А. СИЛИН, доктор технических наук
МАШИНЫ НА ЛУННОМ ГРУНТЕ
Советские ученые и инженеры при разработке лунной буровой, установки решили многие научно-технические проблемы. Сложная и необычная задача заключалась, например, в изучении особенностей активного взаимодействия элементов машин и механизмов с горными породами Луны.
Специфика такого взаимодействия обусловлена прежде всего особенностями поверхностного слоя лунного грунта — реголита, который сформировался в условиях, принципиально различных от земных. К ним относится в первую очередь выброс лунного вещества в результате метеоритных взрывов с последующим выпадением на поверхность мелкодисперсных частиц, а также камней и глыб.
Другой специфический фактор состоит в бомбардировке поверхности Луны потоком протонов, образующих «солнечный ветер», при одновременном интенсивном воздействии электромагнитного излучения. Необычность обстановки усугубляют сверхвысокий вакуум и резкие суточные колебания температуры поверхностного слоя.
Особенно важное практическое значение имеет склонность лунного грунта к адгезии (слипанию) с теми деталями технических устройств, которые находятся в непосредственном контакте с ним. Интенсивность слипания может меняться в широких пределах, определяемых одновременным действием большого числа факторов, в том числе имеющих достаточно тонкий физический механизм. В принципе адгезия может возникать между телами самой различной физической природы и химического состава. Экспериментально доказано, например, что в сверхвысоком вакууме может происходить сильная адгезия между металлами и горными породами.
Адгезионный контакт между грунтом и работающим буром может вызвать сильный износ и заклинивание бурового инструмента в скважине. Кроме того, в ряде случаев может происходить более или менее интенсивное налипание грунта на детали машин и механизмов. В принципе возможен и обратный процесс — перенос материала инструмента на лунный грунт. Оба эти явления нежелательны и даже опасны при бурении.
По мере увеличения времени контакта машин и механизмов с лунной поверхностью все большее значение приобретает проблема изнашивания тех деталей технических устройств, которые активно взаимодействуют с лунным грунтом. При этом, кроме адгезионного изнашивания, вызванного сверхвысоким вакуумом, было важно также выяснить роль абразивного износа. Его интенсивность определяется в основном, твердостью режущих частиц грунта, а также их формой и размерами.
Изучение особенностей — взаимодействия с лунным грунтом вначале велось на различных земных породах — аналогах лунным. Следующим шагом стали исследования непосредственно на поверхности Луны. Наконец наступил наиболее результативный этап экспериментов — изучение образцов лунного грунта в земных лабораториях.