Юрий Мухин - Лунная афера США

С этой высоты модуль падал бы 2,6 сек. При этом средняя мощность его падения была бы: 6600 / 2,6 = 2538 кГс·м/сек. Но он спускался на реактивной струе двигателя и спускался 6 секунд, как утверждает Марков. Следовательно, средняя мощность спуска была: 6600 / 6 = 1100 кГс·м/сек. До этой мощности мощность падения снизила мощность двигателя модуля, соответственно она в среднем была равна: 2538 — 1100 = 1438 кГс·м/сек. Работая 6 секунд, двигатель совершил работу: 1438 х 6 = 8630 кГс·м.

И хотя Армстронг «вспоминает», что пыль от работы двигателя стало выносить с высоты 30 метров, но давайте не будем жадничать и будем считать, что лишь половина этой работы, то есть 4315 кГс, пошло на вынос грунта из-под «Аполлона-11», а остальная работа пошла на расширение газовой струи в вакууме.

Используя данные исследований грунта «Луны-16», я сначала рассчитал среднюю плотность частиц реголита, считая их сферами. Получилось 1,88 мГ/мм². Это меньше, чем плотность базальта (2,9…3,0), но ведь частицы реголита на самом деле не сферы. Однако я и дальше буду считать их сферами, поэтому тут ошибки в расчёте не будет.

По тем же данным, средняя частица реголита на глубине в 30 см имеет размер 0,114 мм. Считая и её сферой, я нашёл, что её массу следует оценить в 0,0014 мГ, а площадь поперечного сечения — в 0,01 мм².

Считаем для простоты, что газовая струя из сопла проникает в реголит и по окружности сопла (диаметр — 1,37 м) создаёт зону со средним давлением, как подсчитали хиви: 1100 / 4775 = 0,074 кГс/см² или 0,74 Гс/мм².

Проникшие в площади этого круга в реголит газы будут расширяться в горизонтальном направлении, толкая перед собой частицы реголита. Сила, с которой они будут это делать, будет равна разнице давлений перед частицей и за ней. Если смотреть от центра струи, то удельное давление перед частицей будет обратно пропорционально площади фронта давления перед ней, а за частицей — фронта давления за ней. Средневзвешенный диаметр внутри струи газов (такой, который делит её сечение на две равные по площади части), будет равен: д / 1,37 /2 = 0,969 м, или 969 мм. Считаем, что при расчёте средних значений, это диаметр фронта давления за частицей. Диаметр фронта перед частицей будет больше на два диаметра частицы, т. е. на 2 х 0,114 = 0,228 мм. Это число увеличит внешний фронт по отношению к внутреннему на 0,228 / 969 х 100 = 0,024%. Соответственно, сила которая давит на частицы в пределах средневзвешенного радиуса будет равна: 0,74 Гс/мм² х 0,00024 = 0,00018 Гс/мм² или 0,18 мГс/мм². Соответственно, на среднюю частицу с поперечным сечением в 0,01 мм будет давить сила в 0,0018 мГс.

Эта сила придаст частице ускорение, равное её отношению к массе средней частицы: 0,0018 мГс / 0,0014 мГ = 1,3 м/сек². Давайте примем (теперь уж без этого не обойтись), что грунт выносился с площади с радиусом, примерно равным двойному радиусу сопла, т. е. с круга диаметром 3 м, и средняя частица под воздействием рассчитанной нами в среднем силы пролетала в среднем же 0,75 м. При ускорении 1,3 м/сек² ей на это требовалось 1,1 сек. Тогда средняя скорость, с которой средняя частица выносилась из грунта струёй двигателя «Аполлон-11», была равна 1,3 х 1,1 = 1,4 м/сек.

Рассчитанная нами ранее работа в 4315 кГс перешла в кинетическую энергию частиц грунта и при средней скорости 1,4 м/сек она вынесла из-под «Аполлона-11»: 4315 х 2 / 1,42 = 4403 кГ (4,4 т) грунта. При его насыпной плотности 1,9 т/м³ это равняется: 4,4 / 1,9 = 2,3 м³.

Круг диаметром 3 м имеет площадь примерно в 7,1 м². Объём конуса равен произведению площади его основания на одну треть высоты. Отсюда глубина конуса выноса грунта под соплом «Аполлона-11» оценивается в: 3 x 4,4 / 7,1 = 1,9 м. Где эта яма на фотографиях? Покажите её мне!

Я не претендую на то, чтобы этому методу расчёта обучали студентов, но за 35 лет этих споров и восторженных воплей наших космических балбесов по поводу «великой победы американцев» мог найтись хоть один специалист, который выполнил бы подобный расчёт вместо меня, редактора «Дуэли»?

