Были ли американцы на Луне? Опрос

Ну дак как, летали американцы до 1981 года или нет?
второй раз выкладываю:
Под лунным модулем должна быть огромная воронка. Судя по фильму и фотографиям, ни камешка, ни песка, ни пылинки не вылетело из-под двигателя лунной платформы тягой в безвоздушном пространстве 4530 кГс. Но когда в конце фильма показан старт с Луны лунной кабины какого-то следующего "Аполлона", стартующего со своей металлической платформы, то от струи двигателя тягой 1590 кГс полетели вверх с огромной скоростью камни, на глаз не менее чем в 20-50 кг. Сказать нечего - кино!

"Не верю!" На самом-то деле все было с точностью до наоборот. Судя по фильмам, фотографиям и докладам астронавтов, пыль при посадке лунной кабины летела вовсю, хотя тяги двигателя этой кабины, к тому же работающего "в четверть силы", явно не хватало, чтобы вырыть яму в грунте. И никаких камней не летело и не могло лететь при старте лунной кабины с Луны - хотя бы потому, что этим камням неоткуда было взяться.

Теперь - по пунктам и подробно.

О том, что двигатель лунного модуля при посадке поднимет пыль, предполагали задолго до полетов "Аполлонов". Впрочем, о пыли, летящей из-под садящегося лунного модуля, на Земле стало достоверно известно, опять-таки, ранее посадки "Аполлона-11" - ранее примерно на полминуты:

102:45:08 Олдрин: 60 футов [высоты], вниз 2 с половиной [фута в секунду]. 2 [фута в секунду] вперед. 2 вперед. Это хорошо.
102:45:17 Олдрин: 40 футов, вниз 2 с половиной. Взбиваем пыль.
102:45:21 Олдрин: 30 футов, 2 с половиной вниз. [Неразборчиво] тень.
102:45:25 Олдрин: 4 вперед. 4 вперед. Немного смещаемся вправо. 20 футов, вниз - половина [фута в секунду].
102:45:31 Дьюк (в Хьюстоне): 30 секунд [до "Bingo" - сигнала, предупреждающего об окончании топлива].
102:45:32 Олдрин: Чуть-чуть перемещаемся вперед; это хорошо. [Неразборчиво] [Пауза]
102:45:40 Олдрин: Сигнал контакта. [Щупы, свисающие с посадочных опор вниз на 170 сантиметров, коснулись поверхности Луны.]
102:45:43 Армстронг: Выключение двигателя.
102:45:44 Олдрин: Окей. Стоп, машина.
102:45:45 Олдрин: Ручка управления ориентацией - не в нейтрали.
102:45:46 Армстронг: Не в нейтрали. Авторежим.
102:45:47 Олдрин: Режимы управления - оба "авто". Приоритет управления посадочным двигателем - выключен. Двигатель - выключен. Адрес 413 - введен.
102:45:57 Дьюк (в Хьюстоне): Мы следим, как вы садитесь, "Орел".
102:45:58 Армстронг: Двигатель выключен. [Пауза] Хьюстон, говорит Море Спокойствия. "Орел" сел.
102:46:06 Дьюк (в Хьюстоне): [С облегчением в голосе] Вас понял, Море Ско... [поправляет себя] Спокойствия. Подтверждаю получение сообщения о вашей посадке. Вы тут заставили многих чуть ли не позеленеть от страха. Теперь можно вздохнуть спокойно. Спасибо громадное!
102:46:16 Олдрин: Благодарим вас.

Во время посадки астронавтам было некогда вдаваться в подробности, но после возвращения на Землю Армстронг рассказал, что пыль серьезно мешала управлению кораблем:

"Я впервые заметил, что мы потревожили пыль на поверхности, когда мы были ниже ста футов; мы начали создавать прозрачный слой движущейся пыли, который несколько ухудшил видимость. По мере спуска видимость продолжала ухудшаться. Не думаю, что пыль сильно мешала визуальному определению высоты; однако меня смутило то, что было трудно определить горизонтальную скорость и скорость снижения, так как перед глазами было много движущейся пыли, и приходилось смотреть сквозь пыль, чтобы поймать взглядом неподвижные камни как основу для зрительных оценок. Я нашел это достаточно трудным. Я потратил на то, чтобы погасить горизонтальную скорость, больше времени, чем мог предположить."

Погасить перед посадкой горизонтальную скорость лунного модуля было необходимо: в противном случае он мог опрокинуться набок в момент посадки.

