Люди на Луне

Сейчас любой желающий может найти видеозаписи земных ралли на похожих четырехколесных машинах «багги», чтобы сравнить поведение песка и пыли на Земле и Луне. Во время движения земных багги на невысокой скорости, подобной той, что могли себе позволить развить астронавты, потоки песка и пыли практически не поднимаются выше колеса. Это происходит из-за более высокой силы земного притяжения и сопротивления воздуха. При значительном увеличении скорости земных багги песок и пыль поднимаются иногда выше автомобиля, но их «хвост», висящий в воздухе, простирается на десятки метров за машиной. Если поверхность песчаная и достаточно сухая, то багги поднимает целые облака пыли, которые висят в воздухе десятки секунд или минуты. Ничего подобного на Луне не происходит.

Гонки земных машин по влажному песку позволяют обойтись без облаков пыли, и тогда остаются только длинные и невысокие «хвосты» из-под колес. Причем такой эффект сохраняется при движении как больших автомобилей, так и малых радиоуправляемых моделей.

«Лунное ралли» проходило на невысокой, в сравнении с земными гонками, скорости около 10 км/ч, при этом колеса LRV легко подбрасывали грунт выше автомобиля. Независимо от размера частиц, и песчинки, и пылинки одинаково подчинялись законам баллистики в полете и не создавали зависающих облаков, которые невозможны в вакууме.

Сравнивая «лунное ралли» с земными соревнованиями, которые проходят по сухому и влажному песку на автомобилях, управляемых людьми, или на моделях, можно убедиться, что «непыльный» заезд Джона Янга был возможен только на Луне.

Почему не видно струи ракетного двигателя при старте с Луны?

КРАТКИЙ ОТВЕТ: Струя ракетного двигателя имеет слишком низкую плотность газа, чтобы быть заметной в условиях яркого дневного освещения на Луне.

Лунный модуль программы Apollo, который доставлял людей на Луну, а затем возвращал обратно, состоял из двух ступеней: двигатели первой ступени (Descent stage) обеспечивали мягкую посадку, а вторая ступень (Ascent stage) возвращала экипаж на окололунную орбиту. Момент старта с Луны возвратной ступени трижды был заснят дистанционно управляемыми телекамерами с лунных роверов. На имеющихся кадрах виден момент старта корабля, а съемка Apollo 17 показала и несколько десятков секунд полета. При просмотре этих кадров можно обратить внимание, что струя ракетных газов, вырывающаяся из сопла, практически невидима. Мы можем наблюдать разлетающиеся фрагменты экранно-вакуумной теплоизоляции и потоки лунной пыли, но самой реактивной струи как будто нет. Такая картина кажется странной, поскольку многие привыкли к большому хвосту пламени у стартующей ракеты.

Чтобы понять причину «исчезновения» пламени на Луне, надо учесть несколько факторов:

● качество съемки;

● тип топлива и его плотность;

● условия вакуума;

● условия освещения.

КАЧЕСТВО СЪЕМКИ

Старт лунного модуля снимали телевизионной камерой с кадром высотой 525 строк в стандартном формате NTSC и с частотой 30 кадров в секунду. Цветная съемка обеспечивалась вращением трехцветного (красный, зеленый и синий) фильтра на колесе. Камера обладала зум-объективом, т. е. могла отдалять и приближать изображение. Максимальный угол обзора камеры составлял 54 градуса, минимальный – 9 градусов. Угловое разрешение съемки составляло от 3 до 0,5 угловых минуты, что с расстояния 150 м дает линейное разрешение от 14 до 2,5 см. Такая съемка не позволяла увидеть мелкие детали корпуса или частицы пыли, поэтому самые мелкие детали картины старта с Луны мы рассмотреть не можем, но облака газа или пыли и крупные куски теплоизоляции, отлетающие в момент старта, все же видны.

Видимая ракетная струя в момент подъема стартовой ступени лунного модуля Apollo 15, 16 и 17. NASA

Если внимательно изучить покадрово записи момента старта лунных модулей, то можно увидеть облака газа, которые медленно вырываются из-под верхней ступени в первые доли секунды, после запуска двигателя. Затем ускоряющаяся струя газа начинает срывать с нижней ступени легкие элементы теплоизоляции. На первых секундах подъема космического корабля можно увидеть и струю газа из двигателя, но едва подъем достигает нескольких метров, как струя становится невидимой.

Далее подъем совершается без видимых выбросов из двигателя, и только у Apollo 17 после значительного подъема виден источник света в области сопла, когда оно смотрит в камеру.

Лунная пыль ухудшает видимость струи ракетных газов лунного модуля. Это особенно заметно в съемке старта Apollo 16, когда пыль перекрывает практически весь обзор камере, установленной на расстоянии всего 60 м от модуля.

ТОПЛИВО