Более пятидесяти лет назад сотрудники Харьковского физико-технического института низких температур участвовали в разрабоке советских «Луноходов», которые потом успешно работали на поверхности Луны.

15 января 1965 года в Киеве, в кабинете директора Института проблем материаловедения Академика АН Украины И.Н. Францевича, с участием президента Академии наук Украины академика Б.Е. Патона состоялось закрытое совещание.

В совещании приняли участие сотрудники Харьковского физико-технического института низких температур (ФТИНТ АН Украины) Гамуля Г.Д. (начальник лаборатории термовакуумных испытаний) и Удовенко В.Ф., (ведущий инженер отдела низкотемпературного и вакуумного материаловедения) и представители Всесоюзного Научно-исследова-тельского института транспортного машиностроения (ВНИИтрансмаш Ленинград) А.Л. Кемерджиан (начальник отдела транспортных систем) и И.И. Розенцвейг (ведущий конструктор того же отдела).

Темой совещания было предложение ВНИИтрансмаш Академии наук Украины принять участие в работах по созданию «Луноходов» – автоматических самоходных аппаратов, способных передвигаться по поверхности Луны и проводить в течение длительного времени научные исследования, которые в перспективе могут быть использованы для перемещения по поверхности Луны космонавтов.

Представители ВНИИтрансмаш, рассказали, что им поручена разработка самоходного шасси «Лунохода», приборов для изучения механических и физических свойств лунного грунта, общая сборка и всесторонние наземные ходовые испытания «Луноходов» в условиях, моделирующих поверхность Луны и открытый Космос.

Приглашение к участию в этих работах ФТИНТ АН Украины было сделано ленинградскими гостями по рекомендации ряда организаций космической отрасли, с которыми ФТИНТ плодотворно сотрудничал с самого первого года его создания.

Созданный в мае 1960 года в Харькове Физико-технический институт низких температур Академии наук Украины (ФТИНТ) под руководством его основателя и директора членкора АН Украины Бориса Иеремиевича Веркина быстро стал крупным специализированным научно-техническим комплексом, состоящим из отделов теоретической и экспериментальной физики, математики, геометрии, крупного опытно-конструкторского бюро и высокотехнологичного опытного производства.

Буквально с первых месяцев существования во ФТИНТе интенсивно проводились исследования и испытания в интересах организаций и предприятий ракетно-космических программ СССР. Эти работы в основном проводились в режиме строгой секретности, однако авторитет и возможности ФТИНТа были довольно «широко известны в узких кругах» специалистов космической отрасли.

Для создания космических аппаратов, предназначенных для работы в условиях открытого космоса и на поверхности Луны, требовалась надежная информация о влиянии факторов космического пространства на конструкционные и функциональные материалы, приборы, механизмы и другие элементы космических аппаратов.

О том, что на Луне совсем нет атмосферы и ее поверхность постоянно подвергается атакам всех видов космических излучений и потоков метеоритов, что температура на поверхности Луны в течение лунного дня достигает + 1500°С, а в течение ночи опускается до -1500°С, астрономы определили достаточно давно. Однако что собой представляет сама поверхность Луны, ее физико-механические свойства, наличие пылевого покрова, толщина и состав, долгое время оставалось полной загадкой.

Специфические условия Луны требовали от разработчиков лунных аппаратов принципиально нового подхода к выбору материалов и к проектированию приборов и механизмов, способных надежно и длительно автономно функционировать на поверхности Луны.

Начиная с первого дня работ по программе «Луна Е8» во ФТИНТе широко развернулись исследования конструкционных и функциональных материалов, способных надежно и длительно сохранять работоспособность в специфических условиях Луны, а также в открытом космическом пространстве на этапе доставки «Луноходов» с Земли на Луну.
Одновременно были начаты термовакуумные испытания макетных, экспериментальных и штатных образцов узлов и агрегатов «Луноходов». Для этого потребовалась модернизация существующего во ФТИНТе исследовательского оборудования и разработка нового высоковакуумного оборудования, для решения конкретных задач, возникающих в ходе создания «Лунохода».

Наиболее важными узлами «Лунохода» являлись мотор-колеса (движители), надежность, долговечность и безотказность работы которых определяли успех всего проекта. Следует отметить, что первоначально рассматривались несколько видов движителей: гусеничный, колесный, колесно-гусеничный и даже шагающий. После всестороннего анализа проведенного с учетом уже полученных по программе «Луна» сведений о свойствах поверхности Луны и лунного грунта, разработчики остановились на варианте восьмиколесного шасси с автономно управляемыми мотор-колесами.
С учетом свойств лунного грунта во ФТИНТе были испытаны различные конструкции колес и материалы для их изготовления. Эти работы проводились в специальных криогенных высоковакуумных камерах, в которых имитировались основные условия на Луне: глубокий вакуум, циклический нагрева и охлаждение в диапазоне ± 1500°С (день-ночь) и наличие сыпучего аналога лунного грунта.

