uskunalari “A tomon” va “B tomon” qilib bir-birini takrorlagan. Tomonlar alohida qurilmalar, ikkita mustaqil bort mashinalari edi. Hozir ko‘pchilik hollarda tomonlar “virtual mashinalar”dir. Masalan, ilmiy uskunalarni boshqarish tizimlarida tomon alohida xotiraga ega DMISning alohida segmenti bo‘lishi mumkin.

“Biz boshqa sayyoradagi tajriba mobaynida asbobimiz hozirda qo‘llanmayotgan, ammo asbobning ishlash mantig‘ini o‘zgartirsak, undan foydalanish mumkin bo‘lgan rejimda qandaydir noyob o‘lchovni amalga oshirish imkoniyatiga ega ekanini aniqlashimiz mumkin. Shunda biz “B tomon”ni qayta dasturlashimiz, uni sinab ko‘rishimiz, hamma narsa ko‘ngildagidek ishlashiga ishonch hosil qilgach, tajribani yangi rejimda o‘tkazishimiz mumkin. Bu zamonaviy kosmik ilmiy asboblar va bizning o‘tmishdoshlarimiz o‘tgan asrda foydalangan asbob-uskunalar o‘rtasidagi asosiy farqdir”, – deya tushuntirdi Mitrofanov.

Maqolaning 2-qismini bu yerda o‘qing → sinaps.uz/maqola/13659

Mualliflar: Dmitriy Levin, Mixail Kotov, Ilya Ferapontov. Pavel Shubin ishtirokida. Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “От «Луны» до «Луны». Как за полвека изменились лунные зонды” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat: nplus1.ru