Ю.И. Мухин. Из 400 кг американского «лунного грунта» для изучения в СССР не было послано ни грамма

https://ic.pics.livejournal.com/ss69100/44650003/1824239/1824239_300.jpg…Длинная дорога

МУХИН Ю. И. Читатели из Киева прислали мне упомянутый Сергеем Ивановичем американский фильм студии Island World «Для всего человечества» («For all manking»), режиссёра Эл Рейнерта (А1 Reinert), выпущенный в 1989 г. к 20-летнему юбилею «высадки на Луну первых людей» – американских астронавтов Н. Армстронга и Э. Олдрина.

Его смотрел мой оппонент, но у меня фильм вызывает гораздо больше вопросов. К примеру, почему советский зритель с ним не знаком? Почему этот и очередные юбилейные фильмы никогда не показывали по нашему телевидению?

Допустим, в СССР его не показывали по идеологическим соображениям, но ведь уже при Горбачёве мы распахнули двери для пропаганды старшего бледнолицего брата. Почему агитпроп США никогда не настаивал, чтобы его главное достижение – высадка на Луну – пропагандировалось в захватываемой стране?

Несколько общих цифр. Этот якобы документальный фильм о первых людях на Луне идёт 75 минут. Примерно через полчаса вы обязательно начнёте ругаться: когда же, наконец, будет Луна?

Дело в том, что посадка на Луну и всё остальное о пребывании астронавтов на Луне (всех, не только Армстронга и Олдрина) занимают в фильме всего около 25 минут, причём съёмки на Луне около 20,5 минуты, а собственно астронавты там – менее 19 минут. Согласитесь, что это немного, если считать, что по легенде астронавты всех экспедиций провели на Луне около 100 часов.

Вы спросите: а что же показывают в фильме первые 50 минут? Да что угодно!

Как астронавты одеваются перед стартом, как их осматривают, как они идут, как их поднимают на корабль, как стартуют, как они любуются из космоса видом Канарских островов, как переодеваются, как едят, как бреются электробритвой, как перебрасываются предметами, подвешенными в невесомости, как спят, снова как едят, снова как бреются, правда, теперь уже безопасной бритвой. Как слушают музыку аудиоплеера, какая это музыка, что сказали музыканты, когда её записывали и т. д. и т. п.

Поскольку спешить некуда, то показывают, как астронавты в шутку снимают видеофильм о себе, как рисуют к нему заставки, эти заставки (4 или 5), разумеется, обязательно показываются зрителям. Как астронавты ведут из космоса шуточный телерепортаж о новостях спорта, передаются счета в матчах баскетбольной лиги. И т. д. и т. п.

Причём всё это с искромётным американским юмором. Например, весело шутят, показывая, как астронавты оправляются (подробно объясняется, что пакеты с экскрементами надо плотно закрывать крышками, а не то экскременты облепят всю кабину). Когда один идёт оправляться, остальные, корча рожи, надевают кислородные маски, давая зрителям понять, что сильно воняет. Смешно. В общем, в бездне космоса бездна юмора. Американского.

Чтобы зрители не сильно скучали, устраивается авария: «утечка жидкого кислорода в отсеке обслуживания, где хранится кислород для дыхания экипажа». Показывается, как этот жидкий кислород хлещет фонтаном. В ЦУПе почему-то разглядывают что-то похожее на аккумуляторную батарею и дают бодрую команду: «Попробуйте планы № 4 и № 3». По этой команде астронавт хватает рулончик скотча и что-то быстро им заклеивает, блестяще спасая жизнь экипажа.

Не лишены зрители и оригинальных видов, но сначала ещё раз несколько слов об устройстве космического корабля «Аполлон» (рис. 2). Он выводится на орбиту Земли двумя ступенями ракеты «Сатурн», третья ступень разгоняет его к Луне. Сам «Аполлон» состоит из основного блока, в котором находится кабина экипажа и двигатель.

В этой кабине астронавты летят к Луне и возвращаются на Землю. Двигатель основного блока тормозит «Аполлон» у Луны и разгоняет его для возвращения на Землю. К двигателям основного блока пристыкована лунная кабина, в которой два астронавта спускаются на Луну и возвращаются на основной блок. К лунной кабине со стороны её двигателя пристыкована посадочная платформа, двигатель которой сажает платформу и лунную кабину на поверхность Луны. (С этой платформы затем стартует лунная кабина.)

