Первые люди на Луне и луноходы 1
Кто из нас не увлекался фантастическим романом Герберта Уэллса «Первые люди на Луне», а также другими художественными произведениями о полетах на Луну! Но вот наконец эта фантазия стала былью, притом в фантастически короткий срок после того, как впервые советский искусственный спутник Земли преодолел земное тяготение. В июле 1969 г. двое американских космонавтов в космическом корабле «Аполлон-11» опустились на Луну. Впервые нога человека ступила на другое небесное тело. Это событие было принципиально важно в двух отношениях. Во-первых, человек буквально оказался «на небе», если вспомнить представления наших предков (а эти представления перешли и в нашу современную речь). Во-вторых, эта высадка космонавтов дала возможность устанавливать на Луне различные приборы, в частности сейсмографы, и производить на ней всякие эксперименты непосредственно. С тех пор произошло еще пять посадок на Луну, выходов космонавтов на ее поверхность, их передвижений, наблюдений на нашем спутнике и благополучных возвращений на Землю.
В общей сложности космонавты пробыли на Луне около 300 часов, из которых 80 часов они находились вне кабины в безвоздушном пространстве. Космонавты в это время ходили по Луне, фотографировали, снимали кинофильмы, собирали лунные породы.
Они передавали на Землю картины лунных ландшафтов и свою деятельность по телевидению. Для защиты от безвоздушной среды и от вредного воздействия коротковолнового и корпускулярного излучения Солнца и других небесных объектов космонавтов одевают в специальные скафандры. Космонавты нашли на Луне один из автоматических аппаратов, совершивших посадку ранее, а его части и многочисленные пробы лунного грунта привезли с собой на Землю для их всестороннего анализа. При последних высадках на Луну космонавты применяли для езды по ней электромобиль. На Луну спускался лунный отсек с двумя космонавтами, а третий космонавт оставался в основном блоке, двигавшемся по орбите искусственного спутника Луны. Затем два космонавта стартовали с Луны во взлетной ступени (части лунного отсека), взлетная ступень переходила на орбиту искусственного спутника Луны, стыковалась с основным блоком и космонавты переходили в основной блок. После этого взлетная ступень сбрасывалась на Луну, а космонавты в основном блоке возвращались на Землю. Полеты на Луну космонавтов и автоматических станций, а также получаемые ими новые результаты накапливаются так быстро, что всякая книга отстает от них. Поэтому мы вынуждены просить наших читателей за более подробной и точной информацией обращаться к периодике. Здесь же мы вынуждены ограничиться лишь общей краткой характеристикой завоевания Космоса.
Рис. 40. Космонавт на Луне.
Рис. 41. Космонавт с луноэлектромобилем на Луне.
В частности, необходимо подчеркнуть замечательные успехи советской автоматики. Советская автоматическая станция «Луна-16» опустилась на Луну в Море Изобилия, по команде взяла пробу лунного грунта и вернулась на Землю. Позднее подобная станция «Луна-20» доставила на Землю пробу из типичного материкового (горного) района Луны, куда космонавты попасть не смогли. С 17 ноября 1970 г. в течение 10½ месяцев на Луне в Море Дождей работала советская автоматическая станция «Луноход-1». На своих оригинальных колесах она обследовала 80000 м² лунной поверхности, в сотнях точек изучила физикомеханические свойства грунта, а в 25 точках произвела химический анализ его состава. Телевизионные установки «Лунохода» (движением которого управляли с Земли) передали на Землю свыше 200 панорам и 20000 фотографий поверхности нашего спутника. Лазерный отражатель, установленный на верхней части «Лунохода-1», позволял точно определять расстояние до него путем измерения времени распространения света лазера.
Рис. 42. «Луноход-2»
В 1973 г. в море Ясности, на дне кратера Лемонье диаметром 55 км был высажен «Луноход-2». Он прошел за 5 лунных суток (4½ месяца) 37 км, почти вчетверо больше, чем «Луноход-1», изучая рельеф и свойства грунта.
