Студенты печатают луноход на 3D-принтере в борьбе за приз от Google

Этой осенью исполнилось шесть лет с момента учреждения Фондом поддержки революционных инноваций X-Prize и компанией Google премии на общую сумму в $30 млн. Основную награду в $20 млн получит команда, которая первой сможет успешно отправить на естественный спутник Земли луноход собственной конструкции. В этом году вновь изменился состав участников. Помимо известных компаний в борьбу за приз включилась простая университетская команда.

Сегодня команда «Лунный лев» университета штата Пенсильвания состоит из восьмидесяти студентов и аспирантов. Помогают «Лунному льву» и бывшие участники команды Phoenicia, снявшей заявку на участие в конкурсе из-за недостатка финансирования.

Компьютерная модель лунохода команды университета штата Пенсильвания (изображение: psu.edu)

Консультативную помощь им оказывают преподаватели всех кафедр, а разработка ведётся совместно с инженерами из университетской лаборатории прикладных исследований. Руководство ВУЗа наладило сотрудничество с NASA и рассматривает варианты сотрудничества с научно-техническими компаниями.

Работа над космическим аппаратом идёт полным ходом. Согласно общей философии проекта залогом успеха станет высокая надёжность, достигаемая через простоту применяемых решений. За счёт модульной архитектуры он будет одновременно представлять собой непилотируемый космический корабль, спускаемый аппарат и собственно луноход.

Модульный аппарат Lunar Lion после посадки (изображение: psu.edu)

По плану уже в июле 2015 года луноход будет передавать на Землю снимки ближайших к месту посадки кратеров. Его запуск ракетой-носителем оплачен заранее. Вместе с луноходом на разные орбиты будут выведены несколько студенческих спутников серии CubeSat.

Сам проект уже можно считать знаковым событием. Впервые один из университетов бросил вызов таким компаниями, как SpaceX, Virgin Galactic и Blue Origin. За приз в $30 млн фактически борются студенты и аспиранты. Они не копируют существующие технические решения, а разрабатывают массу инновационных подходов.

Основная лаборатория команды Lunar Lion (фото: onwardstate.com)

Для мягкой посадки лунохода в проекте используется двигатель собственной конструкции, работающий на нетоксичных компонентах топлива. Вместо производных гидразина в нём применяется сжиженный метан. В качестве стандартного окислителя выступает кислород.

В проекте широко применяется 3D-печать, причём не только на этапе моделирования, но и непосредственно для изготовления деталей лунохода. Прототип изготавливается методами стереолитографии, а собственно узлы лунохода печатают методом лазерного спекания порошковых материалов.

Модель лунохода, полученная методом 3D-печати (фото:googlelunarxprize.org)

По условиям Google Lunar X PRIZE, создание аппарата необходимо осуществлять преимущественно на деньги частных инвесторов. Их доля должна составлять минимум 90 % от общего объёма финансирования проекта. 

На первый взгляд, по этой причине государственные космические агентства остаются за рамками конкурса, но для них есть лазейка – как раз в виде сотрудничества с местными университетами. Необходимые данные, оборудование и консультативную помощь можно оказывать бесплатно или за формальное вознаграждение. Это всё равно дешевле, чем полностью выполнять аналогичный собственный проект.

Проектирование компонентов двигателя посадочного модуля (фото: psu.edu)

Однако команда Lunar Lion практически все этапы работ выполняет собственными силами. По отдельным вопросам действительно налажено сотрудничество с NASA, но в данном случае правительственному агентству это нужно не меньше, чем университету.

Команда планирует выйти за пределы основных задач конкурса. В частности, помимо передачи изображения и отправки обязательной полезной нагрузки в виде вымпела, программой исследований предусмотрена доставка на Луну растений в мини-оранжерее под куполом для изучения влияние новых условий на их рост.

В качестве обеспечения дополнительного стимула 31 декабря 2015 года объявлено датой завершения конкурса Google Lunar X PRIZE. Кроме того, размер приза будет уменьшен до $15 млн, если участников опередит любое космическое агентство, отправившее луноход на правительственные средства.

Такой угрозой в ближайшее время может стать китайский аппарат для исследования поверхности Луны Chang'e 3. По графику он будет запущен ракетой-носителем Long March 3B в начале декабря этого года. В случае успеха аппарат продолжит миссию предыдущего лунохода этой серии, совершившего посадку в северо-западной части моря Дождей в районе залива Радуги (Sinus Iridum) 6 октября 2010 года.