А при посадке следующего корабля - "Аполлона-12" - пыль создала куда более серьезные затруднения. Она столь сильно ухудшила видимость, что уже через минуту после посадки командир корабля Чарльз Конрад передал на Землю: "Ну, Хьюстон, доложу я вам... Похоже, мы попали в куда более пыльное место, чем Нейл. Хорошо, что у нас был тренажер - это была посадка по приборам". После полета Конрад рассказывал:

"Когда я погасил горизонтальную скорость на высоте 300 футов, мы подняли громадное количество пыли - гораздо больше того, что я ожидал. Это выглядело куда хуже, чем на виденном мною фильме о посадке Нейла. Мне показалось, что пыль поднялась куда выше, чем у Нейла. Возможно, так случилось потому, что мы зависли выше над поверхностью и снижались вертикально. Не знаю точно. Но мы подняли пыль, находясь, наверно, на 300 футах, как я говорил. Я мог видеть сквозь пыль большие камни, но пыль поднялась во все стороны настолько далеко, насколько я мог видеть, и полностью скрыла из виду ямы и все остальное. Я знал лишь то, что под пылью была твердая поверхность. Пыль не мешала определить горизонтальную (вперед или назад) и боковую (влево или вправо) скорости, но я не мог видеть, что находится подо мной. Я знал лишь, что район в целом неплохой, и мог лишь стиснуть зубы и садиться, так как не мог сказать, есть ли внизу кратер или нет. [...] В конце концов пыль стала такой сильной, что я абсолютно не мог определить крен аппарата, глядя в окно на лунный горизонт. Мне пришлось пользоваться гирогоризонтом. Я допускал крен до 10 градусов, пока глядел в окно, чтобы удостовериться, что горизонтальная и боковая скорости по-прежнему нулевые."

Пыль мешала и "Аполлону-15". Его командир Дэвид Скотт сажал корабль практически полностью по приборам, не видя поверхности.

Струи пыли, разлетающиеся из-под двигателя перед посадкой - этакие "танцующие белые иглы", - прекрасно видны на кинопленке. Их можно наблюдать на эпизодах посадки всех "Аполлонов", когда астронавты снимали через иллюминатор приближающуюся лунную поверхность. Особенно хорошо пыль заметна на фильме, снятом астронавтами "Аполлона-16" - прекрасно видны и пылевые струи, и нерезкие очертания тени лунного модуля на пылевом слое, и то, как под слоем поднятой пыли скрываются детали поверхности. Фрагмент этого фильма находится по адресу history.nasa.gov/40thann/mpeg/ap16_landing.mpg (4 Мбайта). Ниже приведено несколько кадров из этого видеофрагмента.

Струи пыли, выбиваемые двигателем Струи пыли, выбиваемые двигателем
Струи пыли, выбиваемые двигателем (идут из левого нижнего угла изображения). Слой движущейся пыли скрывает детали лунной поверхности и делает контуры тени от лунного модуля расплывчатыми.

Пыль открывает и скрывает детали лунной поверхности Пыль открывает и скрывает детали лунной поверхности
На левом кадре на миг показался небольшой кратер (или камень?) в правом нижнем углу кадра, но тут же снова исчез под слоем движущейся пыли.

Поднятая при посадке пыль Двигатель выключен, пыль осела
Непосредственно перед выключением двигателя в кадре видно только полностью скрывшее лунную поверхность облако поднятой двигателем пыли, на котором - очень расплывчатая тень от лунного модуля. После выключения двигателя пыль быстро оседает, и становится видна лунная поверхность, а тень от лунного модуля становится резко очерченной.

Самолет «Харриер», висящий над полем. Силя тяги его двигателя, которая держит аппарат в воздухе, в несколько раз больше силы тяги посадочного модуля «Аполлона». Теперь - о кратере, который должен был образоваться под посадочной ступенью. А собственно, с чего бы там быть кратеру? Только из-за того, что в грунт ударяет газовая струя от зависшего над грунтом аппарата? Это бывает и на Земле - когда самолет с вертикальным взлетом и посадкой (например, английский "Харриер" или советский Як-38) садится на грунт или взлетает с него. Тяга двигателя "Харриера" - 10 тонн, вдвое больше максимальной тяги двигателя лунной кабины. А как мы сейчас увидим, фактическая тяга двигателя лунной кабины в момент посадки раза в четыре меньше его максимальной тяги, так что тяга двигателя "Харриера" при вертикальной посадке больше тяги посадочного двигателя "Аполлона" на порядок. Но "Харриер" не оставляет в грунте заметных ям - хотя пыль, конечно, стоит столбом.

