1. Проект частного лунохода для участия
в конкурсе Google Lunar X PRIZE
Объединенный семинар по робототехническим системам, 15.4.2010

2. "Селеноход" - проект частного лунохода
для участия в конкурсе Google Lunar X PRIZE
1. О конкурсе и о проекте (ракета-носитель,
перелетно-посадочный модуль, план миссии).
2. Организация радиосвязи с Землей.
3. Луноход - общие подходы, шасси, проходимость и
стратегия передвижения.
4. Результаты численного моделирования
теплообмена лунохода.
5. Электрическая структурная схема, используемая
элементная база, программное обеспечение
(алгоритмы стереозрения, лазерные метки).

3. Вводная часть: о конкурсе в
целом и о российском проекте
(РН, перелетно-посадочный
модуль, план миссии и т.д.).
Николай Дзись-Войнаровский,
генеральный директор
ООО "Селеноход"

4. 13 сентября 2007 года фонд X PRIZE и компания Google Inc. объявили о начале
конкурса Google Lunar X PRIZE с призовым фондом $30 млн. В соревновании
может принять участие команда из любой страны. Единственное и
обязательное условие - независимое от государства финансирование
(госисточники могут покрывать не более 10% расходов).
Чтобы выиграть первый приз ($20 млн.), команда-участница должна
осуществить успешную мягкую посадку своего мобильного робота на
поверхность Луны до 2013 года. После посадки робот должен пройти не менее
500 м и отправить на Землю пакеты с данными общим объемом не менее 1 Гб,
которые должны включать фото и видео высокой четкости.
Кроме главного приза, будут присуждаться дополнительные призы – за 2 место
($5 млн), за нахождение воды, за съемку артефактов на Луне – американских и
советских посадочных аппаратов и т.п., за выживание лунохода в течение
лунной ночи (по $1-4 млн).
ООО «Селеноход» – единственный участник от России (всего 21 команд из 40
стран). На сегодняшний день сформирована сеть партнеров. Проект ищет
инвесторов и спосноров.

5. Общий вид космической головной части
Ракета-носитель «Днепр»
Место запуска Байконур
Масса полезной нагрузки
выводимой РН «Днепр» на низкую 3600 кг
околоземную орбиту
Масса КА 3600 кг
Масса посадочного аппарата 1410 кг
Масса двигательной установки
2190 кг
выведения
- масса ДУВ сухая 245 кг
- масса топлива ДУВ 1945 кг
Масса лунохода 20 кг
через посадочный
Схема радиосвязи с луноходом
модуль
Диапазон радиолинии ПА - Земля Х-диапазон
Диапазон радиолинии луноход - ПА подлежит уточнению
Продолжительность полета к Луне 5,5 суток
мягкая на посадочные
Тип посадки
опоры
Точность посадки 15х30 км

6. Организация радиосвязи с Землей
Игорь Персев,
ведущий инженер ИТЦ "Сканэкс"

7. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ИЗГОТОВИТЕЛИ:
• СКБ ИРЭ РАН (Фрязино);
• ЗАО САИТ (Зеленоград);
• ООО «Московские микроволны» (Москва).
ВЫБОР ЧАСТОТНЫХ ДИАПАЗОНОВ
Основные частотные диапазоны:
• в направлении «Земля- Луна» 7900 - 8025 МГц;
• в направлении «Луна- Земля» 8400 - 8500 МГц.
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА
Диапазоны выделены для дальнего космоса и получено разрешение на данные частоты для
проекта «Фобос-Грунт». Это означает, что в рамках данного проекта готовится наземная приемо-
передающая аппаратура, которую можно арендовать в случае успешных переговоров с
владельцем. Это будут большие антенны более 9 м диаметром, которые позволят уверенно
связаться с Луной.
ПОТЕНЦИАЛЬНО ВОЗМОЖНЫЕ ДИАПАЗОНЫ
• для канала «Земля- Луна» 12,75 - 13,25 ГГц или 14 - 14,4 ГГц;
• для канала «Луна- Земля» 12,75 - 13,25 ГГц или 14,4 - 14,47 ГГц.
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА
При скромной мощности излучения (менее 8 Вт) есть возможность работать с малыми антеннами,
диаметром 3.6 м а Земле и 1 м на Луне.
Основной минус – нет готовой наземной СВЧ аппаратуры и параболических антенн.

8. Предполагаемая блок-схема
радиотракта (дуплекс)

9. № Наименование параметра Значение параметра
Канал 1.
1. Линий передачи, шт. 2, «луна- земля»
2. Номинальная рабочая частота, МГц 8450
3. Предполагаема номинальная выходная мощность передатчика, дБм +42 (16 Вт)
4. Вид модуляции. QPSK
5. Скорость передачи информации в канале:
Линия 1, кБит/с, (инф/симв.) 256/512
Линия 2, Бит/сек, (инф./симв.) 512/1024
6. Подавление гармоник на выходе канала при немодулированной рабочей частоте,
не менее, дБ
7. Потребляемая мощность от бортовой сети, не более, Вт 100
8. Напряжение бортовой сети +9…+13 В
9. Информационный стык:
по входу 256 кБит/с RS-485
по входу 512/1024 Бит/сек CAN-2B
10 Помехоустойчивое кодирование
по входу 256/512 кБит/с Рида- Соломона, Виттерби
по входу 512/1024 Бит/сек Turbo-codes
Рассмотреть возможность расширения спектра.
11 Коэффициент усиления антены:
дБ (1 м) 36,4
ненаправленной 4…7
12 Поляризация Круговая, правая
13 Режим работы: время вещания , час. 2…5
период включений 6

