Планета Земля и Луна
Луна - наш космический спутник

Взгдяд на космос

Полет корабля "Аполлон-11"

    16 июля 1969 года три американских астронавта: Нил Армстронг (командир корабля), Майкл Коллинз (пилот основного блока) и Эдвин Олдрин (пилот лунного отсека) – заняли свои места в космическом корабле «Аполлон-11». Перед ними была поставлена главная задача: совершить посадку на Луну и возвратиться на Землю. И вот наступил долгожданный момент. В 16 часов 32 минуты (все события указаны по московскому времени, которое впереди вашингтонского времени ровно на 7 часов) гигантская ракета-носитель «Сатурн-5» (ее длинна 111 м, а стартовая масса около 3000 т), объятая клубами дыма и пламени, оторвалась от пусковой платформы и стала стремительно удаляться, унося с собой трех землян. Им предстояло совершить труднейший полет, равного которому еще не бывало.

     Через 12 минут после старта «Аполлон» вместе с последней, третьей ступенью ракеты-носителя (масса этого комплекса около 130 т) вышел на околоземную орбиту. Третья ступень «Сатурна» выполняла роль разгонного блока. С ее помощью скорость «Аполлона» была доведена почти до 11 км/с (38 945 км/ч), и космический корабль направился к Луне. По мере удаления от Земли скорость «Аполлона» уменьшалась: движение тормозило притяжение нашей планеты. И когда «Аполлон» пролетал около Луны, его скорость была немногим более 2,5 км/с. Но, как известно, вторая космическая скорость вблизи нашего спутника составляет около 2,4 км/с. Поэтому для выхода на орбиту искусственного спутника Луны астронавтам пришлось притормозить свой корабль. После окончания работы тормозного двигателя его скорость относительно Луны составляла 1,6 км/с. А это как раз то, что и требовалось, первая космическая скорость вблизи Луны. Теперь силой лунного притяжения космический корабль удерживался на селеноцентрической орбите со средней высотой около 110 км.

Лунный модуль Аполлона-11, Орел, возвращающийся с поверхности Луны к командному модулю
Лунный модуль «Аполлона-11», «Орел», возвращаю-щийся с поверхности Луны к командному модулю. Центральной в проекте «Аполлон» была исполинская ракета «Сатурн-5». Ее разработали исключительно для доставки человека на Луну.
Полет человека на Луну, корабль "Аполлон-11"
Нил Армстронг сфотографировал серию научных экспериментов «Аполлона», используя 70-миллиметровую камеру, специально сконструированную для съемки лунной поверхности. Здесь мы видим «База» Олдрина, проводящего сейсмическое исследование.
Нил Армстронг сфотографировал серию научных экспериментов Аполлона

