Люди на Луне [litres] - Виталий Юрьевич Егоров Страница 49

Эксперимент можно провести в любую ясную ночь, когда Луна освещена хотя бы наполовину. Лучше выбрать момент, когда на небе наш естественный спутник сблизится с какой-либо яркой звездой или планетой. Выбрать время можно с помощью программы Stellarium.

Свет Луны, который мы видим с Земли, – это отраженный солнечный свет. То есть нам светит дневная поверхность Луны, которая практически такой же яркости, какую наблюдали астронавты Apollo. Чтобы сфотографировать Луну с видимыми деталями поверхности – морями и кратерами, нам потребуется выставить на фотоаппарате настройки, которые обычно используются для дневной съемки – например ISO 200 и выдержка 1/250 секунды. Это примерно тот же самый режим, который использовали лунные астронавты и используют современные космонавты на околоземной орбите в дневное время. Попытка снять звезды в таком режиме ни к чему не приведет: кадры будут полностью черные, и даже обработка в Photoshop ничего не даст – яркость звезд слишком мала. Чтобы сфотографировать звезды, нам придется повышать либо ISO, либо выдержку. Если ISO не менять, как происходило во времена Apollo, яркие звезды начнут появляться на снимках при выдержке около одной секунды или более, т. е. лунная дневная поверхность в 250 раз ярче видимых звезд. Если с такими настройками попытаться сфотографировать Луну, то мы получим белый сияющий круг, потому что вся ее поверхность будет засвечена отраженным светом.

Как ведет себя лунная пыль?

КРАТКИЙ ОТВЕТ: Поведение пыли, наблюдаемое в ходе программы Apollo, полностью соответствует ее свойствам в условиях низкой гравитации и вакуума, а также форме лунных пылинок.

Выражаю признательность переводчику с китайского Ольге Шатерниковой и инженеру-двигателестроителю Елисею Маслову за помощь в подготовке главы

Лунная пыль доставила немало проблем участникам лунных экспедиций, как пилотируемых, так и беспилотных. Сложности возникают и тогда, когда поведение лунной пыли сравнивается со свойствами земной. Землянам часто приходится иметь дело с пылью и дома, и на улице, поэтому кажется, что мы хорошо себе представляем, что это такое и как она себя ведет в разных ситуациях.

Однако Луна – это другая среда, которая значительно отличается от нашей. Да и происхождение лунной пыли имеет мало общего с формированием пылевых частиц на Земле. Бóльшая часть земной пыли, с которой мы все имеем дело, – это либо продукты жизнедеятельности организмов, прежде всего нас самих, либо результат выветривания – естественной эрозии от воздействия воды, ветра, химических реакций и биологических организмов. На Луне также есть эрозия, т. е. разрушение поверхности под воздействием внешних факторов, но причины другие: метеориты, метеорная и кометная пыль, которые бомбардируют поверхность Луны миллиарды лет. Земная пыль продолжает меняться и после своего появления: атмосфера перемещает пылинки, они взаимодействуют друг с другом и встречными поверхностями. Лунная же пыль продолжает испытывать только воздействие космического «мусора», разрушаясь до совсем микроскопических частиц.

Разница в процессах формирования земной и лунной пыли определяет и разницу в их свойствах. Земная пыль хоть и не лучшим образом влияет на организмы и технику, но ее воздействие менее пагубно, чем воздействие лунной. Лунные пылевые частицы имеют больше острых выступающих граней и углов, более пористы, чем земные аналоги, обработанные атмосферой. Ряд ученых выражает опасения, что лунная пыль может стать серьезным препятствием для освоения Луны и длительных пилотируемых полетов с посадкой на поверхность. Лунную пыль учитывают при проектировании новых космических кораблей и скафандров, в которых человек готовится вернуться на Луну.

Микрофотографии частиц лунной пыли. NASA

Заметное воздействие на поведение лунной пыли оказывают и иные, чем на Земле, внешние условия. С технической точки зрения на Луне вакуум, поэтому привычные для землянина эффекты там далеко не всегда возможны. Слабая сила притяжения также добавляет особенностей.

Из-за нулевой влажности, ультрафиолетового солнечного облучения и потоков солнечных частиц на поверхности Луны важную роль начинают играть электростатические эффекты. Некоторые исследования показывают, что на Луне возможны целые пылевые бури из-за солнечных штормов, хотя эти бури не идут ни в какое сравнение с земными и марсианскими. Статическое электричество способно поднимать над поверхностью лишь самые мелкие пылинки. Однако со временем лунная пыль покрывает поверхности научного оборудования и оставленные человеком следы. Например, именно пылью объясняется снижение отражательных способностей уголковых лазерных отражателей, оставленных астронавтами Apollo и советскими «Луноходами». Также статическое электричество может быть ответственно за слипание пылинок между собой, налипание на скафандры и элементы оборудования во время работы на поверхности.

Загрязненные лунной пылью шлемы и скафандры астронавтов на полу лунного модуля. NASA

В целом, изучая кинокадры, записи телетрансляций, фотоснимки программы Apollo, советских и китайских спускаемых аппаратов, можно определить ряд особенностей лунной пыли. Некоторые из этих особенностей отличаются от привычных земных, поэтому приводят к непониманию или вопросам.

Почему спускаемые аппараты чистые после посадки на Луну?

КРАТКИЙ ОТВЕТ: Лунная пыль не клубится из-за отсутствия атмосферы, поэтому траектория ее разлета от газов ракетного двигателя линейна, что не позволяет пыли оседать на корпусе корабля.

Нил Армстронг, рассказывая о посадке, неоднократно упоминал пыль, которая поднялась, когда лунный модуль с работающим двигателем приближался к поверхности Луны. Вот его слова:

Это было немного похоже на посадку самолета в условиях тонкого слоя приземного тумана, когда сквозь него вам видны объекты. Однако весь этот туман быстро двигался, что немного смущало. Я был совершенно ошарашен, когда выключил ракетный двигатель. Частицы, которые расходились радиально от нижней части двигателя и улетали полностью за горизонт, после его выключения просто унеслись за горизонт и мгновенно исчезли, как будто двигатель был отключен неделю назад.

У нас есть возможность посмотреть эту посадку в записи кинокамеры, которая вела съемку через иллюминатор лунного модуля. На кадрах мы увидим подтверждение слов командира корабля о пыли, закрывающей обзор поверхности и улетающей линейно прочь от корабля. На кинокадрах мы не увидим клубов пыли. Чтобы убедиться в этом эффекте, мы можем посмотреть записи старта лунных модулей, снятые из кабины или со стороны (для Apollo 15, 16, 17). И тоже убедимся, что пыль разлетается вместе с потоками реактивных газов без привычных для Земли облаков. Причина такого поведения пыли очевидна: на Луне практически вакуум и нет турбулентности, которая на Земле возникает в атмосфере.

Нет турбулентной среды, нет закручивающихся клубов пыли, а есть только линейные потоки реактивных газов, которые падают на лунную