Рис. 43. Схема движения «Лунохода-2».
Научные материалы, добытые всеми этими средствами, громадны и не все еще достаточно обработаны, сравнены, обсуждены и поняты.
Пробы грунтов позволили изучить химический, минералогический и петрографический состав разных мест Луны. С одной стороны, мы убедились непосредственно, что между Землей и Луной нет принципиального различия. И здесь и там содержатся одни и те же химические элементы и минералы, в сходных пропорциях, но есть на Луне и отличия от того, что известно на Земле, и есть различия состава лунного грунта от места к месту. Возраст лунных образцов составляет от 3,1 до 4,2 млрд. лет, а, в общем, возрасты Луны и Земли почти равны (не менее 4,6 млрд. лет).
Судя по доставленным на Землю образцам, лунный реголит представляет собой рыхлое вещество с плотностью около 1 г/см³, состоящее из обломков кристаллических пород и шариков природного стекла с примесью тонкозернистого цементирующего вещества и с застывшими микроскопическими газовыми пузырьками. Это — продукт переработки открытой поверхности коренных пород в условиях вакуума под действием внешних условий: метеоритной бомбардировки, облучения и резкой смены температуры в течение невообразимо длительных сроков. Толщина реголита в различных участках посадки на Луну космических аппаратов — от нескольких петров до нескольких десятков метров. Реголит не имеет резкой нижней границы, а постепенно переходит в подстилающие коренные породы. В наружных слоях реголита сосредоточено наиболее сильно переработанное вещество, в средних слоях встречаются многочисленные мелкие обломки, а в нижних включены крупные глыбы коренных пород, на которых и лежит слой реголита. Коренные породы, как выяснилось в результате исследования доставленных образцов, представляют собой два типа продуктов вулканических извержений: на равнинах Луны это гак называемый базальт, с плотностью 3,2 г/см³, а на «материковых» участках — анортозиты.
На поверхности реголита разница между дневной и ночной температурой составляет почти 300°, но на небольшой глубине под поверхностью ее суточные колебания не так велики. На глубине нескольких метров температура практически постоянна и равна средней суточной. В более глубоких слоях температура более высока за счет выхода из недр потока тепла, обусловленного распадом радиоактивных элементов, которые содержатся в лунной коре. Толщина коры составляет несколько десятков километров. Глубже находится твердое вещество другой природы, а в центре Луны имеется небольшое вязкое (расплавленное) ядро.
Непосредственные данные о радиоактивных элементах на Луне принесли измерения ее гамма-излучения, сделанные впервые приборами автоматической станции «Луна-10». Оно оказалось почти вдвое сильнее, чем излучение гранитов — земных пород с наибольшим содержанием радиоактивных элементов. Но 90% излучения Луны создается ядерными реакциями, происходящими под действием облучения космическими лучами. Состав горных областей на Луне, по-видимому, ближе к первоначальному составу ее коры и к составу метеоритов, более бедных радиоактивными элементами. Позднее местами первичная кора опускалась, расплавлялась и заливалась базальтовыми породами.
Упомянем, что измерения силы тяжести над разными участками Луны обнаружили ее увеличение над большими круглыми лунными морями. Такие аномалии силы тяжести должны быть обусловлены наличием избыточных масс под этими поверхностями. Эти массы назвали масконами (сокращение слов «mass concentration» — «концентрация массы»). Происхождение их обсуждается. Пыль, накапливающаяся при ее выпадении из космоса и дроблении лунных пород, местами мало заметна, местами образует толстый слой; оседая на космонавтов и на их приборы, она очень мешала их работе. Космонавтами были установлены в пяти местах на Луне сейсмографы, регистрировавшие мелкие лунотрясения от падения на Луну частей космических кораблей, а также от искусственно произведенных взрывов. Таким способом изучаются скорость и пути распространения сейсмических волн, что дает представление о свойствах лунных недр. Однажды было зарегистрировано падение крупного метеорита.