Отсек экипажа невелик: это конус с диаметром у основания 3,9 м и высотой 3,2 м. Нижняя, самая широкая часть конуса заполнена запасами и оборудованием, в верхней – кресла для трех членов экипажа, в вершине конуса люк для перехода в лунную кабину. Никаких шлюзов нет.

Тем не менее через 2 часа после старта с космодрома, когда «Аполлон» с третьей ступенью «Сатурна» должен был быть ещё на орбите Земли, кто-то из экипажа Армстронга решил срочно погулять по космосу: открыл люк и вышел наружу.

Внутри отсека экипажа было достаточно телекамер, но в это время они не снимали, и это не мудрено: ведь из «Аполлона» в открытый люк должен быть спущен кислород, и два оставшихся члена экипажа должны были бы тоже надеть скафандры.

Тот астронавт, что вышел в открытый космос, сделал это исключительно для того, чтобы повисеть в безвоздушном пространстве и сказать: «Аллилуйя, Хьюстон». Вскоре Хьюстон потребовал от него вернуться в отсек, так как через несколько минут начинался разгон «Аполлона» к Луне. Кстати, было явственно видно отсутствие третьей ступени «Сатурна».

Мой оппонент С. Иншаков заговорил об упругих колебаниях, но надо не только знать эти умные слова, но и образно представлять, что это такое. Возьмите что-то упругое, к примеру, линейку, зажмите один её конец, оттяните и отпустите свободный. Это упругие колебания в чистом виде. Их особенность, как и любых колебаний, в том, что колеблющаяся часть системы всё время отклоняется от нулевого положения – того, в котором колебания затухнут.

Так вот, в фильме нет и намёка на эти самые «упругие колебания». Флаг сдувается ветром в одну сторону от нулевого положения, в одну сторону сдувается и ленточка, тянущаяся за «выходящим в космос» астронавтом. Она его всё время охватывает только с одной стороны и трепещет на сквозняке. Т. е. и «выход в космос» – это тоже голливудская подделка.

Кстати, при этом «выходе» видны кучевые облака так близко, как они видны с самолёта, а не с космической станции. Давая эту подделку, американцы показывают, что для фильма о полёте на Луну у них катастрофически не хватает материала.

В фильме надоедливо маячит центр управления полётом (ЦУП). Поскольку в нём нечего показывать – пульты и люди за ними, то бедный режиссёр из шкуры лез, чтобы разнообразить картинку: показывал, и как в ЦУПе переживают, и как радуются, и как смеются бесконечным шуткам астронавтов, и как зевают, и как пьют кофе, как едят, как курят.

Брюки и ботинки руководителя полёта показываются в фильме аж три раза, и то, что брюки коротковаты, а ботинки ярко начищены, должны запомнить все. Таким приёмом худо-бедно, но режиссёр натянул кадры ЦУПа на 9 минут общего времени фильма.

Как бы то ни было, но, в конце концов, с шутками-прибаутками, музыкой и песнями астронавты, наконец, подлетели к Луне.

Наши технически подкованные читатели утверждали, что американцы не могли высадиться на Луне в силу того, что у них не было опыта стыковки космических аппаратов. Действительно. По легенде, на пути к Луне астронавты обязаны были отстыковать от третьей ступени «Сатурна» основной блок «Аполлона», развернуть его на 180° и снова пристыковаться к лунной кабине так, чтобы верхний люк основного блока совместился с верхним люком лунной кабины, иначе Армстронгу и Олдрину невозможно было в неё перейти.

Так вот об этой сложнейшей операции в фильме не сказано ни слова! Нет кадров прощания остающегося в основном блоке астронавта с переходящими в лунную кабину, нет кадров их возвращения. А ведь это не сцена отправления малой и большой нужды астронавтами и не сцена их бритья, это должны были быть мощнейшие по драматизму кадры.

Но их нет ни для одной лунной экспедиции! Более того, после подлёта к Луне камеры отсека экипажа больше не включались, и нет ни одного кадра с его интерьером. Основной блок всё время показывался снаружи. Если я прав, и американцы сбрасывали на Луну лунные кабины без астронавтов, то так и должно быть, ведь в отсеке экипажа находились все три астронавта, и показывать его было нельзя, как нельзя было в то время снять сцены не имевших места прощаний и встреч без реальной невесомости.

На Луне

Ну да ладно. И вот они, наконец, садятся. Телекамера, расположенная где-то снаружи, снимает посадку на Луну. Примерно в нескольких метрах от поверхности, что видно по тени на поверхности Луны, перед объективом мелькает что-то вроде струй газа от двигателя и затем камера вздрагивает от толчка посадки.

