Ральф Рене - Как NASA показало Америке Луну
Чтобы проверить честность NASA, давайте посчитаем, какое количество воды требуется, чтобы выполнить поставленную задачу. Площадь поверхности астронавта составляет приблизительно 0,75 кв.м. Используя коэффициент излучения 0,2, мы находим поглощаемое солнечное излучение:
1353 Вт / m² × 0.2 × 0.75 m² = 203 Вт
Авторы публикации «Первые на Луне» утверждают:
«ПСЖО был сконструирован так, чтобы отводить метаболическое тепло, выделяемое астронавтом, в ритме 1600 британских тепловых единиц (БТЕ) в час» (11, с. 261).
Поскольку 1 БТЕ в час округленно равняется 0,293 Вт, мы получаем 469 Вт. Это надо приплюсовать к тепловому излучению Солнца: 203 + 469 = 672 Вт.
Теперь необходимо вычислить тепло, излучаемое теневой стороной скафандра. Но сначала нам придется сделать определенные допущения относительно температуры воздуха и скафандра. Чем выше температура, тем легче охладителю работать.
Предположим, что температура скафандров была +38 град. С, то есть +311 град. К. Теперь мы можем применить формулу Стефана-Больцмана. Для этого перевернем исходное уравнение:
Таким образом, округлив результат, мы получаем излучение в 80 Вт. Вычитаем его из 672 и получаем 592 Вт. Чтобы округлить, прибавим 8 Вт на различные тепловые излучения от раций, водяного насоса и т. д. Итого 600 Вт. В одном ватте 860 калорий. Взяв в расчет крайний случай (работу с 100 % эффективностью), необходимо производить достаточное количество льда, способное выдержать 516 000 кал в час. За 4 часа набегает 2 064 000 кал.
Чтобы снизить температуру 1 г воды на 1 град. С, требуется потеря 1 кал тепла. Для формирования льда 1 г воды должен потерять еще 80 кал. Таким образом, падение температуры с +38 град. С до точки замерзания (0 град. С) влечет за собой передачу 38 кал, плюс еще 80 кал для замерзания — итого 118 калорий на каждый грамм, выброшенный через выпускное отверстие. Если разделить 2 064 000 кал на 118, то получается 17 491 г, которые надо выпустить. Это 17,5 л, или 0,0175 куб.м. То есть почти четверть объема ПСЖО. Это количество воды весит на Земле 17,5 кг, что составляет 46 % от веса рюкзака!
Давайте теперь посмотрим на вещи реально. Используя эффективность 40 % (это достаточно высокий показатель для большинства механизмов), мы получим гораздо более впечатляющие цифры, говорящие о том, что ПСЖО элементарно не вместил бы даже охлаждающий агрегат! Но в рюкзаке ведь еще находится баллон с кислородом, углекислотный нейтрализатор, аппарат для отвода влаги, емкость с водой для охлаждения, емкость с отработанной водой, теплообменник, система датчиков, рация, мощные батареи. Вам не кажется, что сконструировать такие рюкзачки под силу лишь волшебнику?
Однако продолжим про охлаждение. Если мы разделим 17 491 г воды на 240 мин, получается, что в минуту из выпускного отверстия надо было извергать примерно 70 г воды, и этот «замороженный пар» вылетал бы с изрядным свистом. Это наверняка стало бы поводом для шуток. Кто-нибудь слышал в исполнении астронавтов «китовые» анекдоты про выпускные отверстия? Когда астронавт «испускал пар», кто-нибудь вообще обращал на это внимание? Или это нечто такое, что неприлично делать на людях?
Впрочем, все это не имеет значения, поскольку теоретические выкладки порой жестоко разбиваются о реальные факты. Недавно мне удалось найти схему ПСЖО в разрезе. На ней контейнер для воды имеет всего 7,6 см в диаметре и 35,5 см в длину (30, с. 161). Соответственно, объем этого контейнера равен 1600 куб. см (1,6 л). Этой воды хватило бы лишь на 25–30 минут при невозможной 100 % эффективности! Но ведь NASA рассказывало нам про 4 часа! Может быть, изобретен новый способ концентрирования воды? Из всех достижений космической эры это было бы самым потрясающим!
Если смотреть на вещи реально, то наши космические герои должны были носить с собой зонтик от солнца. Защита от прямого солнечного света избавила бы их от многих проблем с перегревом, по крайней мере, пока они скакали по Луне. Однако зонтик а-ля Мэри Поппинс не только подпортил бы их имидж настоящих «мачо», но и не дал бы астронавтам резвиться так, как они это делали. А еще это могло стать указующим перстом на «голый» ЛЭМ, стоящий под палящим солнцем без всякой защиты. Такие проблемы NASA были не нужны.