     После того как Нил Армстронг и Эдвин Олдрин перешли из отсека экипажа в лунную кабину (вес лунной кабины 14,7 т, включая топливо; высота - 7 м), последняя была расстыкована с основным блоком. Затем был включен двигатель посадочной ступени и кабина стала приближаться к Луне. А третий член экипажа, Майкл Коллинз, в основном блоке «Аполлона» нес бессменную вахту на окололунной орбите. Он должен был дождаться своих коллег и принять их на корабль, когда те возвратятся с Луны. Конструкция лунной кабины допускала возможность прилунения в автоматическом режиме. Однако Армстронг еще на Земле решил: когда до Луны останутся последние метры, он перейдет на полуавтоматический режим спутника. Ведь автоматика не знает, как выбирать посадочные площадки, а если к моменту прилунения не будет полностью погашена горизонтальная скорость, то лунная кабина может еще за что-нибудь зацепиться на Луне и опрокинуться. И Армстронг на последнем участке спуска (с высоты 150 м) стал управлять лунной кабиной вручную.
     Автоматическая посадка вела кабину прямо в кратер с камнями диаметром до 3 м. Но Армстронг решил не рисковать - тянуть дальше… В это время Хьюстон передал: «Шестьдесят секунд!» Это означало, что горючего у тормозного двигателя «Орла» (позывной лунной кабины) осталось ровно на одну минуту работы. Предельный минимум запаса - 20 секунд. Дойдя до этого предела, Армстронг был обязан прекратить дальнейший спуск (отказаться от посадки на Луну!), запустить стартовый двигатель взлетной ступени и идти на соединение с основным блоком. Прошло еще секунд десять, а командир почему-то медлил с посадкой… В Центре управления полетом (в Хьюстоне) не знали, что перед Армстронгом встало новое препятствие: струя газов, вытекавшая из сопла работающего двигателя, подняла облако пыли, и Нил не видел решительно ничего! Его пульс достиг 156 ударов в минуту! И когда до критической черты осталось каких-то 10 последних секунд, «Орел» коснулся лунного грунта.
     «Есть лунный контакт! – закричал Олдрин. – О’кей! Выключить двигатель». Но Армстронг, находясь в состоянии сильного нервного напряжения, забыл выключить двигатель. И вот раздался взволнованный голос Армстронга: «Хьюстон, говорит База Спокойствия. “Орел” прилунился!» Это событие произошло 20 июля 1969 года в 23 часа 18 минут (в 16 часов 18 минут по вашингтонскому времени). Прилунение состоялось на юго-западной окраине Моря Спокойствия. В заботах о посадке все забыли про Коллинза, который в основном блоке продолжал делать витки вокруг Луны. Не без волнения он стал вызывать на связь Хьюстон: «Хьюстон, вы слышите Колумбию?» («Колумбия» - позывной основного блока.) «Мы слышим тебя, Колумбия. Он сел на Базе Спокойствия. “Орел” на Базе Спокойствия». Коллинз: «Эх, я слышу такую вещь… фантастика!»
     После посадки астронавты в течение 3 минут находились в полной готовности совершить аварийный старт с Луны. А так как этого не потребовалось, Армстронг и Олдрин получили разрешение продолжить выполнение программы. Прежде чем выйти из лунной кабины, астронавты помогли друг другу облачиться в скафандры, проверили их герметичность и работу системы жизнеобеспечения. И только примерно через 6,5 часов после прилунения Армстронг открыл люк лунного отсека и осторожно спустился по трапу. Став на Луну сперва правой, а затем левой ногой, он произнес свою фразу: «Этот маленький шаг одного человека означает гигантский скачек для человечества».
     Итак, 21 июля 1969 года в 5 часов 56 минут по московскому времени, или 20 июля 1969 года в 22 часа 56 минут по вашингтонскому времени, человек ступил на Луну. Астронавт был в специальном защитном скафандре. За спиной - ранец с системой жизнеобеспечения и рация для связи. Подобное снаряжение весит около 80 кг. Но это в условиях земной силы тяжести, а на Луне все примерно в 6 раз легче. Поэтому даже с таким снаряжением астронавт весил неполных 25 кг и во всем теле ощущал удивительную легкость. Через 19 минут к Армстронгу присоединился Эдвин Олдрин. «Пустынное великолепие!» - такими словами охарактеризовал он лунный пейзаж.
     Время прилунения было выбрано так, чтобы Солнце находилось невысоко над горизонтом и температура не так сильно отличалась бы от земной. Сперва астронавты определяли, насколько прочен лунный грунт, и осваивались с непривычной обстановкой, а затем стали ходить удивительно большими шагами. Ослабленная тяжесть заметно облегчала передвижение. Оказалось, что в лунном мире удобнее всего передвигаться «по способу лягушки» - прыжками. Высота прыжков достигала 2 м. Плавные полеты астронавтов напоминали движение, заснятые замедленной киносъемкой. Астронавты заметили, что на Луне можно гораздо сильнее наклоняться, чем на Земле, в любую сторону без потери равновесия. Во время сбора лунных минералов им было легко опускаться на колени, а затем снова вставать. Они не почувствовали никакой усталости, ни разу не упали, хотя лунная поверхность была почти везде изрыта метеоритной бомбардировкой.

Первая экскурсия по Луне


     И все же, несмотря на небольшую силу тяжести, ранец, находившийся за спиной, тянул назад. Чтобы уравновесить это действие, приходилось немного наклоняться вперед - принимать позу «усталой обезьяны». Сверху поверхность Луны была покрыта каким-то мелкозернистым порошкообразным веществом черного цвета, похожим на измельченный уголь. И поэтому везде, где только ступали астронавты, на лунной поверхности оставались отпечатки четких следов. Толщина рыхлого пылевого слоя не превышала нескольких см и только на склонах некоторых кратеров была больше. Как заметил Олдрин, в лунном мире по внешнему виду «трудно определить прочность грунта, пока не ступишь на него ногой и не почувствуешь его твердости. Вот почему на Луне нужно ходить очень осторожно». Отсутствие на Луне атмосферы придавало лунному ландшафту необычную контрастность. Когда астронавт переходил в не освещенную Солнцем сторону лунного отсека, то, находясь в кромешной темноте, он становился «невидимкой». При этом в скафандре с водяным охлаждением хорошо чувствовалось резкое понижение температуры снаружи.