Поговорим о тяге двигателя посадочной ступени. Действительно, его максимальная тяга составляет 4530 кГс. Но "в полную силу" этот двигатель работает только только при переходе с окололунной орбиты на траекторию снижения, когда надо изменить скорость лунного корабля на значительную величину. А при маневрировании вблизи поверхности и при посадке двигатель работает в режиме малой тяги, в котором его тяга изменяется в пределах 10-65% от максимальной.

Непосредственно перед посадкой двигатель развивает тягу в несколько раз меньше максимальной - он всего лишь компенсирует вес посадочного модуля, чтобы тот не упал. Масса посадочного модуля - 15065 кг, его вес на Луне - 15065 кг * 1,62 м/c2 = 24405,3 Н ~=2440 кГс. А если учесть что в момент подхода к самой поверхности Луны почти все топливо посадочной ступени, которое имеет массу 8217 кг, уже израсходовано, то тяга получается примерно (15065 - 8217) кг * 1,62 м/c2 = 11093,76 Н ~= 1109 кГс - в четыре с лишним раза меньше максимальной.

Подсчитаем давление на лунный грунт, которое создает вытекающая из двигателя газовая струя. Силу давления мы уже знаем - она равна весу лунного модуля в момент посадки, т.е. примерно 1100 кГ. Диаметр сопла двигателя составлял 137 сантиметров, а его площадь - 14775 см2. Будем считать, что газовая струя, выходящая из двигателя, не расширяется в стороны, т.е. площадь соприкосновения ее с лунной поверхностью такая же. Разделив 1100 кГ на 14775 см2, получим, что давление составляло менее одной десятой атмосферы - вполне достаточно, чтобы сдуть пыль из-под двигателя, но явно маловато для того, чтобы вырыть кратер - особенно в лунном грунте. Этот грунт достаточно твердый: Армстронг и Олдрин не сумели как следует воткнуть в него флагшток.

Фото NASA AS11-40-5921: лунная поверхность под двигателем посадочной ступени Фото NASA AS11-40-5921 (фрагмент): видна пыль, частично сдутая струей газа
Выше приведена фотография NASA AS11-40-5921 (http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/a11/AS11-40-5921.jpg) - вид лунной поверхности под посадочной ступенью "Аполлона-11" - и ее фрагмент крупным планом. Четко видны последствия воздействия газовой струи на грунт. В полном соответствии с нашими расчетами, никакого кратера под двигателем нет, но пыль непосредственно под двигателем сдута практически полностью, а вокруг - частично.

Взлетная ступень «Аполлона» поднимается с Луны (рисунок) А вот то, что при взлете с Луны летели камни, вам показалось, а уж то, что камни эти были весом в десятки килограмм - явно приснилось

При старте мотор взлетной ступени работает действительно на все свои 1590 кГс - на старте двигатели всегда работают на полную мощность, чтобы как можно эффективнее использовать топливо. Это раза в полтора раза больше, чем силя тяги посадочного двигателя в момент посадки. Но между посадкой и взлетом лунной кабины есть гораздо более существенная разница.

При посадке газовая струя двигателя ударяет непосредственно в лунную поверхность. А при взлете нижняя часть лунного модуля - посадочная ступень, - остается на Луне, и струя газа от двигателя взлетной ступени ударяет именно в нее, а не в грунт. Так что камням просто неоткуда взяться - посадочная ступень, все-таки, не из кирпича сложена. Что действительно летит во все стороны при старте с Луны - это всякие лоскутья и лохмотья, которые газовая струя взлетного двигателя, бьющая в упор в посадочную ступень, отрывает от ее теплоизоляции. Эти лохмотья хорошо видны на видеоролике, который снят через иллюминатор взлетной ступени "Аполлона-14" во время ее старта с Луны: history.nasa.gov/40thann/mpeg/ap14_ascent.mpg (2 Мбайта).

Старт «Аполлона-14» Старт «Аполлона-14» Старт «Аполлона-14» Старт «Аполлона-14»
Двигатель запущен, и через кадр проносится куча обрывков и лохмотьев.

Старт «Аполлона-14» Старт «Аполлона-14» Старт «Аполлона-14» Старт «Аполлона-14»
А вот не спеша пролетает особенно крупный лоскут.

На этом видеофрагменте также отчетливо видно, что стоящий совсем рядом с лунным модулем флаг при старте лунной кабины начинает сильно раскачиваться, но остается на месте. А газовая струя, способная поднять камни в полцентнера весом, наверняка унесла бы этот флаг очень и очень далеко.

Обратите также внимение на лунную поверхность. Таких потоков пыли, полностью скрывающих ее детали, какие были при посадке, при взлете не наблюдается.