Перегрузка при старте с луны

Жуткие перегрузки при посадке на Луну

Хиви НАСА. Нам говорят:

— Давайте проанализируем американскую лунную программу в самой её сложной части — пилотируемая ручная посадка 15-тонного аппарата на Луну и взлёт.

Обратимся, собственно, к прилунению лунной кабины. Два космонавта находятся в кабине постоянно в скафандрах для работы на Луне. Масса скафандра — 29 кг, ранцевой системы жизнеобеспечения — 54 кг. На участках спуска и взлёта космонавты находятся в подвесной системе, включающей пояс, надетый на бёдра, и трос, зацепленный за пояс, переброшенный через блок и огружен-ный девятью кг. То есть космонавты, фиксированные тросом, находятся в положении «стоя» (под ногами даже положен противоскользящий коврик). Спуск на поверхность Луны производится в три этапа: торможение (8 мин.), выведение в район посадки (1,5 мин.), посадка (больше 1,5 мин.). Космонавты на двух первых этапах испытывают длительную перегрузку, максимальное значение которой — 5. Перегрузка направлена вдоль позвоночника (самая опасная перегрузка). Спросите у военных лётчиков, можно ли устоять в самолёте в течение 8 мин. при пятикратной перегрузке да ещё и управлять им. Представьте себе, что после трех дней пребывания в воде (три дня полёта к Луне в невесомости) вы выбрались на сушу, вас поместили в лунную кабину, а ваш вес стал 400 кг (перегрузка 5), комбинезон на вас — 140 кг, а рюкзак за спиной — 250 кг. Чтобы вы не упали, вас держат тросом, прикреплённым к поясу, 8 минут, а затем ещё 1,5 мин. (никаких кресел, ложементов нет). Не подгибайте ноги, опирайтесь на подлокотники (руки должны быть на органах управления). Кровь отлила от головы? Глаза почти не видят? Не умирайте и не падайте в обморок — вам надо очень нежно посадить не имеющий аналогов реактивный аппарат вручную, вслепую (вы в шлеме, окошко скошено так, что нижний край дальше от вас, и под собой ничего не видно, реактивная струя 5-тонного двигателя поднимает с поверхности песок), по радиовысотомеру. Где-то внизу, в пяти метрах, заканчиваются посадочные «ноги», на трех из них — железные штыри длиной 1,7 м. Когда они коснутся поверхности — двигатели автоматически выключатся. Если вы пришли на эту приблизительно ощущаемую высоту с ненулевой скоростью, то всё — попытка не засчитывается. Потому что вас уже нет. И уже не важно, что под одну опору попал большой камень, раньше надо было куда-то смотреть. Хотите попробовать ещё? А американские космонавты — без сучка и без задоринки шесть раз подряд «смогли». И уж не знаю, как они управляли посадкой в положении «стоя» при длительной 5-кратной перегрузке — это просто НЕВОЗМОЖНО.

— Давайте лучше проанализируем ваш «анализ».

Массу лунного корабля вы знаете — 15 тонн, т. е. 15 000 кг. И силу тяги её двигателя — 5 тонн, или примерно 50 000 ньютонов — вы назвали почти правильно (на самом деле она чуть-чуть поменьше, около 4,5 тонн). А вот вашу пятикратную перегрузку вы взяли с потолка, хотя она элементарно вычисляется на основании известных вам данных. Про второй закон Ньютона слыхали? Согласно этому закону, сила есть произведение массы на ускорение, поэтому ускорение лунной кабины равно силе тяги её двигателя, делённой на её массу, т. е. 3.3 м/с? — втрое меньше ускорения свободного падения на Земле «g» (9.8 м/с?).

