Люди на Луне

Схема компоновки космического корабля Apollo, на которой видны элементы конструкции, окружавшие экипаж и защищавшие от радиационного воздействия. NASA

Но даже это еще не все, ведь можно добавить защиту, которую давали скафандры, надетые на астронавтов при пересечении нижнего радиационного пояса при старте с Земли. Масса скафандра A7L, который использовали внутри корабля, составляла 28,1 кг. Площадь тела человека ростом около 175 см и весом 80 кг – около 2 кв. м. Получается, что скафандр обеспечивал экран от радиации плотностью 1,4 г на кв. см, что эквивалентно слою алюминия толщиной в 0,5 см:

28 000 г ÷ 20 000 кв. см = 1,4 г на кв. см.

Таким образом, защиты командного модуля, даже без учета двух модулей, прикрывающих с обеих сторон, было вполне достаточно для безопасного преодоления радиационных поясов Земли и полета в межпланетном пространстве.

Мог ли лунный модуль защитить астронавтов от радиации?

КРАТКИЙ ОТВЕТ: Лунный модуль обладал хоть и сниженным уровнем радиационной защиты в сравнении с командным, но достаточным, чтобы сохранить здоровье экипажа в течение трех суток, даже в условиях сильных солнечных вспышек. Скафандры менее защищены от солнечных вспышек, но их можно предсказывать за 20 минут, которых вполне хватило бы астронавтам для возвращения в корабль.

Лунный модуль применялся для пилотируемой посадки на Луну и возвращения на окололунную орбиту. Поскольку его использовали только в вакууме и возле Луны, его конструкция была намного легче, чем у командного модуля: абляционная теплозащита отсутствовала, а толщина герметичного корпуса составляла доли миллиметра. В то же время модулю предстояло пережить трехкратные перегрузки и вибрацию ракеты при старте с Земли, поэтому он обладал достаточно жестким каркасом, и встречающиеся представления, что «модуль сделан из фольги», далеки от реальности, хотя об этом говорили сами астронавты.

Лунный модуль доставлял людей с окололунной орбиты на поверхность и возвращал обратно. Для этих целей была создана конструкция, включавшая в себя две ступени.

Лунный модуль Apollo без внешней экранно-вакуумной теплоизоляции и противометеоритной защиты. NASA

Первая – спускаемая ступень, Lunar Module descent stage – обеспечивала торможение с орбитальной скорости и мягкую посадку на Луну. Она представляла собой ракетный блок с посадочными ногами, после прилунения оставалась на поверхности и служила «космодромом» для второй ступени.

Вторая – ракетная ступень, Lunar Module ascent stage – была одновременно и пилотируемым кораблем. Экипаж из двух астронавтов находился в этой верхней ступени лунного модуля до трех суток во время пребывания на Луне, покидая корабль только для выхода на поверхность. Кроме этого, в ходе аварийного полета Apollo 13 лунный модуль на три дня стал убежищем для трех членов экипажа во время возвращения от Луны. В том полете прилунение пришлось отменить из-за аварии – взрыва кислородного баллона на служебном отсеке Apollo.

Схема устройства стартовой ступени лунного модуля Apollo. NASA

Лунный модуль должен был не только доставлять людей на поверхность Луны и возвращать в космос, но и обеспечивать достаточную защиту от радиации в окололунном и межпланетном пространстве. Жилой объем лунного модуля был в полтора раза меньше командного. Заправленная стартовая ступень лунного модуля имела массу 4700 кг, что немногим меньше массы командного модуля. «Сухой», т. е. без топлива, лунный модуль весил значительно меньше, около 2150 кг, но бóльшую часть экспедиции он оставался заправленным.

Внутренняя площадь герметичного отсека лунного модуля – около 15 кв. м, внешнюю можно грубо оценить в 40 кв. м. В среднем экранирование лунного модуля обеспечивало защиту людей от космических лучей плотностью около 16 г на кв. см:

4 700 000 г ÷ 280 000 кв. см = 16 г на кв. см.

Это эквивалентно слою алюминия толщиной 6 см. Во время стоянки на Луне астронавтов от галактической радиации частично прикрывала сама Луна, от вторичной радиации снизу корабль был защищен еще первой ступенью. Даже если пренебречь тремя топливными баками, в которых заключалась половина массы модуля, то получим экран плотностью почти 8 г на кв. см:

2 150 000 г ÷ 280 000 кв. см = 7,6 г на кв. см;