Серьезное внимание было уделено всесторонним испытаниям движителя «Лунохода», состоящего из электродвигателя постоянного тока и силового зубчатого редуктора с большим передаточным числом. В связи с отсутствием в то время материалов для зубчатых колес редуктора, способных работать без смазки в условиях Луны, была создана специальная вакуумная смазка и система надежной герметизации внутренней полости мотор-колеса, включающая надежные уплотнения подвижных и не подвижных соединений и герметичные электроразъемы.

Все эти элементы и узлы мотор-колес, в отдельности и в собранном виде, прошли длительные термовакуумные испытания при максимальной статической и динамической нагрузках, позволившие отобрать оптимальные конструктивные варианты.

Окончательное решение по конструкции мотор-колеса было принято после проверки работоспособности экспериментального мотор-редуктора Р-1 на борту Автоматических межпланетных станций «Луна-10» и «Луна-11» непосредственно на орбите Луны в мае и августе 1966 года.

Серьезной проблемой стал выбор конструкции самого колеса «Лунохода». Было разработано и испытано несколько вариантов ходовой части колес, так называемых шин. Остановились на варианте металлических (титановых) шин со спицами и сетчатым широким ободом, на внешней поверхности которого были закреплены специальные грунтозацепы. Такая конструкция оказалась наиболее удачной при эксплуатации на очень сыпучем и абразивном грунте Луны.

Ответственной группой узлов «Лунохода» была система подвески (крепления) мотор-колес к корпусу «Лунохода», к которой относятся узлы и детали, соединяющие оси мотор-колес с корпусом «Лунохода». Все узлы подвески, в первую очередь трущиеся пары и упругие элементы (торсионы), должны были надежно работать в широком диапазоне температур при наличии большого количества лунной пыли и очень сложного рельефа (кратеры и камни) поверхности Луны. Исследования и выбор материалов для этих узлов проводились с особой тщательностью.

В качестве торсионов ФТИНТ предложил применить пучковый торсион, состоящий из трех упругих стержней из специального высокопрочного титанового сплава, по аналогии с торсионной подвеской танковых катков. Неожиданно серьезные проблемы возникли с работоспособностью прибора для оценки несущей способности лунного грунта.
 
Необходимость многократного опускания и поднятия штанги с конусообразным штампом потребовала разработки специальных негерметизированных электромеханических приводов с реверсивным силовым механизмом. Было предложено и испытано несколько вариантов конструкций этого механизма, пока не остановились на рычажной ромбической системе с минимальным количеством узлов трения.

Это же конструкционное решение было использовано для датчика регистрации пройденного «Луноходом» пути.

И опять – длительные ресурсные испытания. Большое внимание уделялось многочисленным датчикам, научным приборам и кабельной сети с герметичными разъемами. Были испытаны: телекамеры, панорамные телефотометры, рентгеновский флуоресцентный спектрометр, рентгеновский телескоп, детектор радиации, датчики боковых и тангенциальных наклонов и целый ряд других систем.

Сегодня известно, что на разных этапах к работам по программе «Луноход» привлекались многие организации, в том числе харьковские, но режим секретности был довольно строгим и контактов с ними по этой программе у нас не было.

В 1971 году Б.И. Веркин выступил в Токио на 9-м Международном симпозиуме по космической науке и технике с докладом о результатах наземных испытаний узлов трения «Луноходов» проведенных во ФТИНТ АН Украины. Это было первое открытое научное сообщение о советском проекте «Луноход». В составе авторов этого доклада был и автор этих строк.

Основные участники работ по проекту «Луноход» были представлены к правительственным наградам, награждены медалями и дипломами ВДНХ. Многие сотрудники ФТИНТ получили большие денежные премии. Группе разработчиков «Луноходов» в 1973 голу была присуждена Государственная премия УССР по науке и технике. В состав этой группы первоначально были включены сотрудники ФТИНТ АН Украины Б.И. Веркин (директор института), И.М. Любарский (завотделом), Г.Д. Гамуля (завлабораторией) и В.Ф. Удовенко (ведущий инженер). Однако по неизвестной причине Госпремию получили только Б.И. Веркин и И.М. Любарский. Г.Д. Гамуля был награжден серебряной медалью, дипломом и свидетельством ВДНХ СССР,  В.Ф. Удовенко наградили Дипломом ВДНХ.

За время сотрудничества с специалистами ВНИИтрансмаш у нас установились долголетние крепкие творческие и дружеские отношения. ФТИНТ помог ВНИИтрансмашу в создании собственной испытательской и исследовательской базы, передал целый ряд научных методик и провел обучение специалистов по обслуживанию новых установок.

Спустя 40 лет после описываемых событий я был приглашен в ВНИИтрансмаш на Научную конференцию, посвященную проекту «Луна» и памяти Генерального конструктора «Лунохода» А.Л. Кемурджиана, где в числе немногочисленных оставшихся в живых ветеранов, принимавших участие в создании «Луноходов», выступил с воспоминаниями о давно ушедших в историю космонавтики людях и их достижениях.