Неожиданным оказалось то, что скальные породы Луны имеют слоистое строение с толщиной слоев в десятки метров. Это говорит о сложности процессов, длительное время формировавших лунные горные породы. Ударно-взрывное происхождение по крайней мере части этих образований несомненно. Это метеориты разрушали при своем падении лунный грунт, обломки которого разбрасывались, а затем спрессовывались.
Теперь мы расскажем немного о том, что смогут наблюдать космонавты на Луне в будущем, если бы они могли оставаться на ней подольше.
В скафандрах, которые отапливаются от аккумуляторов и снабжаются кислородом, космонавты выходят из корабля через шлюз на лунную почву в безвоздушное пространство. Луна вчетверо меньше Земли по диаметру, и потому ее поверхность более искривлена — горизонт ближе к наблюдателю, ему видно не так далеко, как на Земле. Даже если космонавты окажутся в центре большого кратера, они увидят из-за горизонта лишь верхушки окружающего его высокого горного вала.
Космонавты могут разговаривать на Луне только при помощи переносных радиопередатчиков. Ведь звук в безвоздушном пространстве не передается; даже взрыв при падении метеорита, образующего новый кратер, космонавты не услышат.
Есть предложения базу первой лунной экспедиции сделать вроде землянки, обложив ее тепловой и антирадиационной изоляцией. Надо устроить и крышу — не от дождя, нет. Его ведь там не бывает, — а для защиты от микрометеоритов. И они иногда могут создать каменный дождь.
В «землянке» температура (без подогрева) будет меняться значительно меньше, оставаясь близкой к 0°C. Отапливать землянку, вероятно, можно будет атомным реактором. Если ее герметизировать, то в ней можно иметь и воздух. Воздух в необходимом количестве надо привезти с Земли или же его удастся добыть химическим путем из лунных пород. Из них же, может быть, удастся добыть и воду, хотя мне это представляется едва ли осуществимым при первых полетах.
Если космонавты будут наблюдать восход Солнца, то перед этим они не увидят ни сумерек, ни утренней зари, а на темном небе первыми покажутся жемчужные лучи солнечной короны — сияния, окружающего Солнце. На Земле она видна глазом только во время полных затмений Солнца, когда небо темнеет. Тени предметов на Луне черны и резки.
Переход с освещенного Солнцем места в тень влечет резкое изменение температуры. На Земле мы чувствуем в тени тепло нагретого воздуха, хотя и на Земле в солнечных лучах добавляется прямое нагревание.
Солнце медленно ползет над горизонтом, и только через 7¼ земных суток после его восхода наступает полдень. На небе мы увидим и нашу далекую Землю. Она будет в фазе, противоположной фазе Луны в это время.
Когда с Земли вся Луна темная и не видна вблизи Солнца, то с Луны космонавт увидит Землю как голубоватый круглый диск, больше чем наполовину скрытый белыми пятнами облаков, так что узнать на нем материки будет нелегко. И уже, конечно, не будет ничего похожего на «физическую» карту земного полушария. Видны темные океаны и светлые материки, — детали на них не имеют цветовых контрастов, которые съедаются дымкой земной атмосферы. А на краях Земли из-за атмосферы и вовсе ничего не будет видно. Подробнее о том, что видно на Земле издали, рассказано далее в очерке «Путешествия на Гермес и на Гермесе». О том, как видна с Луны деятельность человечества на Земле, я расскажу в этой книге в очерке «Есть ли жизнь на Земле?».
Площадь земного шара в 14 раз больше площади Луны, и так как Земля со своими облаками лучше, чем Луна, отражает свет, то в итоге полная Земля освещает ночи своего спутника в 40 раз ярче, чем полная Луна освещает нас. Поэтому вблизи новолуния, когда Луна выглядит как узкий серп, остальная ее (ночная) часть, освещенная светом Земли, тоже хорошо заметна. Это свечение Луны называют пепельным светом. На фоне пепельного света хорошо видны очертания лунных морей.
Особенно интересны условия видимости Земли с лунных полюсов и других мест, которые с Земли видны вдоль края лунного диска. Там Земля совершает сложные, хотя и небольшие движения у самого горизонта. Они вызваны неравномерностью движения Луны.
Когда для космонавтов на Луне наступает новоземелие, то Земля остается видимой выше или ниже Солнца как светлое кольцо. Это кольцо образуется атмосферой, освещенной Солнцем сзади. Ну, а если Земля окажется прямо перед Солнцем, у космонавтов наступит полное солнечное затмение, продолжительность полной фазы которого достигает 1½ часов. На Земле же в это время видно затмение Луны. Когда на Земле происходит солнечное затмение, то с Луны оно выглядит совсем не эффектно — по Земле бежит маленькое темное пятно с полутенью вокруг, и это все.
Солнце для космонавта на Луне за месяц делает полный круг по звездному небу и относительно горизонта. Земля же почти неподвижно висит в том или другом месте неба относительно горизонта, в зависимости от положения космонавта на Луне.
Некоторые авторы полагают, что для обследования Луны космонавты должны двигаться вслед за терминатором (границей дня и ночи). Здесь температура может быть более благоприятной. На экваторе для этого пришлось бы передвигаться со скоростью 15,4 км/ч, а у полюсов можно в тех же условиях оставаться и долгое время. Здесь лучи Солнца всегда скользят вдоль горизонта.
Советские автоматические станции установили отсутствие у Луны магнитного поля, подобного тому, какое существует у Земли. Земное магнитное поле обусловливает, как мы рассказывали, существование вокруг Земли пояса частиц высоких энергий. У Луны такого пояса нет.
Магнитные поля в 1000 раз слабее земных, наблюдаются лишь в некоторых местах Луны. Они местного происхождения.
Предполагают, что магнитное поле Земли обусловлено электрическими токами, циркулирующими в ее жидком ядре. Если это верно, то отсутствие магнитного поля у Луны говорит о том, что строение ее недр существенно отличается от земных.
Из-за отсутствия у Луны магнитного поля компас на ней для космонавтов бесполезен и определять направление можно будет только по положению на небе Земли и звезд. Для того чтобы космонавты могли определять время и координаты своего местонахождения на Луне, они должны изучить специальные способы: «земные» непригодны, так как Луна имеет другое положение оси своего вращения, другой период его и иначе, чем Земля, перемещается вокруг Солнца. Эти способы частично уже разработаны и разрабатываются дальше.
Источник
Интересные факты о высадке человека на Луну
«Это один маленький шаг для человека и огромный скачок для человечества», – Нил Армстронг сказал свою знаменитую фразу ровно 50 лет назад. 20 июля 1969 года американцы впервые высадились на Луну. Мы вспомнили 10 самых интересных фактов о космической программе «Аполлон».
 |
|---|
Почему «Аполлон»
Название программе НАСА дал инженер Эйб Силверстайн. Он выбрал греческого бога «света, музыки и солнца», думая о названии космического корабля, как об имени для собственного ребенка. Позднее он рассказывал, что выбрал название, сидя у себя дома и думая о боге Аполлоне, который на своей колеснице летит к Солнцу.
Не захлопнуть дверь
Самым известным кораблем серии «Аполлон» был «Аполлон-11», который первым довез экипаж землян на Луну. Астронавты Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Эдвин Базз Олдрин успешно долетели до спутника Земли.
Когда Базз Олдрин последовал за первым человеком на Луне Нилом Армстронгом, важно было не захлопнуть за собой дверь, потому что снаружи у лунного модуля не было ручки.
Откуда взялась фраза про шаги
Ступая на поверхность Луны, Армстронг произнес историческую фразу: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества».
По словам друга детства Армстронга, фраза о двух разных шагах была навеяна детской игрой Mother May, в которой нужно делать большие или маленькие шаги вперед.
Запуск двигателя подручным фломастером
Программа пребывания астронавтов на Луне продолжительностью два с половиной часа имела разработанный сюжет. Но на Земле невозможно было преду-смотреть все, с чем может столкнуться человек на поверхности ночного светила.
Необходимо было собрать образцы лунного грунта, установить научные приборы, произвести видеосъемку, передать телерепортаж на Землю. Было и свободное время на то, чтобы осмотреться, адаптироваться к непривычным условиям. И Армстронг, проверяя возможность высоких подскоков в условиях низкой гравитации, чуть было не загремел. Изрядно оттолкнувшись, он взлетел почти на метр и почувствовал, что его заваливает на спину. Что было чревато повреждением системы жизнеобеспечения скафандра. Пришлось проявить значительные усилия и выполнить акробатические элементы, чтобы приземлиться на ноги.
Вернуться на Землю оказалось не так уж и просто. Перед взлетом в находившемся на лунной орбите командном модуле обнаружилось, что на панели управления сломан тумблер включения двигателя взлетной ступени. Перед высадкой его задели ранцем. После консультации с ЦУПом было решено зацепить обломок тумблера фломастером. Фокус удался.
 |
|---|
Американский флаг
На одной из самых популярных фотографий первого приземления на Луну запечатлен Базз Олдрин, стоящий рядом с американским флагом. Тем не менее у этого флага была весьма печальная судьба, поскольку он упал спустя несколько часов, когда Нил Армстронг вернулся в командный модуль. После того как Олдрин нажал кнопку запуска ракеты, он выглянул в окно и увидел, как взрыв сопла разметал все, включая пресловутый флаг.
Что примечательно, другие флаги, которые все еще стоят на Луне, помещенные туда последующими астронавтами и размещенные достаточно далеко от ракеты, стали белыми. За сорок лет нефильтрованный солнечный свет и излучение полностью выжгли красный и синий цвета.
«Хьюстон, у нас проблема»
«Аполлон-13» известен так же широко, как и «Аполлон-11», но совсем по другим причинам. В апреле 1970 года во время полета к Луне произошел взрыв в кислородном баке, который повредил приборно-агрегатный отсек и батареи топливных элементов, кислород продолжал вытекать из остальных баков. Миссия прилунения аппарата была немедленно отменена, основной задачей стало спасение экипажа. Было принято решение вернуть людей на Землю в лунном модуле, который был предназначен для посадки на Луну и возвращения исследователей на корабль.
Для экономии энергии все приборы были отключены, двигатель лунного модуля включался лишь на время, чтобы скорректировать траекторию полета. Не было и уверенности, что модуль позволит благополучно войти в земную атмосферу и выдержать высокие температуры. Земные службы более чем на 6 минут потеряли связь с экипажем, но затем стало ясно, что Джеймс Артур Ловелл, Джон Леонард Суайгерт и Фред Уоллес Хейз вернулись живыми.
Несанкционированные экстрасенсорные эксперименты
Во время миссии «Аполлона-14», без ведома начальства в Хьюстоне и даже членов экипажа, Эдгар Митчелл провел несколько внеплановых экспериментов по экстрасенсорному восприятию. В течение первых часов своего времени, предназначенного для сна по пути на Луну и обратно, Митчелл уделял внимание сосредоточению на символах, которые обычно используются в испытаниях экстрасенсов. Вместе с группой врачей во Флориде он заранее обговорил сеансы, надеясь разобраться, можно ли передать мысли за тысячи километров в космос. Результаты оказались нулевыми, мягко говоря.
Видимо, Митчелл и его партнеры на Земле не были синхронизированы.
Слезы
Когда мы думаем о космонавтах, суровых и волевых мужчинах, участвовавших в миссиях в начале космической программы, мы бы никогда не представили их всхлипывающими и утирающими слезы, если бы не Алан Шепард. Воистину это один из самых неоцененных американских астронавтов. Он был не только одним из первых американцев в космосе, но и в возрасте 47 лет стал самым старшим человеком, когда-либо ходившим по Луне. После отставки от космической программы несколькими годами ранее из-за расстройства внутреннего уха Шепард пообещал побороть недуг и вернуться в игру. В начале 1971 года он попал в состав миссии «Аполлона-14».
Кстати, это тот самый космонавт, который на Луне достал самодельную клюшку для гольфа и сделал самый длинный бросок в истории («на мили и мили»). Однако мало кто знает, что этот самый космонавт не смог сдержать эмоции, когда сделал первые шаги по лунной поверхности. Алан Шепард плакал, стоя на Луне. А шлем скафандра не позволял вытереть эти слезы.
Чем пахнет Луна
Астронавтов, посетивших Луну, удивил ее резкий запах. Конечно, они его не почувствовали, пока не вернулись в лунный модуль и не сняли скафандры. Мельчайший порошок был везде, на руках и на лицах космонавтов. Некоторые пробовали лунную пыль. Но первый контакт лунной пыли с кислородом за четыре миллиарда лет породил весьма специфический запах.
Большинство астронавтов описали его как запах отработанного пороха, с которым были знакомы по военной службе. Почему он пах так? Неизвестно. Химически Луна и порох вообще никак не похожи, поэтому существуют различные теории относительного того, почему так вышло. Первый человек на Луне Нил Армстронг говорил, что Луна пахнет как мокрый пепел в камине.
 |
|---|
Скульптура на Луне
Дэвид Скотт, командир «Аполлона-15», хотел отдать дань уважения коллегам, которые погибли в ходе американских и советских космических программ. Перед началом своей миссии он попросил бельгийского художника создать небольшую статуэтку, которая символизировала бы всех космонавтов – американских и русских, отдавших жизни в погоне за мечтой всего человечества.
Художник согласился, и 1 августа 1971 года экипаж «Аполлона-15» оставил статуэтку размером с палец на вершине Монс Хэдли рядом с мемориальной доской с именами 14 известных космонавтов, которые погибли. На самом деле к этому моменту погибли еще два советских космонавта, но СССР не делился этой информацией).
Первая космическая станция на Луне была советской
Космическая гонка между двумя сверхдержавами продолжалась не одно десятилетие, и именно советским ученым удалось первым доставить автоматическую станцию на поверхность другого космического тела. «Луна-2» достигла поверхности спутника Земли 14 сентября 1959 года. Внутри аппарата находились вымпелы в форме пятигранников с гербом СССР, а также научное оборудование. Из важных открытий отметим, что именно благодаря экспедиции «Луны-2» было установлено отсутствие у Луны глобального магнитного поля со значительной напряжённостью.
Как высадка на Луну изменила нашу повседневную жизнь
Программа «Аполлон», обошедшаяся в 200 млрд долларов в ценах сегодняшнего дня, принесла достижения и в неожиданных областях нашей повседневной деятельности, о которых вы, возможно, и не догадывались.
Так, первый автомобильный ручной пылесос, поступивший в продажу в 1970 году, – потомок инструментов, разработанных для астронавтов. Для «Апполона» разработали систему очистки воды на ионах серебра – в отличие от широко применявшегося хлора. Сегодня она широко используется для очистки воды в бассейнах и фонтанах. Космические технологии сегодня применяются производителями спортивной обуви: подошва стала более гибкой и устойчивой. Даже производители кардиостимуляторов воспользовались наработками НАСА в области миниатюризации микросхем.
interfax.ru, hi-news.ru, bbc.com
Подписаться на «Друг для друга»:
Источник