Загадки современной химии. Правда и домыслы

«Говорит Море Спокойствия. Орел прилунился». Эти слова 20 июля 1969 года произнес с борта «Аполлона-11» астронавт Нил Армстронг, сообщив этими будничными словами о величайшем научном достижении человечества. Всего за девять лет до этого президент Кеннеди дал старт проекту «запустить человека на Луну и вернуть его на Землю до конца этого десятилетия». В тот момент ученые еще не знали, как они этого добьются, и уж точно они не думали о том, что полет на Луну состоится до наступления семидесятого года. Но изобретательность и талант оказались на высоте, и до окончания десятилетия похожий на жука спускаемый аппарат, названный «Орлом», благополучно опустился на поверхность естественного спутника Земли. Спустя несколько часов подполковник Армстронг стал первым человеком, ступившим на грунт неземного небесного тела, произнеся при этом знаменитую фразу: «Один маленький шаг человека, но гигантский прыжок всего человечества».

Всего через четыре месяца после исторического прилунения «Орла» посадку на Луну совершил спускаемый аппарат «Аполлона-12» «Неустрашимый». Ожидалось, что в апреле 1970 года спускаемый аппарат «Аполлона-13», «Водолей», совершит посадку в определенном месте лунной поверхности, на Фра Мауро.[28] Однако мы так и не услышали слов: «Это Фра-Мауро. «Водолей» прилунился». Потрясенный мир услышал совсем иное. Астронавт Джек Суайгерт произнес: «Алло, Хьюстон, у нас неприятности». Да, у астронавтов действительно возникли неприятности. На пути к Луне взорвался кислородный бак служебного модуля, от которого зависело само существование командного модуля! Кислород был необходим для соединения с водородом в топливных ячейках. Эта реакция была источником электрической энергии и воды для нормальной работы командного модуля. Без топливных ячеек командный модуль мог работать на ограниченном запасе воды и электрических батареях. Высадку на Луну, естественно, пришлось отменить, и началась разработка плана возвращения космического корабля на Землю. Батареи надо было, во что бы то ни стало, сохранить, чтобы сохранить энергию для маневрирования при входе в плотные слои земной атмосферы.

Путь к Земле должен был занять несколько дней, то есть слишком долго для астронавтов, находившихся на вышедшем из строя командном модуле. Согласно плану, астронавтам следовало перейти в лунный модуль, который должен был сыграть роль «спасательной шлюпки». «Водолей» был снабжен системой обеспечения кислородом, электрическими батареями, а также обеспечен запасами еды и воды, рассчитанными на время нахождения на лунной поверхности. Однако в лунном модуле не было достаточно реагентов для очистки атмосферы от двуокиси углерода; их не хватило бы на время пути к Земле.

Люди вдыхают кислород для того, чтобы клетки могли «сжигать» углеводы и жиры для производства энергии. Но, как при всяком сгорании органического вещества, при этом «горении» тоже образуется углекислый газ (двуокись углерода). Этот газ не ядовит, но он тяжелее воздуха, а, значит, вытесняет его, и, следовательно, любое скопление углекислого газа в замкнутом помещении неизбежно приводит к удушью. Такая ситуация на Земле складывается при выделении углекислого газа при извержениях вулканов или при разложении известняка (карбоната кальция). Углекислый газ затем просачивается в пещеры и может привести к смерти от удушья обитающих в пещере животных.

Классический пример – пещера близ храма Аполлона в Памуккале (Турция). Древние греки верили, что в этой пещере находился вход в подземное царство Аида, потому что всякий зверь, всякий человек, входившие в эту пещеру, никогда не возвращались. Сегодня мы можем объяснить, почему это происходило. Местность вокруг пещеры изобилует подземными горячими источниками. Когда горячая вода протекает по поверхности известняковых пород, они разлагаются с высвобождением диоксида углерода. Давление газа нарастает, и часть его растворяется в горячей воде. Происходит нечто вроде природного газирования. Потом эта насыщенная двуокисью углерода вода достигает дна пещеры, давление окружающей среды падает, и газ покидает воду, высвобождаясь из раствора. Двуокись углерода вытесняет из пещеры воздух, и всякий, кто туда входит, очень скоро теряет сознание и умирает от недостатка кислорода.