Большой шаг для всего человечества

Многие сегодня полагают, что нога человека никогда не ступала на поверхность Луны, программы Apollo не существовало, поскольку все это — результат заговора научной общественности и властей США. Книга Виталия Егорова в очередной раз объясняет, почему это не так. «Горький» совместно с премией «Просветитель» выбрал из нее десять самых интересных фактов.

1. Сегодня больше половины россиян считают, что американцы никогда не высаживались на Луну.

Действительно, опрос ВЦИОМ, проведенный в июле 2018 года, показал, что до 57 % жителей России полагают, будто человек никогда не ступал на поверхность Луны. Немало сторонников такой точки зрения в самих США и в других странах. Чем больше времени отделяет нас от момента завершения программы Apollo, тем больше вокруг сторонников «теории „лунного заговора”», которую вообще-то лучше называть гипотезой, т. е. предположением, не имеющим никаких доказательств. В основе этой гипотезы лежат аргументы, опирающиеся на три источника: а) обман; б) ошибка; в) незнание или игнорирование фактов.

Между тем достоверной информации о лунном проекте NASA очень много, сегодня почти вся она доступна любому желающему, и оспорить большинство аргументов гипотезы «лунного заговора» может любой интересующийся вопросом человек. Однако для этого необходимы минимальные навыки работы с информацией и хорошие знания законов физики хотя бы в школьном объеме. А, и еще привычка не переносить земной опыт на ситуации, в которых он не применим.

«Подавляющее большинство аргументов в пользу „лунного заговора” основано на простом незнании подробностей программы Apollo или законов физики. Широкий доступ к материалам лунной программы США сыграл злую шутку с NASA. Большинство людей, которые смотрят на опубликованные лунные фотографии или кинокадры, опираются на свой личный опыт, полученный на Земле. Когда лунные материалы NASA вступают в противоречие с земным жизненным опытом людей, тогда закрадываются подозрения о подделке».

2. Сторонники теории «лунного заговора» часто распространяют в интернете поддельные видеоролики, доказывающие, что кадры высадки человека на Луну были сняты в павильонах Голливуда.

В 2003 году в интернете появился минутный ролик, изображающий астронавта, спускающегося из лунного модуля Apollo на поверхность Луны, — композиция этого видео была построена по образцу знаменитых кадров, облетевших весь мир 20 июля 1969 года, когда Нил Армстронг впервые ступил на лунную поверхность. Однако в новом ролике на «астронавта» внезапно откуда-то сверху падает осветительная лампа — в доказательство того, что высадка на Луну якобы была снята в кинопавильоне.

После этого NASA получило более 3 000 возмущенных звонков — люди требовали признать, что лунная программа Apollo была подделкой. Кстати, в шестидесятые годы фотосъемки на Земле действительно велись: астронавты готовились к высадке на Луне и работе в скафандрах в самых разных земных условиях, в том числе и в специально построенных павильонах с макетами лунного модуля в натуральную величину. Эти фотографии широко известны и доступны. Однако видео, о котором шла речь, было снято значительно позже — его выпустила британская компания The Viral Factory, специализирующаяся на производстве «вирусных» рекламных роликов.

Сравнение кадров ролика The Viral Factory и телетрансляции NASA. The Viral Factory, NASA

The Viral Factory, NASA

«Это видео широко распространили добровольные сторонники теории „лунного заговора” под видом разоблачения NASA, но его самая ранняя версия опубликована на видеосервисе YouTube на канале The Viral Factory в 2006 году в категории „Юмор”, и более ранних версий не найти. Сейчас адрес сайта, указанный в записи, ведет на страницу компании, которая предлагает рекламу в центре Лондона. Поэтому некоторые YouTube-каналы, специализирующиеся на разоблачении заговоров правительства, публикуют обрезанную версию видеоролика, чтобы добавить убедительности теории „лунного заговора”».

3. Черно-белые фотографии небесных тел ценятся у астрономов выше, чем цветные. Именно этим, а не каким-то заговором, якобы запрещающим цветную съемку, чтобы мир не узнал «правду», объясняется обилие черно-белых снимков, полученных многими космическими программами по изучению Луны.

Никто никогда не запрещал вести цветную съемку Луны или на Луне, и такие кадры имеются. Достаточно вспомнить доставленные на Землю красочные цветные фото американского флага, установленного в 1969 году членами первой лунной экспедиции, Apollo-11, сразу же после выхода на поверхность земного спутника.

Однако большинство фотографий лунной поверхности, как сделанных с Земли, так и переданных космическими зондами и другими аппаратами, в том числе европейскими, японскими и китайскими, действительно выдержаны в черно-белых тонах. Но причина этого не в заговоре, а в законах физики. Современная цифровая фототехника, делающая цветные снимки, применяет светофильтры трех типов — в соответствии с особенностями сетчатки нашего глаза, колбочки которого воспринимают зеленый, красный и синий цвета. Земные фотокамеры используют фильтры Байера — массивы из трех цветных фильтров. В астрономии, когда хотят получить цветной снимок, поступают иначе: снимают три одинаковых черно-белых кадра, затем фильтруют их по-отдельности и накладывают друг на друга. Однако четкость и детальность любого снимка напрямую зависит от количества света, попавшего на чувствительную матрицу. Светофильтр, какие бы красивые эффекты он ни создавал, для света является препятствием.

Сравнение снимков места посадки Apollo 15, сделанных телескопом Hubble и окололунным космическим
аппаратом LRO. Точное место прилунения в центре белого круга. NASA, ESA

NASA, ESA

«Независимо от метода получения цветного снимка, камера через фильтры принимает меньше света, чем без них. При панхроматической съемке, без фильтров, фотосенсоры принимают весь свет в доступном диапазоне и снимки оказываются более высокого разрешения, т. е. показывают больше мелких подробностей, что привлекает и ученых, и любителей. Таким образом, черно-белую Луну снимают все, кто хочет запечатлеть наименьшие детали поверхности и получить изображение с наивысшей детализацией. Это и есть причина популярности черно-белой съемки, что ни в коем случае не отменяет многочисленные примеры цветной съемки Луны, как на ее поверхности, так и с орбиты — лунной или околоземной».

4. Возможности самых мощных современных телескопов не позволяют нам в подробностях разглядеть следы пребывания человека на Луне — но это не значит, что их там нет.

Коротко говоря, возможности телескопов определяются их разрешающей способностью (тут как раз пора вспомнить школьный курс физики). От нее зависит, предметы какого размера телескоп позволяет различить («разрешить»). Если два предмета в телескоп выглядят как одно слившееся пятно, значит, их размер ниже его разрешающей способности.

Угловое разрешение самых мощных земных телескопов позволяет разглядеть на Луне предметы размером до 28 метров — это заведомо превышает размеры следов ног астронавтов или брошенной ими техники. К тому же земным телескопам мешает атмосфера. Телескопы, работающие на орбите Земли, например знаменитый Hubble, от атмосферы не страдают, но у них и разрешающая способность меньше — до 60 метров для поверхности Луны. В лучшем случае они способны рассмотреть такие детали искусственного происхождения, как пыльные гало, оставшиеся после посадки космических аппаратов.

«При посадке корабля струя реактивных газов из сопла разгоняет тонкий верхний слой пыли, и цвет поверхности меняется. Это явление называется „галó”,  т.  е. более светлый ореол грунта, который окружает места посадок лунных модулей. Гало Apollo должно охватывать десятки метров в поперечнике, т. е. теоретически должно быть видно телескопом Hubble».

5. Наилучшие результаты дают куда менее мощные телескопы, но работающие на лунной орбите. Они уже способны непосредственно увидеть следы пребывания человека на Луне.

Американский аппарат NAC LRO, картографирующий Луну начиная с 2009 года, способен различать объекты размером до 0,5 метра. Он видит места посадок разных модулей Apollo и различает отдельные детали, хотя на фотографиях они и остаются очень мелкими. Он снимает с высоты 100 километров и, хотя может спуститься ниже, делает это редко. Во-первых, он опасается так называемых масконов — неоднородностей лунной гравитационной массы, способных быстро свести его с орбиты, а во-вторых, по мере приближения к поверхности Луны сокращается ширина видимой полосы съемки и увеличивается скорость проносящихся под камерой объектов. Тем не менее за годы работы LRO сумел разглядеть много интересного.

Сравнение снимка LRO (слева) и кадра из иллюминатора лунного модуля Apollo 15 (справа). NASA

NASA

«Что особенно важно, все фотографии LRO имеются в открытом доступе, и любой желающий может их изучать через интернет. Так, например, российские ученые смогли рассмотреть следы советских луноходов и уточнить дальность пробега каждого из них. Также можно изучать и следы, оставленные людьми в ходе программы Apollo. Снимки LRO позволяют рассмотреть тропинки, протоптанные астронавтами, следы роверов LRV, оставленное оборудование и разбросанный мусор. Многократная съемка в разное время суток позволила рассмотреть тень установленных флагов, которые сохранились до настоящего времени. Астронавт Apollo 11 Эдвин Олдрин сообщал, что видел, как струя реактивных газов во время старта с Луны сбила установленный флаг, и NAC LRO смогла это подтвердить».

6. Космические аппараты и скафандры проекта Apollo не были оборудованы ассенизационными устройствами, попросту — туалетами. Однако это не стало препятствием для полетов на Луну и обратно.

Полет первого экипажа на корабле Apollo 11 длился примерно восемь суток, самая продолжительная экспедиция на корабле Apollo 17 заняла более двенадцати с половиной суток. Большую часть этого времени астронавты проводили в легких тканевых костюмах — скафандры требовались лишь на этапе предстартовой подготовки и выведения космического корабля (до 4 часов) и во время выходов на поверхность Луны (от 2 до 8 часов). Это облегчало гигиенические процедуры, проводившиеся с помощью специальных индивидуальных средств — полиэтиленовых пакетов для твердых отходов и резиновых емкостей для жидких. В командном модуле жидкости можно было выводить за борт корабля. Астронавты также использовали влажные полотенца и салфетки.

Отходы, накопленные за время полета Apollo 11, оказались на Луне раньше людей.

NASA

Однако эти средства были довольно несовершенны и позволяли поддерживать гигиену лишь на минимальном уровне, а в условиях невесомости все, что не попадало в пакеты и емкости, летало по кабине, пока не отправлялось в систему вентиляции. Неудивительно поэтому, что, прежде чем на поверхность Луны ступила нога человека, туда отправился мешок с человеческими экскрементами. В скафандрах условия были еще более неудобные — специальное белье в роли подгузника и полый резиновый пояс, соединенный с трубкой.

«Причина столь небрежного отношения конструкторов космического корабля к такой важной части человеческой жизни достаточно проста — спешка. Это не значит, что они забыли о необходимости астронавтов ходить в туалет. Предыдущие околоземные полеты кораблей Mercury („Меркурий”) и Gemini („Джемини”) показали, что пакетов, простых емкостей и средств удаления жидкости из корабля достаточно для полетов длительностью до полутора недель. Астронавты тоже знали, что их ждет, и были готовы терпеть неприятные запахи и процедуры ради возможности полететь в космос и ступить на Луну».

7. Оказавшись на Луне, астронавты из-за веса и особенностей конструкции скафандров не могли прыгнуть выше, чем на полметра. Но если удавалось воспользоваться руками в качестве рычагов, результаты были довольно впечатляющие.

Скафандры из проекта Apollo весили до 90 кг. Благодаря тому, что сила притяжения на поверхности Луны в шесть раз меньше земной, астронавты могли в них активно перемещаться и отходить на значительные расстояния от лунного модуля. С учетом низкой гравитации общий вес космонавта в скафандре не дотягивал и до 30 кг. Казалось бы, человек легко мог, оттолкнувшись от поверхности, сделать высокий и длинный прыжок.

Однако оказалось, что подпрыгнуть вверх выше, чем на полметра, не получается. Прыжок в длину позволял преодолеть от двух до трех метров. Зато Нил Армстронг, взявшись руками за поручни лестницы, одним прыжком взлетел на высоту 160 см. Дело в том, что скафандр сам по себе довольно неудобный вид одежды, смещающий центр массы человеческого тела. К тому же надо учитывать давление внутри него. В проекте Apollo оно составляло 0,25, позже 0,3 атмосферы, что примерно равно давлению внутри надутого волейбольного мяча. Представьте себе человека внутри этого мяча — станет ясно, что в таком снаряжении особенно не попрыгаешь.

Астронавт Apollo 16 Джон Янг в прыжке и после него

NASA

«Любые попытки теоретического расчета высоты и длины прыжков астронавтов на Луне должны учитывать не только технические и физические условия. Также следует учитывать психологический фактор — осторожность, которая удерживала астронавтов от излишнего риска в попытках побить олимпийские рекорды».