10. Канал 2.
1. Линий связи, шт. 1, «земля- луна»
2. Номинальная рабочая частота, МГц 8000
3 Предполагаемая номинальная выходная мощность +42 (16 Вт)
наземного передатчика, дБм
4 Вид модуляции. QPSK
5 Скорость передачи информации в канале, Бит/с, 512/1024
(инф./симв.)
6 Потребляемая мощность от сети, не более, Вт 100
7 Напряжение бортовой сети +9…+13 В
8 Информационный стык по входу 512 Бит/с CAN-2B
9 Помехоустойчивое кодирование 2:1 Турбо- коды
Рассмотреть возможность расширения спектра
10 Коэффициент усиления приемной антенны лунного модуля 4…7
(прием, передача), дБ
11 Поляризация Круговая правая
12 Режим работы: время , час. непрерывно
вещания
период
включений

11. Луноход - общие подходы,
шасси, стратегия
передвижения
Никита Голиков,
технический директор ООО "Селеноход"

12. ППМ на Луне (общий вид)

13. ППМ (оценочная массогабаритная сводка)
Структурная единица. Масса, кг
Луноходы 2 шт. 2х5=10
Система электропитания:
- аккумуляторы 16
- ФЭП (без силовых панелей) 4
- кабели и контроллер 3
Итог: 23
Командно-телеметрическая радиолиния
двунаправленная:
- приемник 0,5
- передатчик (с радиатором) 4
- антенны 1
- контроллер с конструкцией 0,5
Итог: 6
Радиолиния высокой пропускающей
способности:
- приемник 0,5
- передатчик (с радиатором) 4
- антенна 10
- поворотное устройство 10
- контроллер, ИК-камера с конструкцией. 1
Итог: 25,5
Видеоподсистема. 3
Бортовая система управления. 3
Дополнительное научное оборудование. 10
Силовая конструкция и радиаторы. 30
ВСЕГО: 110,5

14. Луноход (вариант 1)
Предварительная оценка массы
лунохода, кг
Колесо без мотора 0,15х4=0,6
Привод колеса 0,15х4=0,6
Рессора 0,1х4=0,2
Корпус 1
Солнечная батарея 0,3
Аккумулятор 0,3
Система электропитания 0,1
Камеры пилотажные 0,04х2=0,08
Стереокамера 0,3
Длиннофокусная камера 0,2
Компьютер 0,4
Связь 0,12
Система терморегуляции 0,3
Итого 4,5

15. Луноход (вариант 2)
Основные характеристики:
Вес: ~5 кг
Габариты: 30*40*60 см
Скорость : 0,18 км/ч
Потребляемая мощность (макс.):
20 Вт
Время миссии на Луне:
14 земных дней (минимум)
Канал связи с ППМ: WiFi, WiMAX
Длина маршрута на Луне: от
500 м
Характеристики ПН:
Допустимые габариты:
до 20*20*20 см
Вес : 1 кг
Энергопотребление:
постоянный ток, 9 В, до 200 мА
(пиковое — 1 А)

16. Потребители питания на луноходах
Потребитель Пиковая Максимальное Максимальн Параметр Среднее
мощность, Вт время ое время ы питания, потреблен
непрерывной работы за В/А ие за
работы, мин. смену, час смену,
Вт.час
1 мотор-колесо 1,5 2 2 12
Ходовой привод в целом 4 1 2 40
Процессор 10 Непрерывно 12 120
Ходовая камера 2Х1,5 12 часов 12 часов 12В /0,1А 36
HD камера 2Х3 10 1 90
Передатчик 2 Непрерывно 12 24
Приемник 1 Непрерывно 12 12
Привод основной камеры (1 ось) 1 1 0,1 0,2
Привод ковша (первая ось) 3 1 1 3
Привод ковша (вторая ось) 1 1 1 1

17. Результаты численного
моделирования теплообмена
лунохода
Александр Шаенко,
аспирант отдела космических конструкций
Астрокосмического Центра ФИАН

18. Исходные
условия
модели
Плотность Удельная
Элемент Теплопроводность,
Материал материала, теплоемкость, Толщина, мм
конструкции Вт/м*К
кг/куб.м Дж/кг*К
Стенки корпуса В95 2700 900 110 5
Панели
солнечных В95 2700 900 110 5
батарей
Луна Реголит 3346 1010 10-10 1000

19. Конфигурация с плоскими
солнечными батареями

20. Конфигурация с Λ-образными
солнечными батареями
Тепловые ограничения на
место посадки и время
посадки

21. Подход к переживанию лунной ночи
Криотест: -175 ˚ С

22. Электрическая структурная схема,
элементная база, программное
обеспечение (алгоритмы
стереозрения, лазерные метки).
Дмитрий Руппель,
руководитель лаборатории инновационных
радиосистем
Новгородского государственного
университета

26. Прототип для отработки алгоритмов ориентации

27. Спасибо за внимание!

28. ООО «Селеноход»
www.selenokhod.com
selenokhod@selenokhod.com
Тел. 795-44-81