Поэтому астронавты вместо пятикратной перегрузки, которой вы их так стращаете, испытывали троекратную «недогрузку». Правда, это ускорение росло со временем: масса корабля уменьшалась по мере выгорания топлива. Но даже если врубить посадочный двигатель «на всю катушку» в момент, когда сожжено практически всё топливо посадочной ступени (8 тонн), ускорение лунного корабля составило бы всего-навсего 7 м/с? — несколько менее «g». Так что лунный корабль ни при каких обстоятельствах не способен создать для находящихся в нём астронавтов перегрузку в том смысле, в каком обычно понимают это слово — искусственную силу тяжести, превышающую вес на Земле: слишком мала его сила тяги по отношению к его массе.

Реально же максимальное ускорение лунного корабля было меньше полученных нами 7 м/с?, т. к. через 6,5 минуты после начала торможения тяга его двигателя снижалась до 60% от максимальной, поэтому это ускорение не превышало примерно 5 м/с?. 5 метров в секунду за секунду и 5 «g» — «две большие разницы». Если во втором случае человек действительно весит впятеро больше, чем на Земле, то в первом — в два раза меньше. Так что у астронавтов и кровь не отливала от головы, и ноги не подгибались.

А непосредственно перед посадкой, когда астронавты брали управление на себя, им становилось совсем легко (правда, только в самом буквальном смысле слова «легко», относящемся к весу; в других смыслах им было весьма тяжело). Лунный корабль в это время двигался без значительных вертикальных ускорений, поэтому вес астронавтов определялся лишь силой притяжения Луны и был вшестеро меньше земного.

Достаточно комфортные условия были и при взлёте с Луны. Сухая (т. е. без топлива) масса взлётной ступени — 2,2 тонны, а сила тяги её двигателя — 1,6 тонн. Поэтому взлётная ступень не может развивать ускорений свыше 7,3 м/с?, а это значит, что вес находящихся в ней астронавтов опять-таки менее их земного веса. К тому же взлёт с Луны проходил автоматически, и особенно активных действий от астронавтов на его этапе не требовалось.

Несколько слов относительно других аспектов вашего «анализа». Астронавты в момент посадки действительно не видели того, что находится непосредственно под лунным кораблём. Поэтому они перед посадкой двигали свой корабль вперёд, смотря на поверхность перед ним и выбирая более-менее ровный участок. Когда этот участок уходил вниз, под корабль, они гасили горизонтальную скорость корабля и совершали посадку. Шофёр тоже не видит дороги непоследственно под колёсами своего автомобиля, но ведь выбоины как-то объезжает. (Конечно, посадка на Луну — вещь более рискованная, чем поездка на автомобиле по неровной дороге, но астронавты, наверно, недаром пользуются несколько большей славой, чем шофёры.) Да и вертолёты далеко не всегда садятся на заранее подготовленные площадки.

Вертикальную скорость корабля астронавтам помогала выдерживать автоматика: система управления получала данные о высоте над поверхностью и вертикальной скорости от радиовысотомера и регулировала тягу посадочного двигателя.

А вот двигатель астронавты при посадке выключали вручную.

Как американцы взлетели с Луны: научное объяснение и факты

Как американцы взлетели с Луны? Это один из основных вопросов, которым задаются сторонники так называемого Лунного заговора, то есть те, кто считает, что американские астронавты в действительности не были на Луне, а космическая программа «Аполлона» была масштабной мистификацией, придуманной для того, чтобы пустить пыль в глаза всему миру. Несмотря на то что сегодня большинство ученых и исследователей склоняются к тому, что американцы действительно высаживались на Луне, скептики остаются.

Проблемы со взлетом

Многие искренне не понимают, как американцы взлетели с Луны. Дополнительные сомнения возникают, если вспомнить, как обставлены старты космических ракет с Земли. Для этого оборудуют специальный космодром, строят стартовые сооружения, необходима громадная ракета с несколькими ступенями, а также целые кислородные заводы, заправочные трубопроводы, монтажные корпуса и несколько тысяч человек обслуживающего персонала. Ведь это и операторы за пультами, и специалисты в Центре управления полетами и многие другие люди, без которых не обойтись, чтобы отправиться в космос.

