Люди на Луне

Если пересмотреть старты шаттлов, то можно сделать вывод, что выбросы реактивных газов из AJ-10 лучше всего видны в ночное время, когда светочувствительность камеры высокая, а ярких источников света в поле видимости камеры нет. Дневной солнечный свет заставляет камеру снижать светочувствительность, но если борта корабля и топливного бака засвечены, т. е. светочувствительность камеры выше нормы, то бледные полосы от двигателей еще можно рассмотреть. Если же светочувствительность камеры соответствует нормальным условиям съемки – когда мы можем хорошо и без засветки рассмотреть и топливный бак, и корабль, то ракетных струй не видно, что полностью соответствует условиям съемки подъема стартовой ступени лунного модуля Apollo.

Кадры трансляции запуска четырех Space Shuttle в момент отделения внешнего топливного бака и включения двигателей коррекции. Видимость ракетной струи зависит от условий освещения и настройки камеры. NASA

Последовательность кадров старта лунного модуля Apollo 17 в записи телетрансляции. NASA

Возвращаясь к старту лунного модуля и заручившись сравнительным опытом других орбитальных двигателей, мы можем суммировать наблюдения. Во всех случаях мы видим корабль, ярко освещенный солнцем, которое находится позади камеры. При этом практически все поверхности корабля, даже покрытые светлой отражающей теплозащитой, не засвечены, за исключением бликующих поверхностей, т. е. мы видим съемку с низкой светочувствительностью. В момент включения двигателя мы видим облако газа, выходящее из-под верхней ступени модуля. В первые секунды работы двигателя мы видим и узкую струю горячего газа, которая «соединяет» взлетающую ступень и оставшуюся на поверхности Луны. Через пару секунд заметная струя исчезает, хотя по разлетающейся теплозащите нижней ступени и потокам пыли очевиден сильный поток невидимого для камеры газа.

Любопытна причина появления и исчезновения заметной струи ракетных газов в первые секунды старта. Вероятно, это происходит из-за отражения части ракетных газов двигателя стартовой ступени от поверхности нижней ступени. При запуске маршевого двигателя верхней ступени лунного модуля у ракетных газов есть для выхода лишь небольшой промежуток между соплом и нижней ступенью. Хотя основной поток газов из двигателя разлетается в разные стороны, часть поднимается вверх. Отскакивая от корпуса, молекулы газа, которые еще недостаточно остыли после вылета из сопла, сталкиваются со свежим газом из двигателя, нагреваются в соударениях и повышают плотность газа у самой поверхности. В результате более активная часть ракетной струи, которая и так наиболее плотная у сопла, взаимодействует с отскакивающим от нижней ступени газом и нагревается сильнее до такой степени, что это видит камера даже в условиях дневного света.

Посадка ракеты New Shepard с кислород-водородным двигателем после испытательного суборбитального полета. Blue Origin

Кроме того, струе могут придавать свечение не только сами ракетные газы из двигателя, но и частички мусора от корпуса корабля и пыль, которые разогреваются пламенем двигателя и начинают светиться. Когда корабль поднимается на несколько метров и плотности газа и пыли уже недостаточно для свечения, видимая струя исчезает. Тот же эффект можно заметить на испытаниях ракетных систем вертикальной посадки, например New Shepard компании Blue Origin, но уже в обратном порядке.

Наконец, благодаря космонавтике Китая, мы можем посмотреть на работу ракетного двигателя спускаемой ступени у самой поверхности Луны. Записи прилунения автоматических межпланетных станций Chang'e 3 и Chang'e 4 опубликованы на сайте Китайской академии наук. Посадочная масса спускаемых аппаратов составляла около 1400 кг, что примерно в три с половиной раза меньше стартовой ступени лунного модуля Apollo. Зато посадку снимала камера с расстояния около метра, расположенная на самом аппарате и направленная туда же, куда и сопло главного двигателя. Мы можем наблюдать полет от низкой окололунной орбиты до посадки на Луну и несколько секунд после выключения двигателя. У поверхности видна пыль, которая разлетается от действия ракетного двигателя, но сами реактивные газы остаются невидимыми, так как камера ведет съемку ярко освещенной солнцем Луны и ее светочувствительность снижена, как и во всех вышеприведенных примерах дневной съемки.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Изучение лунного «климата» приборами ALSEP Apollo

Пример того, как Луна используется для калибровки камеры околоземного спутника Pléiades

Техническое описание научных камер Chang'e 3

Подробная история лунного флага

Подробности программы «Луноход»

Глобальная температура поверхности Луны по данным прибора Diviner LRO