Ни камешка, ни песка, ни пылинки не вылетело из-под двигателя лунной платформы тягой в безвоздушном пространстве 4530 кГс. Но когда в конце фильма показан старт с Луны лунной кабины какого-то следующего «Аполлона», стартующего со своей металлической платформы, то от струи двигателя тягой 1590 кГс полетели вверх с огромной скоростью камни, на глаз не менее чем в 20-50 кг. Сказать нечего – кино! Голливуд. К последней серии догадались, что струя двигателя как-то должна действовать на грунт.

Пара слов о том, что люди, уверенные в том, что американцы были на Луне, считают попавшие в многочисленные фотографии осветительные прожектора съёмочного павильона бликами на объективе. Прожектора попали и в кадры этого фильма, и они хорошо отличимы от бликов. (При повороте камеры блики меняют форму и следуют за камерой, а прожектора остаются неподвижными.)

Самыми трогательными, конечно, являются кадры установки американского флага. «На Луне» один астронавт вбил в грунт колышек, другой насадил на него флагшток. По легенде, флаг был из жёсткой ткани на проволочном каркасе, т. е. флагшток имел вид буквы «Г».

Так что у полотнища флага был всего один свободный угол, и этот угол показал, что он действительно свободен. Он так весело развевался на ветру «безвоздушного» пространства «Луны», что астронавт вынужден был его одёрнуть. Угол обвис. Но, как только астронавт отошёл, флаг снова весело затрепетал. (Наверное, какой-то чёртов негр всё время открывал и закрывал ворота в съёмочном павильоне, создавая сквозняк).

Ещё один психологически очень интересный эпизод. Астронавты, как О. Бендер справки, предъявили миру доказательство, что они действительно в безвоздушном пространстве Луны. Один астронавт взял в одну руку молоток, в другую – птичье пёрышко (!), поднял их на высоту плеч и одновременно отпустил.

Молоток и пёрышко упали на грунт одновременно. Съёмка была телевизионная, издалека и отвратительного качества, так что понять, что именно было в руках астронавта, невозможно.

Но нам, во-первых, важен не этот дешёвый фокус, а то, что американские дети лейтенанта Шмидта планировали это на Земле с целью доказательства своего пребывания на Луне, вернее, с целью доказательства своего нахождения в безвоздушном пространстве, для чего и «везли астронавты с собою пёрышко». Если они действительно были на Луне, то зачем это нужно?

Во-вторых, в Голливуде не хватило ума понять, что они провели физический эксперимент, по которому можно рассчитать ускорение свободного падения, а по его значению понять, на Луне это происходит или нет. Думаю, что если бы они это поняли, то сунули бы пёрышко в зад тому, кто фокус придумал. Но об этом ниже.

Все «лунные» кадры откровенно игровые: астронавты играют своё пребывание на Луне, и это бросается в глаза.

К примеру, эпизод: между телекамерой и двумя астронавтами примерно 20 м песчаной поверхности. Метрах в 2-х от камеры вертикально торчит камень сантиметров 10 в диаметре и 20 – высотой. Никаких других более-менее крупных камней больше нигде нет. По идее, телекамеру должны были установить сами астронавты и, отходя от неё, обязаны были споткнуться об этот камень.

Начался эпизод. Астронавт издалека движется обратно к камере и радостно восклицает: «Смотри какой камень!» И в центре кадра начинает его поднимать. Т. е. это «лунный» вариант анекдота про рояль в кустах.

В этих съёмках «на Луне» нет ни единого документального, естественного эпизода. Вот астронавт демонстрирует полезную деятельность – забивает в грунт небольшой штырь. От штыря не идут провода, нет никаких приборов – голый металлический штырь. Забил, спрятал молоток в карман, повернулся и побежал, распевая какую-то песенку. А зачем он его вёз на Луну и зачем забивал?

Лунные эпизоды с астронавтами явно прокручиваются в замедленном темпе с тем, чтобы создать видимость передвижения астронавтов, «как на Луне». При беге и прыжках астронавты медленно отрываются от поверхности и медленно опускаются. Несколько минут фильма они нарочно падают, чтобы показать, что падение медленное.

Если учесть, какой риск составляет действительное и очень осторожное пребывание на Луне, то поведение астронавтов с их баловством и падениями явно говорит о том, что если они и ЦУП не полностью идиоты, то это не Луна.