NASA утверждает, что вращение помогало кораблю избежать перегрева. Может быть, астронавтам тоже следовало прыгать по Луне, весело кружась в пируэтах? Но и такие балетные па вряд ли выглядели бы очень мужественно. В конце концов, единственное, что могло бы спасти их жизни, пока они прогуливались под палящим солнцем, это кондиционеры, которых у них не было. Работающие кондиционеры в скафандрах при выпуске воды в космический вакуум должны были производить фантастический эффект: быстро расширяющийся туман ледяных кристаллов отражался бы в ярчайшем солнечном свете, и выброс ледяной крошки стал бы незабываемым зрелищем.
Мы можем не сомневаться, что наши астронавты никогда не выпускали воду таким образом, поскольку ни одна из десятков тысяч фотографий, сделанных на Луне и во время выходов в открытый космос, не запечатлела ничего подобного. NASA вряд ли могло пропустить такую потрясающую картину.
Базз Олдрин писал, что в ЛЭМе было так холодно, что ему пришлось убавить кондиционер в скафандре. С другой стороны, Коллинз вещал:
«Отведенные им 2,5 часа пролетели очень быстро, после чего они вскарабкались обратно в лунный модуль, закрыли дверь и закачали воздух в салон» (16, с. 8).
Это очень странно, поскольку кондиционер скафандра (если он вообще существовал!) не мог работать в условиях нормального давления внутри ЛЭМа. Он был способен функционировать только в вакууме. Закрадываются сомнения — эти два астронавта летали на одну и ту же Луну?
Волшебные скафандры
Еще одна логическая проблема — вздутие космического скафандра из-за внутреннего давления. Коллинз рассказывал о скафандрах, используемых на Аполлонах: их внутреннее давление составляло всего 0,26 атм (7, с. 115). Он даже объяснял, как предупреждали их вздутие:
«Вместо обычной ограничительной сетки сохранение формы скафандра обеспечивалось сложной системой компенсаторов, жесткой материи, несгибаемых трубок и тросиков» (7, с. 116).
Стенка стандартной внутренней трубки составляет чуть больше полутора миллиметров и состоит только из резины. Резина — материал очень гибкий, даже при давлении в 0,26 атм. Стенка велосипедной шины более чем в два раза тоньше, но она прошита усиливающими волокнами. Даже без давления это совсем не гибкая система. Чем толще покрышка, тем больше волокон она содержит и тем менее гибкой она является. Однако внутренние трубки скафандра были выполнены из одной резины! Независимо от того, сколько денег и времени было потрачено на матерчатый скафандр, он все равно будет вздуваться.
Представьте себе прорезиненный водолазный костюм для работ на большой глубине. Он неудобный и некомфортабельный, однако позволяет водолазу ходить и выполнять работу — покуда внутреннее давление близко к внешнему давлению воды. Если нагнетать давление внутри костюма, он начнет вздуваться. Рукава и штанины костюма, если он герметичный, распрямятся и будут стоять торчком, совладать с ними станет очень сложно. При этом, повторюсь, костюм водолаза водонепроницаемый. Даже малейшая протечка позволила бы воздуху вырваться, а воде проникнуть внутрь. А если этот костюм закрыт длинной молнией, останется ли он водонепроницаемым?
Космический скафандр является аналогом костюма аквалангиста. Разница лишь в том, что один поддерживает одинаковое давление снаружи и внутри, а второй — повышенное давление внутри. Космическая амуниция не должна впускать вакуум, поскольку кислород будет утекать через малейшее отверстие. Наполненный кислородом скафандр мог бы совладать с крохотной дырочкой, но не с утечкой через длинную молнию! Тем не менее Ллойд Маллан (Lloyd Mallan) пишет:
«На самом деле, уровень подвижности в 93 % был достигнут еще до наступления октября 1968 года, когда скафандр был представлен ученым-аэронавтам и специалистам, участвовавшим в пятой ежегодной встрече Американского института аэронавтики и астронавтики, проходившей в Филадельфии, штат Пенсильвания. «Живая» демонстрация скафандра во время встречи стала объектом повышенного внимания и даже некоторого неверия. Многим наблюдателям было трудно поверить в то, что надутый скафандр способен обладать такой подвижностью» (27, с. 239).
Почему мне кажется, что в демонстрации скафандра использовался фальшивый датчик и давление на самом деле было гораздо меньше 0,26 атм?
Гарри Хёрт описывает тесноту внутренних помещений ЛЭМа и объясняет, что скафандры имели длинную молнию — от паха до плеча, застегнуть которую без посторонней помощи (например, другого астронавта) было невозможно. Эта молния начиналась в нижней части живота, проходила между ног, продолжалась на спине и доходила до воротника. По словам Коллинза, крепко сцепленные резиновые «пальчики» обеих сторон молнии создавали герметичное соединение, способное выдержать давление (16, с. 79). Но как бы плотно они ни прилегали друг к другу, любое движение астронавта привело бы к протечкам, открывая тысячи крохотных отверстий.