Всего этого на Луне, конечно, не было и не могло быть. Тогда как американцы взлетели с Луны в 1969 году? Этот вопрос остается одним из ключевых для тех, кто уверен, что американские астронавты, прославившиеся на весь мир, вовсе не покидали орбиту Земли.

Но всех сторонников теорий заговоров придется расстроить и разочаровать. Это не только возможно и вполне объяснимо, но, скорее всего, было на самом деле.

Сила притяжения

Именно сила притяжения обеспечила американцам успех всей экспедиции. Дело в том, что на Луне она в разы меньше, чем на Земле, поэтому и не должно возникать вопросов о том, как американцы взлетели с Луны. Сделать это было не так уж и сложно.

Главное, что сама Луна в несколько раз легче Земли. Например, только ее радиус в 3,7 раза меньше земного. Значит, взлететь с этого спутника намного проще. Сила притяжения на поверхности Луны примерно в 6 раз слабее земного тяготения.

В результате получается, что первая космическая скорость, которой должен обладать искусственный спутник, чтобы, вращаясь вокруг небесного тела, не падать на него, значительно меньше. Для Земли она составляет 8 километров в секунду, а для Луны 1,7 километра в секунду. Это почти в 5 раз меньше. Этот фактор и стал решающим. Благодаря таким обстоятельствам американцы и взлетели с поверхности Луны.

При этом нужно иметь в виду, что скорость, которая меньше в 5 раз, не означает, что в пять раз легче должна быть и ракета для старта. В действительности, чтобы улететь с Луны, ракета может весить в сотни раз меньше.

Масса ракет

Если досконально разобраться в том, как американцы взлетели с Луны в 1969 году, то никаких сомнений в этом их достижении остаться не должно. Поговорим подробно про начальную массу ракет, которая зависит от необходимой скорости. По известному экспоненциальному закону масса растет с ростом необходимой скорости непропорционально быстро. Этот вывод можно сделать, основываясь на ключевой формуле ракетного движения, которую вывел еще в начале XX века один из теоретиков космических полетов Константин Эдуардович Циолковский.

При старте с поверхности Земли ракета должна успешно преодолеть плотные слои атмосферы. А так как американцы взлетели с Луны, то перед ними такой задачи не стояло. При этом нужно обязательно помнить, что сила тяги двигателей ракеты тратится и на преодоление сопротивления воздуха, а вот аэродинамические нагрузки, которые давят на корпус, вынуждают проектировщиков делать конструкцию максимально прочной, то есть ее приходится утяжелять.

Теперь разберемся, как американцы взлетели с поверхности Луны. На этом искусственном спутнике отсутствует атмосфера, значит, тяга двигателей не расходуется на ее преодоление, как следствие, ракеты могут быть значительно легче и менее прочными.

Еще один важный момент: когда ракета стартует в космос с Земли, обязательно учитывается так называемая полезная нагрузка. Масса учитывается весьма солидная, как правило, это несколько десятков тонн. А вот при старте с Луны ситуация совершенно иная. Эта самая «полезная нагрузка» составляет всего несколько центнеров, чаще всего не более трех, что как раз умещается в массу двух астронавтов с собранными ними камнями. После этих обоснований становится намного понятнее, как американцы смогли взлететь с Луны.

Лунный старт

Подводя итог разговору о том, как американцы взлетели в космос, можно сделать вывод, что для выхода на лунную орбиту корабль с экипажем на нем может иметь начальную массу меньше 5 тонн. При этом примерно половину можно отнести на необходимое топливо.

В результате общая масса ракеты, которая стартовала с Земли и отправилась к ее искусственному спутнику, была около 3 000 тонн. Но чем меньше ваше транспортное средство, тем легче и проще ним будет управлять. Вспомните, что на большом теплоходе необходима команда из нескольких десятков человек, а вот катером может управлять в одиночку, не прибегая к посторонней помощи. Ракеты не являются исключением из этого правила.

Теперь о стартовом сооружении, без которого, естественно, вряд ли бы американцы смогли взлететь с Луны. Его астронавты привезли с собой. По сути, им послужила нижняя половина их лунного корабля. Во время старта верхняя половина, в которой находилась кабина с астронавтами, отделилась и отправилась в космос, а нижняя так и осталась на луне. Вот какое оригинальное решение нашли конструкторы, чтобы можно было улететь с Луны.

Дополнительное топливо

Многие продолжают задаваться вопросом о том, как американцы улетели с Луны на Землю, когда у них не было специальных заправочных устройств. Откуда вообще взялось такое количество топлива, которого хватило, чтобы достигнуть искусственного спутника и вернуться обратно?

Дело в том, что дополнительных заправочных устройств на Луне не требовалось, корабль полностью был заправлен еще на Земле из расчета, что топлива должно хватить и на обратную дорогу. При этом подчеркнем, что на Луне все-таки имелся своеобразный центр управления полетом при старте. Только он находился на огромном расстоянии от ракеты — примерно в трех миллионах километров, то есть был на Земле, но его эффективность от этого нисколько не становилась меньше.

«Луна-16»

Задаваясь вопросом о том, могли ли американцы взлететь с Луны, нужно признать, что никакого особого секрета из технических данных кораблей они не делали, практически сразу публикуя основные цифры и параметры. Их даже приводили в советских учебниках для высших учебных заведений при изучении особенностей полета в космос. Отечественные специалисты, которые работали с этими данными, не видели в них ничего нереального или фантастического, поэтому они и не мучились над проблемой того, как американцы улетели с Луны.

Более того, именно советские ученые и конструкторы пошли еще дальше, когда создали ракету, которая смогла совершить подобный перелет вовсе без человеческого участия, без двух астронавтов, которые все-таки управляли кораблем и контролировали его в случае с американцами. Этот проект назывался «Луна-16». 21 сентября 1970 года впервые в истории человечества автоматическая станция стартовала с Земли, приземлилась на Луну, а затем прибыла обратно. На это ушло всего три дня.

С Луны на Землю автоматическая станция доставила около 100 граммов лунного грунта. Позже это достижения повторили еще две станции — это были «Луна-20» и «Луна-24». Им так же, как и американскому кораблю, не требовались дополнительные заправочные станции, особенные сооружения на Луне, особое предстартовое обслуживание, они абсолютно самостоятельно и автономно проделывали этот путь, успешно возвращаясь назад каждый раз. Поэтому нет ничего удивительного в том, как американцы улетали с Луны, потому что в рамках советской космической программы этот путь удалось повторить не раз.

«Аполлон-11»

Для того чтобы окончательно развеять все сомнения по поводу того, как и на чем американцы улетели с Луны, разберемся, какая ракета их доставила до искусственного спутника Земли и обратно. Это был пилотируемый космический корабль «Аполлон-11».

Командиром экипажа на нем был Нил Армстронг, а пилотом — Эдвин Олдрин. В ходе полета с 16 по 24 июля 1969 года им удалось успешно посадить свой корабль в районе Моря Спокойствия на Луне. На ее поверхности американские астронавты провели почти сутки, если быть точнее, то 21 час 36 минут и 21 секунду. Все это время на окололунной орбите их ожидал пилот командного модуля, которого звали Майкл Коллинз.

За все время, проведенное на Луне, астронавты совершили только один выход на ее поверхность. Его продолжительность составила 2 часа 31 минуту и 40 секунд. Нил Армстронг стал первым землянином, который ступил на поверхность Луны. Это произошло 21 июля. Ровно через четверть часа к нему присоединился Олдрин.