Нейл Армстронг
Нейл Армстронг в лунном модуле. Автоматическая посадка вела кабину прямо в кратер с камнями диаметром до 3 м. Но Армстронг решил не рисковать - тянуть дальше… Хьюстон: «60 секунд!»
Полет человека на Луну, корабль "Аполлон-11"
Эдвин Олдрин приветствует флаг США установ-ленный на Луне. и оставили медали с изображением людей, отдавших свою жизнь делу изучения Все-ленной: советских и американских.
Эдвин Олдрин

     Первая «прогулка» по Луне продолжалась 2,5 часа. Она оказалась менее утомительной, чем предполагали. Астронавты проверили способность передвижения человека по лунной поверхности, собрали 21 кг образцов лунный пород, установили на Луне научные приборы - сейсмометр и лазерный отражатель. Первые лунопроходцы укрепили на лунной поверхности национальный флаг США и оставили медали с изображением людей, отдавших свою жизнь делу изучения Вселенной: советских – Юрия Гагарина и Владимира Комарова и американских Вирджила Гриссома, Роджера Чаффи и Эдуарда Уайта. Кроме того на Луну были доставлены миниатюрные флажки 136 государств мира, в том числе флажок Советского Союза и металлическая пластинка с выгравированными на ней словами: «Здесь люди с планеты Земля впервые ступили ногой на Луну. Июль, год 1969 от Рождества Христова. Мы пришли с миром от всего человечества».
     «Находясь на поверхности Луны, - рассказывал Эдвин Олдрин, - мы не ощущали никаких запахов в скафандрах, ни в гермошлемах. Вернувшись в кабину и сняв шлемы, мы почувствовали какой-то запах… я уловил отчетливый запах лунного грунта, едкий, как запах пороха. Мы занесли в кабину довольно много лунной пыли на скафандрах, башмаках… Запах ее мы почувствовали сразу». Первая экспедиция пробыла на Луне около 22 часов. 22 июля в 3 часа 54 минуты был включен двигатель взлетной ступени лунной кабины (ее масса 4,8 т вместе с топливом), и она направилась навстречу с основным блоком. Но если бы «Орел» по какой-то причине не смог взлететь с Луны, гибель двух астронавтов была бы неизбежной. Это был риск, и, как говорили сами астронавты, риск немалый.
     Старт с Луны наблюдал с орбиты третий член экипажа – Майкл Коллинз: «Для меня самым приятным было видеть, как “Орел” поднимается с поверхности Луны. Это привело меня в сильное возбуждение, так как впервые стало ясно, что мои товарищи справились с задачей. Они сели на Луну и снова взлетели. То был прекрасный лунный день, если только можно говорить о лунных днях». Операция по сближению и стыковке длилась 3,5 часа. После ее завершения лунные путешественники перешли в командный отсек «Аполлона», а взлетная ступень за ненадобностью была оставлена на орбите. Посадочная ступень лунной кабины, выполнившая роль стартовой площадки, осталась на Луне. 22 июля, находясь по другую сторону Луны (в самом начале седьмого дня пребывания в космосе), астронавты включили маршевый двигатель командного отсека, и корабль «лег на курс» к Земле.
     С каждой минутой, увеличивая скорость, «Аполлон-11» приближался к месту завершения своего полета. 23 июля в 22 часа 58 минут космический корабль миновал среднюю точку возвратного пути. А в Тихом океане стоял начеку авианосец «Хорнет», готовый в любое время подобрать путешественников и груз лунных пород. Но метеостанции предупредили о сильном шторме в районе приводнения. Поэтому руководители полета решили опустить «Аполлон-11» в другом месте. И авианосец полным ходом устремился к новому месту приводнения.
     В четверг, 24 июля «Аполлон-11» со второй космической скоростью подлетел к Земле, обогнул Австралию… Командный отсек корабля отделился от отсека обслуживания. На высоте 130 км командный отсек с экипажем пронесся над островами Гильберта и стал входить в атмосферу, оставляя за собой огненный след. Минут через пятнадцать после этого раскрылись три огромных парашюта и отсек со скоростью около 9 м/с опустился на воды Тихого океана в 1530 км к юго-западу от Гавайских островов - в 4,3 км от расчетной точки приводнения и в 22 км от спешившего к нему авианосца. Так 24 июля 1969 года в 19 часов 50 мин завершилась первая лунная экспедиция.
     Очутившись в воде, отсек с астронавтами повернулся вверх дном и выровнялся лишь после того, как под водой были надуты прикрепленные к нему резиновые мешки. Затем спасательная команда приступила к вылавливанию кабины из воды. На все это ушло 3 часа и 3 минуты. С помощью вертолета экипаж был доставлен на палубу авианосца. Заиграл военно-морской оркестр, и астронавты, помахав руками, один за другим быстро пошли в блестящий карантинный фургон. В нем люди, их вещи и образцы лунных пород были доставлены в Хьюстон, в лунную приемную лабораторию, где первые покорители Луны в обязательном порядке должны были пройти 18-дневный карантин. Ведь тогда еще всерьез обсуждался вопрос о лунных микроорганизмах. Поэтому были приняты самые строгие меры, чтобы не занести с Луны на Землю какую-нибудь опасную инфекцию. Но все обошлось благополучно. «Лунной болезнью» не заболел никто.
Олег Николаевич Коротцев, "Астрономия для всех" 


Сколько весит Космонавт?

