Lunokhod 1 en option S.I.

[robinson]

Bonjour tout le monde !  :cheers:
Je suis au lycée et j'ai une option Sciences de l'ingénieur. C'est dans ce cadre que je dois étudier Lunokhod 1.

Le principe est simple: par groupe, nous avons choisi un rover spatiale (dans notre cas, Lunokhod 1) que nous allons présenter à l'oral. Nous allons ensuite s'intéresser à une solution technique du rover et faire une expérimentation afin de vérifier la possibilité d'utilisation de cette solution technique et de voir si la modification de paramètres de cette solution permet d'optimiser ou non cette solution.
Il faut prendre en compte la possibilité de réaliser des expériences. En effet, nous ne sommes qu'en seconde et les moyens budgétaires sont limités. Nous disposons quand même d'une imprimante 3D et de matériel de bricolage basique.

Mon problème est celui-ci: Lunokhod I étant un rover ancien et russe, mon groupe manque de documentation sur ce rover. Je parle donc de ce projet de S.I. afin d'avoir davantage d'informations et que je puisse parler du projet avec des personnes (surement bien plus) expérimentées que moi en aéronautique.

Merci d'avoir porté attention à ce sujet et n'hésitez pas à me dire si vous pouvez m'aider ! 

[phenix]

pour le coté historique le mieux des de voir avec nikolai.

pour le coté technique. de se que j'en sais, c’était une rover télécommande depuis la terre donc vous pourriez peut-être crée voiture télécommandé sur laquelle vous modifiez le système pour crée une seconde de délai dans le signale montant et descendant. sa permettrait de vois comme c'est compliqué . pour l'optimisation, se serait un système de programmation de la trajectoire.

[Wakka]

pour le coté historique le mieux est de voir avec nikolai.

pour le coté technique. de ce que j'en sais, c’était une rover télécommandé depuis la terre donc vous pourriez peut-être créer une voiture télécommandée sur laquelle vous modifiez le système pour créer une seconde de délai dans le signal montant et descendant. Ca permettrait de voir comme c'est compliqué . Pour l'optimisation, ce serait un système de programmation de la trajectoire.

Sur le site de Niko apparemment rien sur Luna 17 / Lunokhod 1 si ce n'est la date de lancement...

[fredB]

Pour le côté technique, Vincent Meens présent sur ce forum, a mis en ligne son travail qui fait référence en modélisme spatial :
http://spacemodels.nuxit.net/lunokhod/reference/Lunokhod.htm
et le détail de la construction d'un modèle réduit :
http://spacemodels.nuxit.net/lunokhod/lunokhod.htm

[sankhamon]

Pour de bonnes informations sur le programme Lunakhod, Wikipédia est pas mal renseigné.

[nikolai39]

Excellent projet !

De quelle information as-tu besoin ?

[fredB]

Peut-être que l'odomètre et le pénétromètre sont des instruments assez facile à expérimenter en classe de seconde.
http://spacemodels.nuxit.net/lunokhod/odo/odo.htm

[yoann]

A tout hazard, j'ai trouvé 2 description assez detaillés ( en anglais, c'est que du texte)

d'abord la: https://www.rand.org/pubs/reports/R0802.html

puis la http://academic.hep.com.cn/fme/article/2016/2095-0233/16318. (faut regarder avec le cache google, sa pas l'air de fonctionner sinon)

my 2 cents ...

[BBspace]

Bonjour tout le monde !  :cheers:
Je suis au lycée et j'ai une option Sciences de l'ingénieur. C'est dans ce cadre que je dois étudier Lunokhod 1.

Le principe est simple: par groupe, nous avons choisi un rover spatiale (dans notre cas, Lunokhod 1) que nous allons présenter à l'oral. Nous allons ensuite s'intéresser à une solution technique du rover et faire une expérimentation afin de vérifier la possibilité d'utilisation de cette solution technique et de voir si la modification de paramètres de cette solution permet d'optimiser ou non cette solution.
Il faut prendre en compte la possibilité de réaliser des expériences. En effet, nous ne sommes qu'en seconde et les moyens budgétaires sont limités. Nous disposons quand même d'une imprimante 3D et de matériel de bricolage basique.

Mon problème est celui-ci: Lunokhod I étant un rover ancien et russe, mon groupe manque de documentation sur ce rover. Je parle donc de ce projet de S.I. afin d'avoir davantage d'informations et que je puisse parler du projet avec des personnes (surement bien plus) expérimentées que moi en aéronautique.

Merci d'avoir porté attention à ce sujet et n'hésitez pas à me dire si vous pouvez m'aider ! 