В месте посадки корабля «Аполлон-11» американцы установили флаг Соединенных Штатов, а также разместили научный прибор, с помощью которого собрали около 21,5 килограмма грунта. Его доставили на Землю для дальнейшего изучения. На чем улетели с Луны астронавты, было известно практически сразу. Из корабля «Аполлон-11» тайны и загадки никто не делал. Вернувшись на Землю, экипаж корабля прошел строгий карантин, по итогам которого не было выявлено никаких лунных микроорганизмов.

Этот полет американцев на Луну стал выполнением одной из ключевых задач американской лунной программы, которую обозначил президент США Джон Кеннеди еще в 1961 году. Он заявил тогда, что высадка на Луну должна состояться до конца десятилетия, так и произошло. В лунной гонке с СССР американцы одержали убедительную победу, став первыми, а вот отправить первого человека в космос раньше удалось Советскому Союзу.

Теперь вы точно знаете, на чем американцы улетели с Луны и как они смогли все это осуществить.

Другие аргументы сторонников Лунного заговора

Правда, одними сомнениями по поводу взлета астронавтов с поверхности Луны дело не ограничивается. Многие допускают, что понятно, как американцы взлетели с Луны, но молчат, по их словам, те, кто должен объяснить нестыковки, связанные с фото- и видеоматериалами, привезенными американцами.

Дело в том, что на многих фотографиях, которые служат доказательством того, что американцы были на Луне, часто обнаруживают артефакты, которые по всей видимости проявились в результате ретуши и фотомонтажа. Все это служит дополнительными доводами в пользу того, что в действительности съемка была организована в студии. Сомнение вызывает тот факт, что популярная в те времена ретушь и другие способы фотомонтажа часто применялись исключительно для улучшения качества изображения, так поступали и со многими снимками, которые получали со спутников.

Сторонники теории заговора утверждают, что на видеосъемке и фотодокументах, на которых американские астронавты устанавливают на Луне флаг США, явно заметна рябь, которая проявляется на поверхности полотна. Скептики считают, что такая рябь появилась в результате внезапного порыва ветра, а ведь на Луне безвоздушное пространство, а значит, снимки были сделаны на поверхности Земли.

Им в ответ часто заявляют, что рябь могла появиться не от ветра, а от затухающих колебаний, которые непременно возникли бы при установке флага. Дело в том, что флаг крепили на флагштоке, расположенном на телескопической горизонтальной перекладине, которую прижимали к древку при транспортировке. Астронавты, оказавшись на Луне, не сумели раздвинуть телескопическую трубку на максимальную длину. Именно из-за этого появилась рябь, которая создала иллюзию того, что флаг развевается на ветру. Стоит отметить также и тот факт, что в вакууме колебания затихают дольше, так как отсутствует сопротивление воздуха. Поэтому такая версия вполне обоснована и реалистична.

Высота прыжков

Также многие скептики обращают внимание на небольшую высоту прыжков астронавтов. Считается, что если бы съемки делали действительно на поверхности Луны, то каждый прыжок должен был быть высотой в несколько метров из-за того, что сила тяготения на искусственном спутнике в несколько раз ниже, чем на самой Земле.

У ученых есть ответ и на эти сомнения. Ведь за счет другой силы тяготения изменилась и масса каждого астронавта. На Луне она значительно возросла, ведь помимо их собственно веса на них был тяжелый скафандр и необходимые системы жизнеобеспечения. Особую проблему создавал наддув скафандра — совершать быстрые движения, которые необходимы для такого высокого прыжка, весьма затруднительно, ведь при этом значительные силы будут тратиться на то, чтобы преодолеть внутреннее давление. К тому же, совершая слишком высокие прыжки, астронавты рискуют утратить контроль над своим равновесием, с большой долей вероятности это может привести к их падению. А такое падение со значительной высоты чревато необратимыми повреждениями ранца системы обеспечения жизнедеятельности или самого шлема.