     Представим себе, что мы отправляемся в путешествие по Солнечной системе. Какова сила тяжести на других планетах? На каких мы будем легче, чем на Земле, а на каких тяжелее? Пока мы еще не покинули Землю, проделаем такой опыт: мысленно опустимся на один из земных полюсов, а затем представим себе, что мы перенеслись на экватор. Интересно, изменится ли наш вес? Известно, что вес любого тела определяется силой притяжения. Она прямо пропорциональна массе планеты и обратно пропорциональна квадрату ее радиуса. Следовательно, если бы наша Земля была строго шарообразна, то вес при перемещении по ее поверхности оставался бы неизменным.
     Но Земля - не шар. Она сплюснута у полюсов и вытянута вдоль экватора. Экваториальный радиус Земли длиннее полярного на 21 км. Выходит, что сила земного притяжения действует на экваторе как бы издалека. Вот почему вес одного и того же тала в разных местах Земли неодинаков. Тяжелее всего предметы должны быть на земных полюсах и легче всего – на экваторе. Здесь они становятся легче на 1/190 по сравнению с их весом на полюсах. Конечно, обнаружить это изменение веса можно только с помощью пружинных весов. Небольшое уменьшение веса предметов на экваторе происходит также за счет центробежной силы, возникающей вследствие вращения Земли. Таким образом, вес взрослого человека, прибывшего с высоких полярных широт на экватор, уменьшится в общей сложности примерно на 0,5 кг.
     Теперь уместно спросить: а как будет изменяться вес человека, путешествующего по планетам Солнечной системы? Наша первая космическая станция - Марс. Сколько же человек будет весить на Марсе? Сделать такой расчет нетрудно. Для этого необходимо знать массу и радиус Марса. Как известно, масса «красной планеты» в 9,31 раза меньше массы Земли, а радиус в 1,88 раза уступает радиусу земного шара. Следовательно, из-за действия первого фактора сила тяжести на поверхности Марса должна быть в 9,31 раза меньше, а из-за второго - в 3,53 раза больше, чем у нас (1,88*1,88=3,53). В конечном счете она составляет там немного более 1/3 части земной силы тяжести (3,53/9,31 = 0,38). Таким же образом можно определить напряжение силы тяжести на любом небесном теле. Теперь условимся, что на Земле космонавт-путешественник весит ровно 70 кг. Тогда для других планет получим следующие значения веса:

     - Плутон 4,5 кг
     - Меркурий 26,5 кг
     - Марс 26,7 кг
     - Сатурн 62,7 кг
     - Уран 63,4 кг
     - Венера 63,4 кг
     - Земля 70,0 кг
     - Нептун 79,6 кг
     - Юпитер 161,2 кг

     Как видим, Земля по напряжению силы тяжести занимает промежуточное положение между планетами-гигантами. На двух из них – Сатурне и Уране – сила тяжести несколько меньше, чем на Земле, а на двух других – Юпитере и Нептуне - больше. Правда, для Юпитера и Сатурна вес дан с учетом действия центробежной силы. Последняя уменьшает вес тела на экваторе на несколько процентов.
     Следует заметить, что для планет-гигантов значения веса даны на уровне верхнего облачного слоя, а не на уровне твердой поверхности, как у земноподобных планет. На поверхности Венеры человек окажется почти на 10% легче, чем на Земле. Зато на Меркурии и на Марсе уменьшение веса произойдет в 2,6 раза. Что же касается Плутона, то на нем человек будет в 2,5 раза легче, чем на Луне, или в 15,5 раза легче, чем в земных условиях. А вот на Солнце гравитация в 28 раз сильнее, чем на Земле. Человеческое тело весило бы там 2 т и было бы мгновенно раздавлено собственной тяжестью. Впрочем, еще не достигнув Солнца, все превратилось бы в раскаленный газ. Другое дело - крошечные небесные тала, такие как спутники Марса и астероиды. На многих из них по легкости можно уподобиться… воробью! Вполне понятно, что путешествовать по другим планетам человек может только в специальном скафандре, снабженном приборами системы жизнеобеспечения. Вес скафандра американских астронавтов, в котором они выходили на поверхность Луны, равен примерно весу взрослого человека. Поэтому приведенные нами значения веса космического путешественника на других планетах надо по меньшей мере удвоить. Только тогда мы получим весовые величины, близкие к действительным.
Cottage.Ru: экологически чистые коттеджные поселки
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru