Где пламя от двигателей?

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

При старте мотор взлетной 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 силя тяги посадочного двигателя в момент посадки. Но между посадкой и взлетом лунной кабины есть гораздо более существенная разница.

При посадке газовая струя двигателя ударяет непосредственно в лунную поверхность. А при взлете нижняя часть лунного модуля – посадочная ступень, – остается на Луне, и струя газа от двигателя взлетной ступени ударяет именно в нее, а не в грунт (рис. 103). Так что камням просто неоткуда взяться – посадочная ступень все-таки не из кирпича сложена. Что действительно летит во все стороны при старте с Луны – это всякие лоскутья и лохмотья, которые газовая струя взлетного двигателя, бьющая в упор в посадочную ступень, отрывает от ее теплоизоляции. Эти лохмотья хорошо видны на видеоролике, который снят через иллюминатор взлетной ступени «Аполлона-14» во время ее старта с Луны: history.nasa.gov/40thann/mpeg/ap14_ascent.mpg (2 Мбайта) (рис. 104).

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

Рис. 103

Рис. 104

Рис. 105

А вот не спеша пролетает особенно крупный лоскут.

На этом видеофрагменте также отчетливо видно, что стоящий совсем рядом с лунным модулем флаг при старте лунной кабины начинает сильно раскачиваться, но остается 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 ее детали, какие были при посадке, при взлете не наблюдается.

– Ладно, но почему при прилунении вылетевшая из-под двигателя 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 ее 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 еще раз напомню: двигатель, по легенде, отключился только через 0,9 секунды после посадки, и все 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.

Рис. 106

Вот телевизионные кадры старта «Аполлона-17» с Луны. Взлетная ступень вдруг начинает подниматься вверх, и опять – никакого пламени. Ее в самом деле, что ли, на веревке 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 маневры! Сплошные комбинированные съемки все 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. Все 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 яркое желтое 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.

Рис. 107

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 «самолета», работающих на жидком кислороде и водороде, – голубое, прозрачное и почти незаметное. Хотя двигатели эти – достаточно мощные: тяга каждого из них – 200 тонн.

Рис. 108

Третий снимок (рис. 109) – ракета «Протон». Ее двигатели в два с лишним раза мощнее, чем у «Союза» (тяга двигателей «Союза» – 400 тонн, а «Протона» – 900), но их пламя совсем неяркое, почти не выделяющееся на фоне неба. Топливо «Протона» – НДМГ (несимметричный диметилгидразин) и четырехокись азота (или азотный тетроксид, или АТ). Такое топливо сгорает без образования твердых частиц (как и газ в кухонной плите), поэтому пламя светится достаточно слабо.

Рис. 109

Четвертое фото (рис. 110) – старт ракеты «Титан-2» с кораблем «Джемини-11». «Титан» использует топливо, похожее на топливо «Протона». Окислитель – тот же самый (АТ), а горючее – так называемый «аэрозин-50»: смесь НДМГ с обезвоженным гидразином в пропорции 1:1. Конечно, двигатели «Титана» далеко не столь мощные, как «протоновские», но все-таки «Титан» – носитель, выводящий на орбиту двухместный космический корабль: тяга его двигателей – 210 тонн. А их пламя еле заметно на фоне облаков.

Рис. 110

На лунных модулях «Аполлонов» использовалось такое же топливо, на котором летает «Титан»: аэрозин-50 и четырехокись азота. А тяга двигателя посадочной ступени при посадке – немногим более тонны. Так что пламя от двигателя должно быть совсем неярким, его отблески не будут заметны на освещенной Солнцем лунной поверхности и вряд ли смогут заметно подсветить тень от лунного модуля.

Пламени двигателя взлетающей лунной ступени (тяга – полторы тонны) действительно не видно, но при этом надо сказать, что на телевизионных кадрах ее взлета вообще мало что видно – очень уж неважное у них качество. Видеофрагмент со взлетом лунной кабины с Луны (вид со стороны) можно найти здесь: history.nasa.gov/40thann/mpeg/ap17-ascent.mpg (4 Мбайта). Однако в конце этого видеоролика кабина поднимается на большую высоту (длинная у насовцев была запасена веревка, правда?) и поворачивается двигателем к камере. В это время телекамера издали «заглядывает» прямо в двигатель, и становится видно пламя внутри камеры сгорания, имеющее очень высокую температуру.

А о двигателях ориентации и говорить смешно: их тяга – всего-навсего 45 килограммов (топливо – то же самое). На фоне ярко освещенной Луны их пламя совсем незаметно. Видеоролик, где показаны маневры лунной кабины «Аполлона-11» перед стыковкой с основным блоком, можно посмотреть здесь: http://spaceflight.nasa.gov/gallery/video/apollo/apollo11/mpg/apollo11_onbclip14.mpg (1,7 Мбайт).

А если бы это были комбинированные съемки, то тут уж мастера по спецэффектам точно постарались бы вовсю: изобразили бы пламя минимум на пол-экрана. Вот художник из NASA тоже не пожалел пламени на картинке взлета «Аполлона» с Луны (см. выше).