Вернёмся к бегу. Если отвлечься от замедленной съёмки, то видно, что астронавтам в скафандрах очень тяжело. А ведь они на Луне, где вес в шесть раз меньше, чем на земле, при том, что сила мускулатуры остаётся той же. Скажем, астронавт Олдрин в скафандре (около 11 кГс) и с ранцем жизнеобеспечения (45 кГс) весит на Земле 161 кГс, а на Луне – 27 кГс. Давайте вспомним школу и немного посчитаем.

Бег на Луне

При ходьбе и беге нога отрывает нас от земли и подбрасывает вверх на некую высоту h. Энергия этого броска равна нашему весу, умноженному на эту высоту. На Луне наш вес будет в 6 раз меньше, следовательно, при том же привычном мускульном усилии нога подбросит нас на высоту h в 6 раз выше, чем на Земле.

С высоты h нас возвращает на землю сила её притяжения за время t, рассчитываемое по формуле

где: g – ускорение свободного падения, равное на Земле 9,8 м/сек², а на Луне 1,6 м/сек²? На землю мы опустимся за время

Предположим, что Олдрин на Земле, дома, в одних трусах при ходьбе без напряжения подбрасывает своё тело на 0,1 м над землёй, тогда в воздухе он будет находиться, сек

На Луне в скафандре и с ранцем жизнеобеспечения он имеет массу в 1,5 раза больше, чем на Земле, следовательно, и высота его подъёма над поверхностью Луны будет не в 6, а в 6 : 1,5 = 4 раза больше, чем в одних трусах на Земле. С этой высоты он опустится на поверхность за время, сек

Сила мускулов ноги придаёт энергию и горизонтальной составляющей ходьбы или бега, эта энергия равна половине произведения массы на квадрат скорости. При тех же затратах мускульной энергии увеличение массы одетого в скафандр Олдрина в 1,5 раза вызовет уменьшение скорости движения его над поверхностью Луны в

раза (сопротивлением воздуха пренебрегаем) по сравнению с Олдрином в трусах на Земле.

(Мне кажется сомнительным, чтобы на глаз было заметно такое уменьшение скорости, боюсь, что я на глаз не смогу определить, идёт человек со скоростью 5 км/час или 4,1 км/час, едет ли автомобиль со скоростью 10 км/час или 8 км/час).

Предположим, что на Земле Олдрин в одних трусах делает над поверхностью за рассчитанные нами 0,14 сек шаг длиной в 0,9 м. На Луне в скафандре его скорость уменьшится в 1,22 раза, но время до опускания на поверхность возрастёт в 0,71 : 0,14 = 5,1 раза, следовательно, ширина шага Олдрина увеличится в 5,1 : 1,22 = 4,2 раза, или до 0,9 x 4,2 = 3,8 м. Скафандр затрудняет движение, и, положим, по этой причине его шаг уменьшится на 0,5 м на Земле. На Луне он тоже уменьшится на это расстояние и составит 3,8 – 0,5 = 3,З м.

Следовательно, на Луне в скафандре скорость шага движения астронавтов над поверхностью должна быть чуть медленнее, чем на Земле, но высота подъёма при каждом шаге должна быть в 4 раза выше, чем на Земле, и ширина шага в 4 раза шире.

В фильме астронавты бегают и прыгают, но высота их прыжков и ширина их шагов значительно меньше, чем на Земле. Это не мудрено, ведь когда их снимали в Голливуде, на них всё же была хотя бы имитация скафандра и ранца жизнеобеспечения, они были изрядно нагружены, и им было тяжело. И воспроизведение съёмок в замедленном темпе эту тяжесть не может скрыть.

Астронавты очень тяжело топают ногами при беге, из-под их ног вылетают килограммы песка, они еле поднимают ноги, носки всё время гребут по поверхности. Но медленно…

Такой эпизод. Олдрин с шутками и прибаутками спрыгивает с последней ступеньки лунного модуля на «Луну». Высота около 0,8 м, он руками придерживается за лестницу. Поскольку его вес в скафандре 27 кг, т. е. в четыре раза легче, чем в одних трусах на Земле, то для его тренированных мускулов этот прыжок равносилен спрыгиванию на Земле с высоты 0,2 м, т. е. с одной ступеньки.

Пусть каждый из вас спрыгнет с такой высоты, даже не придерживаясь ни за что руками, и посмотрит на своё состояние. Олдрин при прыжке со ступеньки медленно опустился на поверхность, затем у него начали сгибаться колени, и он согнулся в пояснице, т. е. он так тяжело ударился при «прилунении», что его тренированные мускулы не удержали тело в скафандре в вертикальном положении.