Un des points qui me semblerait intéressant à discuter au sujet de ce Rover spatial (sans "e") serait de comparer le rendement comparé des cellules photovoltaïques situées sous le "couvercle" par apport à des panneaux plans et orientables... Enfin c'est une idée comme ça...
J'en profite pour rappeler un point méconnu à l'époque, c'était la possibilité pour Lunokhod de transporter dans sa partie avant un cosmonaute amené par un LK. Cela aurait eu de la gueule et aurait pu réconcilier les tenants de l'exploration spatiale par des hommes et ceux qui ne jurent que par les robots !

[Lunokhod 2]

Puisque tu parles de solutions techniques, l'un des grands principes des Lunokhods était d'abriter toute l'électronique dans une carapace pressurisée ce qui lui donne son allure de cocotte minute, le générateur thermonucléaire étant là pour réchauffer le circuit de chauffage central de la cocotte afin de permettre aux équipements de survivre pendant la nuit lunaire. Système pressurisé vs système ouvert, peut-être un sujet.

Un autre problème du Lunokhod est sa conduite télécommandée depuis la Terre et en presque direct, outre les 3 s nécessaires entre l'ordre transmis et la réception de l'image, il fallait orienter l'antenne grand gain vers la Terre pour espérer recevoir quelque chose. De plus avec la pesanteur lunaire qui risque de faire faire des bonds au rover la vitesse d'images était au mieux de 3.2 s par image (et non 3.2 images par seconde). Il fallait donc rouler prudemment. Un des sujets pourrait être de savoir comment augmenter ce débit d'images, ce qui revient aussi à savoir comment asservir l'antenne pour qu'elle reste toujours calée vers la Terre.

Bon courage

[robinson]

Merci à tous de vos réponses !  :cheers:

De quelle information as-tu besoin ?

Précisément, j'ai besoin de descriptions précises du Rover. En effet, j'ai souvent vu des articles de presse grand public parlant de Lunokhod 1 car il est le premier Rover lunaire, car son réflecteur est toujours là... Donc j'ai plutôt de grandes sources historiques. Mais je n'avais (car certains m'ont donnés des documents :D ) que peu de descriptions techniques de Lunokhod 1. Par exemple, mon professeur a lancé par hasard la question "pourquoi le dessus est oblique ?" et je n'ai toujours pas la réponse, même si je pense que cela ne tient surement que de l'anecdote... Mais je n'ai que quelques descriptions d'articles at peu de plans, de schémas ou de descriptions techniques.

Il va aussi y avoir la question de l'étude d'une solution technique: pour l'instant, j'envisage d'étudier le châssis (4 paires de roues), les roues (même si j'ai encore peu de détails dessus, je pense que leur optimisations et leur conception peut être intéressant), les deux caméras de devant. Maintenant, vous m'avez aussi soufflé les idées de la "cocotte minute", de l'odomètre, de l'orientation de l'antenne... Merci à vous ! 
Mais sauf que je n'ai pas précisé le principe de l'étude des solutions techniques: pour l'instant, nous ne devons que valider une solution technique, et de modifier certains paramètres, c'est tout... Nous n'allons donc pas essayer par exemple d'inventer une manière d'augmenter le débit d'image, par exemple. 

Merci à tous !  :cheers:

[BBspace]

Le couvercle servait à la fois de panneau solaire et de régulateur thermique qui se refermait la nuit.

[robinson]

Le couvercle servait à la fois de panneau solaire et de régulateur thermique qui se refermait la nuit.

(Je ne parlais pas du couvercle, mais de ce qui est en dessous, les panneaux solaires: pourquoi sont-ils légèrement bombés ?)

[BBspace]

J'imagine pour mieux concentrer la lumière ?

[Lunokhod 2]

Il n'y a pas que le dessus qui est bombé mais également le dessous. Je pense que c'est le design de la cocotte minute qui fait qu'il est plus facile de maintenir la pression interne avec un couvercle bombé plutôt qu'un couvercle plat. Quant au grand couvercle recouvrant la cocotte il doit se conformer à la forme de la cocotte donc il est aussi bombé.

[robinson]

Merci pour ton message, Lunokhod 2 !  :cheers:

J'ai en ce moment une certaine documentation, merci à tous encore ! 

J'ai donc pour l'instant plusieurs choix de solutions techniques à étudier:
--> Le maintien de la chaleur dans le compartiment à instruments
--> le châssis
--> les roues
--> l'odomètre
--> l'orientation de l'antenne unidirectionnelle
--> les panneaux solaires

Il va donc falloir que je choisisse parmi ceux-là pour en présenter à mon professeur... Pour l'instant, tout va bien, merci une troisième fois ! 