А не посылал бы нас смотреть следы от взлёта «Хариеров» или Як-38. Такое впечатление, что наши «специалисты в области космоса» без помощи НАСА могут рассчитать только свою зарплату, включая кандидатские и докторские надбавки, да балабонить о том, смысла чего они не понимают.

Где пламя от двигателей?

Хиви НАСА. А вот то, что при взлёте с Луны летели камни, вам показалось, а уж то, что камни эти были весом в десятки килограммов — явно приснилось.

При старте мотор[87] взлётной 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 больше, чем сила тяги посадочного двигателя в момент посадки. Но между посадкой и взлётом лунной кабины есть гораздо более существенная разница.

При посадке газовая струя двигателя ударяет непосредственно в лунную поверхность. А при взлёте нижняя часть лунного модуля — посадочная ступень, — остаётся на Луне, и струя газа от двигателя взлётной ступени ударяет именно в неё, а не в грунт (рис. 103). Так что камням просто неоткуда взяться — посадочная ступень всё-таки не из кирпича сложена. Что действительно летит во все стороны при старте с Луны — это всякие лоскутья и лохмотья, которые газовая струя взлётного двигателя, бьющая в упор в посадочную ступень, отрывает от её теплоизоляции. Эти лохмотья хорошо видны на видеоролике, который снят через иллюминатор взлётной ступени «Аполлона-14» во время её старта с Луны: history.nasa.gov/40thann/mpeg/ap14ascent.mpg (2mB) (рис. 104).

Двигатель запущен, и через кадр проносится куча обрывков и лохмотьев (рис.105).

А вот не спеша пролетает особенно крупный лоскут.

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

Обратите также внимание на лунную поверхность. Таких потоков пыли, полностью скрывающих её детали, какие были при посадке, при взлёте не наблюдается.

— Ладно, но почему при прилунении вылетевшая из-под двигате вся пыль не осела на поручнях и ступеньках лунного модуля?

— Это потому, что там нет воздуха. На Земле поднятая пыль, конечно, поднялась бы в воздух и немалая её часть осела бы на опустившемся модуле. А на Луне газовая струя, бившая в грунт, растекалась по лунной поверхности и уносила пыль в стороны. Эти струи пыли хорошо видны на кинокадрах.

Ю. И. МУХИН. Можете счесть меня занудой, но ещё раз напомню: двигатель по легенде отключился только через 0,9 секунды после посадки, и всё это время посадочные стойки и тарелки на них забрасывались реголитом и пылью. Где этот реголит и пыль на фотографиях рис. 14?

Хиви НАСА. А нас спрашивают:

— А почему не видно пламени от ракетных двигателей? Вот эпизод (рис. 106) из фильма — посадка «Аполлона» на Луну. В иллюминаторе — приближающаяся лунная поверхность.

И на ней — никаких отблесков пламени от работающего двигателя, даже в тени от лунного модуля.

Вот телевизионные кадры старта «Аполлона-17» с Луны. Взлётная ступень вдруг начинает подниматься вверх, и опять — никакого пламени. Её в самом деле что ли на верёвке поднимают?

А вот опять фильм — вид из командного отсека на приближающийся лунный модуль на фоне Луны. Он вдруг начинает поворачиваться, потом останавливает вращение, тормозит при приближении к командному отсеку. И хоть бы язычок пламени из ясно видимых в кадре двигателей ориентации, с помощью которых якобы осуществляются все эти манёвры! Сплошные комбинированные съёмки всё это!

— Вообще-то пламя бывает разное. Пламя свечи, например, намного ярче, чем пламя кухонной газовой плиты, хотя последнее гораздо сильнее, чем у свечи, — попробуйте как-нибудь вскипятить чайник на свечке и посмотрите, сколько на это потребуется времени. Всё зависит от того, какое топливо сгорает.

Посмотрите на фотографии нескольких стартующих ракет.

Первое фото (рис. 107) — ракета «Союз», двигатели которой работают на жидком кислороде и керосине. Очень яр кое жёлтое пламя. Яркое, кстати, по той же причине, что и пламя свечи: в выхлопе кислородно-керосинового двигателя довольно много частиц сажи, которые раскаляются и ярко светятся.

На втором снимке (рис. 108) — двигатели стартующего «Шаттла». Твердотопливные ускорители по бокам оставляют после себя громадные сверкающие колонны пламени, а пламя от трех главных двигателей в хвосте «самолёта», работающих на жидком кислороде и водороде, — голубое, прозрачное и почти незаметное. Хотя двигатели эти — достаточно мощные: тяга каждого из них — 200 тонн.