(В данном случае физики-ортодоксы будут настаивать на учёте массы при гашении энергии почти свободного падения, да нет проблем – E = mgh, где масса остаётся такой же как и на Земле, высота меньше метра, но вот ускорение свободного падения как ни крути в 6 раз меньше, т. е. потенциальная энергия, конвертированная в кинетическую, будет как и говорит Мухин меньше всё в те же 6 раз. И аналогию он приводит верную: в земных условиях – это прыжок с 13 сантиметровой высоты и демпфируется он, пружиня на одних носочках, отнюдь не сгибась и приседая. – Sorry, J.)

Давление на грунт

Немного предисловия к следующему расчёту. Мой оппонент принёс мне толстенную книгу «Лунный грунт из моря Изобилия», Наука, М., 1974 г. с тем, чтобы я сам прочитал и убедился, что лунный грунт, доставленный советской автоматической станцией «Луна-16», соответствует грунту, взятому астронавтами.

Да, в книге так написано. Но как это установлено? Наши учёные сообщали американцам результаты исследований лунного грунта, а американцы сообщали нам, что и у них такой. Из 400 кг американского «лунного грунта» для исследования в СССР не было послано ни грамма и, как мне кажется, до сих пор.

По поводу следов подошв астронавтов «на Луне» интересны такие данные из этой книги. Исследователи пишут, что лунный грунт «легко формуется и сминается в отдельные рыхлые комки. На его поверхности чётко отпечатываются следы внешних воздействий – прикосновений инструмента. Грунт легко держит вертикальную стенку^[10]…»

Из этого формально следует, что протекторы обуви астронавтов, обжимая грунт сверху и с боков, могли оставить чёткий след. (Хотя мне трудно понять, как исследователи могли оценить формуемость грунта, имея в своём распоряжении образец объёмом менее стопки).

Но исследователи и пишут, что грунт «…при свободном насыпании имеет угол естественного откоса в 45°^[11]» (и дают фото). Т. е. грунт без прессования не «держит стенку». Если мы на пляже насыплем мокрый песок в стакан, а затем перевернём стакан и снимем его, то песок сохранит внутреннюю форму стакана, он будет держать стенку и без прессования, при свободном насыпании. А если мы насыплем в стакан сухой песок и перевернём его, то песок растечётся, образуя конус с углом естественного откоса, т. е. он стенку не держит.

Отсюда следует, что след протектора подошв американских астронавтов должен быть чётким только в центре, а по краям обуви, где грунт не прессуется, он должен осыпаться с углом 45°. Такой след – с осыпавшимися краями – и оставлял на Луне наш луноход. На американских фото грунт держит стенку на отпечатках следов и в центре их, и с краёв. Т. е. это не лунный грунт, это мокрый песок.

Далее из этой книги можно узнать сжимаемость лунного грунта. Но сначала подсчитаем. Есть знаменитый снимок Олдрина в профиль во весь рост. Вряд ли его рост меньше 190 см с учётом подошв и его шлема. По отношению к его росту длина его обуви примерно 40 см.

Из фото отдельных следов астронавтов видно, что ширина следа почти равна половине его длины, т. е. площадь подошвы около 800 см², для учёта скруглений подошвы уменьшим эту величину на четверть – до 600 см². След имеет 10 поперечных протекторов, и с учётом примерно равных по размеру впадин эти протекторы имеют 2 см в ширину и в высоту. Площадь поверхности протекторов оценим в половину общей площади подошвы, т. е. в 300 см². Вес Олдрина на Луне хорошо известен – 27 кг.

Отсюда давление на грунт только протекторами составляет менее 0,1 кГс/см².

Из диаграммы 7 в упомянутой книге^[12] следует, что при таком давлении лунный грунт сожмётся (осядет) менее чем на 5 мм. Т. е. в реальный лунный грунт на Луне не могли бы погрузиться полностью даже протекторы подошвы астронавта.

А ведь на всех фото отпечатки подошв впечатаны так, что боковые поверхности обуви образуют вертикальные стенки даже выше подошвы! Если бы эти следы действительно были на Луне, то мы бы видели не полностью следы обуви астронавтов, а лишь неглубокие полоски протекторов.

Нет, это не Луна, это давят на мокрый песок все 161 кГс земного веса Олдрина!