[robinson]

Bonjour !
Maintenant, après décision de mon équipe, nous allons étudier la roue de Lunokhod I et comment elle peut se déplacer sur divers sols (puisque l'on ne connaissait pas vraiment la constitution du sol lunaire lors de la construction de Lunokhod I). Merci encore d'avoir donné des idées et de la documentation sur ce rover !  :cheers:

Maintenant, nous devons faire un dispositif expérimental afin d'étudier comment agit la roue sur divers sols, par exemple un sol où l'on s'enfonce facilement avec des particules de calage en polystyrène. Nous avons jusqu'à fin décembre pour mettre en place et faire le dispositif. Nous avons donc pensé prendre des matériaux pour divers sols, que nous allons mettre dans un carton et sur laquelle nous allons faire rouler un modèle réduit de la roue.
Cependant, nous sommes un peu dans le flou: je ne connais pas les dimensions précises de la roue, ni comment nous pourrions faire pour faire rouler notre roue, mis à part en en faisant deux, voir quatre. (Je voudrai aussi que l'on puisse appliquer une force vers le bas de bonne intensité afin de simuler la force de la gravité sur la Lune. En effet, pour moi, cette expérimentation n'a de sens que si l'on a la meilleure approximation des contraintes autres que le sol qui étaient connues. Je pense le faire en rajoutant un poids sur notre engin.)

Nous devons donc encore trouver certaines solutions au contraintes de notre expérimentation...

[phenix]

De ce que j'en vois, le plus simple serait d'inversé le problème avec une roue fixe et un chariot mobile
 
 
 
Juste comme idée: tu crées un balancé avec une barre horizontal fixé en son milieu a un support vertical (suffisamment costaux pour pas basculer pendant l’expérience) par un roulement (histoire que la barre horizontal puis tourner). Tu y fixe à une extrémité la roue et le moteur électrique. tu poses la roue sur une balance et tu mets du lest sur le balancier jusqu’à obtenir la force vertical souhaité.
 
Pour l’expérience, tu prends un skate, un chariot ou n'importe quoi de mobile qui limite les frottements, tu poses un bac du terrain que tu veux simuler dessus puis tu places ton balancé de telle sorte que la roue repose sur ton terrain. Pour commencer tu attaches un dynamomètre au skate relier a un point fixe. Ainsi tu auras la force horizontal qu'exerce la roue sur le sol au démarrage puis quand elle va patiner. Ensuite tu peux retirer le dynamomètre, placé une règle derrière le skate et une caméra pour filmer son déplacement. Avec la masse du skate+bac terrain, et le déplacement du skate tu peux mesuré la force horizontal exercé par la roue.

[robinson]

Bonjour !
Merci phenix de ton message !  :cheers: Il nous a permis d'imaginer le dispositif expérimental que nous allons faire. La méthode expliquée nous permet pas mal de choses, comme d'ajouter du lest, mesurer le déplacement de la roue ainsi que la force exercée, l'enfoncement de la roue sur le sol, construire qu'une seule roue, etc.

Nous avons aussi commencé à imaginer comment construire la roue de Lunokhod I. Nous avons imaginer imprimer à l'aide d'une imprimante 3D les trois cercles de la roue, que nous allons attacher à l'axe par des rayons faits en fibre de carbone. Mais nous ne savons pas comment mettre les planches qui permettent d'agripper au sol, autour de la roue, ni les dimensions réelles de la roue de Lunokhod I... Nous avons donc encore plusieurs problèmes pour construire cet élément.

Merci encore à phenix !  :cheers:

[robinson]

Bonjour tout le monde !  :cheers:

Sous le conseil de mon professeur de physique et à cause de certaines contraintes d'organisation, nous avons finalement construit un châssis à quatre roues avec un support central afin de mettre le lest, un peu à mon regret. Notre professeur l'a alors modélisé en 3D et imprimé. Nous avons donc assemblé le modèle et nous sommes prêt à l'expérimentation que nous allons surement faire la séance prochaine.

Merci quand même à tous de vos idées !  :cheers:

Il reste maintenant une seule question: comment simuler le sol lunaire, et sur quels autres types de sols le faire rouler pour expérimenter différentes hypothèses de sols ? Notre professeur nous avait dit que le talc est très semblable au sol lunaire, mais c'est trop cher... Nous avons donc envisagé de tester soit avec de la chaux (en portant des gants) ou du sable sec et fin, mais je ne suis pas sûr que ce soit de bonne solutions... Et en plus de cela, il faut aussi tester sur d'autres sols !

[Anovel]

Plutôt que de la chaux essaie le plâtre c'est moins dangereux, et pour le sable il vaut mieux du sable de Loire ou tout autre sable de rivière car les grains sont ronds contrairement aux sables de carrières.
Si vous faites des essais avec des gravillons, c'est aussi avec des graviers "roulés" ou extrait de rivières que tu aura les meilleurs résultats. Un essais original pourrait être fait avec des billes.
Il ne faut pas non plus oublier que le régolite n'est pas un matériau mono granuleux mais plutôt proche d'un béton en poudre sec.