55 лет назад астронавты на борту лунного модуля миссии Apollo 11 стали первыми людьми, которые не только совершили посадку на Луну, но и стартовали в космос с другого небесного тела. Трудно ли это было сделать? Давайте разберемся вместе.
Астронавты Apollo 11 на Луне
55 лет назад астронавты миссии Apollo 11 совершили первую в истории посадку на Луну. Точнее, сделали это двое из них: Нил Армстронг и Базз Олдрин. Именно они находились на борту лунного модуля Eagle, когда он достиг поверхности нашего спутника. Майкл Коллинз в это время ждал их возвращения на борту командного модуля, который продолжал находиться на орбите.
Посадка далась Армстронгу и Олдрину нелегко. Все время, пока они искали удобную площадку для, модуль расходовал топливо, чтобы удержаться над поверхностью нашего спутника. Если бы это продолжалось слишком долго, посадку пришлось бы отменить.
Потому что это изначально не было путешествие в один конец. Ведь уже через 21 час после этого они стали первыми людьми, которые осуществили успешный старт с поверхности другого небесного тела.
Трудно ли осуществить старт с поверхности Луны?
Чтобы запустить трех астронавтов на Луну, инженерам пришлось построить огромную ракету Saturn 5 высотой 110 м. Казалось бы, аппарат, стартовавший с Луны, никак не мог бы весить те 4,6 т, которые имел Eagle при старте с нее. Однако на самом деле это не так.
В первую очередь надо заметить, что при старте с Луны модулю с астронавтами не надо было иметь на борту топливо и припасы для возвращения на Землю. Все это оставалось на командном модуле, где находился Коллинз. То есть все, что нужно было Армстронгу и Олдрину — это стартовать с Луны, выйти на орбиту и состыковаться с ней.
При этом сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле, а орбитальная скорость составляет не 8 км/с, как для нашей планеты, а лишь 1,6 км. Кроме того, надо помнить, что формула Циолковского, определяющая количество топлива, которое должно быть на борту ракеты для того, чтобы выйти в космос, учитывает и его собственную массу, которую надо поднимать туда, где оно понадобится.
Поэтому на самом деле топлива для старта с Луны необходимо было не в пять и не в шесть, а в десятки раз меньше, чем на Земле. К тому же астронавты оставили на поверхности Луны так называемую посадочную ступень, то есть опоры, которыми Eagle касался почвы при посадке, баки для топлива и раму, где все это было смонтировано. В результате полезная нагрузка на борту модуля составляла лишь около 400 кг.
Некоторые вопросы по старту
Конечно, такое решение означало, что если бы у части модуля, в середине которого находились Армстронг с Олдрином, возникла необходимость снова сесть на поверхность, сделать этого они бы не смогли. Но при возникновении такой ситуации их бы в любом случае ждала смерть.
Один из вопросов, который мог бы возникнуть относительно старта с поверхности Луны, заключается в том, что там нет атмосферы. Поэтому привычный нам аэродинамический полет там невозможен, и самолет или вертолет так и остались бы на поверхности.
Однако астронавты Apollo использовали ракетный двигатель. Его недостатком, по сравнению с винтами и реактивными турбинами, является «прожорливость» в отношении топлива. Зато он абсолютно никак не взаимодействует во время работы с окружающей средой. Поэтому его и используют в вакууме. Отсутствие атмосферы даже облегчило старт с Луны, ведь во время полета не пришлось преодолевать ее сопротивление.
Наконец, экономия топлива происходила и после того, как командный и лунный модули состыковались. Астронавты перешли к первому, перенесли на него все собранные образцы, а второй отстыковали, и впоследствии он упал на поверхность Луны.
Сложно ли будет стартовать с Луны в будущем?
Сложность в старте с Луны таки была. Однако заключалась она вовсе не в том, что надо было сделать на ней, а в том, что перед этим происходило на Земле. Ведь какой бы малой ни была масса топлива и всех конструкций, которые необходимы были для старта с нее, везти их все приходилось с Земли. Собственно, именно поэтому Saturn 5 и был таким большим. Все это помещалось внутри него, а кроме того, он нес топливо, которое необходимо было для вывода всех этих конструкций на орбиту, отправку их к Луне и торможение возле нее.
Все это вызывает определенные вопросы относительно того, как будет происходить освоение Луны в будущем. Ведь на ней планируют построить базу. Очевидно, что каждый раз возить аппараты для старта с поверхности Земли не получится. И даже возить с этой целью топливо будет слишком дорого.
Единственный выход — добыча топлива непосредственно на Луне, например, путем разложения водяных льдов, которые есть на ее полюсах, на водород и кислород. Сами же аппараты, которые будут курсировать между поверхностью и орбитой, будут напоминать лунный модуль Apollo 11, но будут способны многократно садиться на Луну и взлетать с нее.