Чтобы представить себе, насколько опасным может быть такой прыжок, нужно иметь в виду, что любое тело способно совершать как поступательные, так и вращательные движения. В момент прыжка усилия могут распределяться неравномерно, поэтому тело астронавта может получить вращательный момент, начать неконтролируемо крутиться, поэтому место и скорость приземления в этом случае предугадать будет практически невозможно. Например, человек в этом случае может упасть вниз головой, получить серьезные травмы и даже погибнуть. Астронавты, прекрасно понимая эти риски, старались всячески избегать таких прыжков, поднимаясь над поверхностью на минимальную высоту.

Смертельная радиация

Еще один распространенный аргумент сторонников теории заговора основан на исследовании, которое провел Ван Аллен в 1958 году, изучая радиационные пояса. Исследователь отмечал, что смертельные для человека потоки солнечной радиации сдерживаются магнитной атмосферой Земли, в самих же поясах, как утверждал Ван Аллен, уровень радиации максимально высок.

Полет через такие радиационные пояса не представляет опасности только в том случае, если корабль имеет надежную защиту. Экипаж корабля «Аполлон» во время пролета через радиационные пояса находился в специальном командном модуле, стенки которого были прочными и толстыми, что и обеспечивало необходимую защиту. Кроме того, корабль летел очень быстро, что тоже сыграло свою роль, а траектория его движения лежала за пределами области наиболее интенсивной радиации. В результате астронавты должны были получить дозу облучения, которая была бы в разы меньше предельно допустимой.

Еще один аргумент, который приводят сторонники теории заговора, заключается в том, что фотопленки из-за радиации должны были быть непременно засвечены. Интересно, что такие же опасения существовали и перед полетом советского космического аппарата «Луна-3», но и тогда удалось передать фотографии нормального качества, пленка не пострадала.

Съемку Луны на фотоаппарат неоднократно осуществляли и многие другие космические аппараты, которые входили в серию «Зонд». А внутри некоторых из них были даже животные, например черепахи, которые также не пострадали. Доза радиации по результатам каждого из полетов соответствовала предварительным расчетам, была значительно ниже предельно допустимой. Подробный научный анализ всех полученных данных доказал, что на маршруте «Земля — Луна — Земля», если солнечная активность невысока, опасений для жизни и здоровья человека нет.

Интересна история документального фильма «Темная сторона Луны», который появился в 2002 году. В частности, в нем было продемонстрировано интервью вдовы знаменитого американского режиссера Стэнли Кубрика Кристианы, в котором она рассказывала, что президент США Никсон был весьма впечатлен картиной ее мужа «Космическая одиссея 2001 года», которая вышла на экраны в 1968 году. По ее словам, именно Никсон инициировал сотрудничество самого Кубрика и других голливудских специалистов, результатом которого должно было стать исправление американского имиджа в лунной программе.

После демонстрации этого документального фильма некоторые российские новостные агентства заявили, что это было как раз подлинное исследование, которое является доказательством Лунного заговора, а интервью Кристианы Кубрик рассматривалось как явное и бесспорное подтверждение того, что высадку американцев на Луне снимали в Голливуде под руководством Кубрика.

В действительности этот фильм был псевдодокументальным, о чем сами создатели признаются в его титрах. Все интервью были ими составлены из фраз, намеренно вырванных из контекста, или разыграны профессиональными актерами. Это был хорошо продуманный розыгрыш, на который многие повелись.

Источник

Перегрузка при старте с луны

Жуткие перегрузки при посадке на Луну

Читайте также

Полеты на луну при Сталине[36]

Битва за Луну

«Заставляли шептать луну»

Про Луну и про Афёру-2

По поводу высадки американцев на Луну

Из пушки — на Луну

Из пещеры на Луну и обратно?

34. Непосильные перегрузки

ВЫСАДКА ЧЕЛОВЕКА НА ЛУНУ

«Попаду я к черту на Луну»

Жуткие легенды и научные факты