8. Государственные флаги США, установленные на Луне, не развеваются на ветру, как иногда кажется на фотографиях, а висят совершенно неподвижно. В движение их могли привести либо руки астронавтов, либо порывы газов, выпускаемых из лунного модуля, если он стоял рядом.

Американские флаги, доставленные на Луну, были самыми обычными — нейлоновые полотнища, какие можно найти в любой сувенирной лавке. Прикрепленные к флагштоку обычным образом, они безвольно висели бы, как любой флаг на Земле в безветренную погоду. Чтобы избежать этого, к флагштокам присоединяли горизонтальные перекладины, позволявшие флагам гордо «реять» над поверхностью спутника Земли.

Но на самом деле флаги оставались неподвижными — ведь атмосфера Луны настолько разрежена, что можно говорить о космическом вакууме. Более того, если покрутить флагшток (а именно так астронавты вворачивали его основание в грунт), то полотнище начнет развеваться так, будто его треплет бурный ветер. Это происходит из-за отсутствия парусности, то есть сопротивления воздуха. Стоит оставить флагшток в покое — и движения погаснут. А неровности на поверхности материи образуются из-за низкой гравитации: незначительный вес флага не позволяет ему повиснуть гладким полотном.

Изменение положения флага, установленного экипажем Apollo 14: до второго выхода экипажа
на поверхность Луны (слева) и после него (справа)

NASA

«Был на Луне и практически настоящий сквозняк — флаг Apollo 14 установили почти напротив выходного люка, где был клапан сброса атмосферы из корабля. Перед каждым выходом на поверхность и перед стартом с Луны кислород выпускался из модуля через клапан. Флаг установили примерно в 8 м от выходного люка, под углом около 45 градусов от направления выхода. Потока газа из дверного клапана оказалось достаточно, чтобы не просто поколебать ткань, но и развернуть полотнище на 180 градусов».

9. Расстояние от Земли до Луны составляет около 380 тысяч км. Однако обычные космические полеты с участием людей проходят на высоте, не превышающие 500 км от поверхности Земли. Это случается не потому, что человек не может взлететь выше.

Полет к небесному телу и возвращение обратно относится к одному типу космических экспедиций, а орбитальный полет — совсем к другому. Полеты на Луну были автономными, рассчитанными на ограниченное время. Орбитальный полет одного экипажа может длиться месяцами, а, например, Международная космическая станция и вовсе непрерывно находится на орбите с конца 1998 года. При этом она достраивается, ей требуется регулярное снабжение, а еще на ней необходимо менять экипажи. Чем выше поднимется МКС, тем дороже будет обходиться доставка на нее людей и припасов.

Кроме того, у орбитальных полетов есть естественный «потолок», обусловленный положением нижнего радиационного пояса Земли, представляющего собой существенную угрозу здоровью экипажей. Здесь солнечные заряженные частицы встречаются с тяжелыми заряженными протонами земной атмосферы и происходит вторичное излучение. Протоны нижнего радиационного пояса обладают высокой проникающей способностью, и корпус МКС не может служить достаточной защитой от них на протяжении длительного времени. Даже лунные экспедиции стремились обходить этот пояс по краю или, если не получалось, пересекать напрямую по самой короткой траектории. Этот пояс располагается на высоте 1 000–12 000 км над Землей, но один его край, Бразильская магнитная аномалия, расположен низко — на высоте 400 км. Именно поэтому орбитальные станции стараются не превосходить эту высоту.

Схематичное изображение радиационных поясов Земли

ESA

А за пределами протонного пояса обшивка и оборудование космических кораблей служат достаточной защитой от космической радиации, позволяя людям совершать полеты в открытом космосе в течение длительного срока. Измерения, сделанные за время программы Apollo, показывают, что однократный полет до Марса и обратно, занимающий 350 дней, возможен при наличии алюминиевой обшивки корпуса толщиной 3,5–7 см.

«Программа полета некоторых экспедиций Apollo включала уклонение от наиболее плотных участков радиационных поясов. Самая опасная часть протонного пояса — это довольно узкий „шнур” в районе магнитного экватора диаметром в 5 000 км. Стартуя на Луну или Марс с мыса Канаверал (3 000 км от экватора) или Байконура (4 500 км от экватора), можно выбрать такую траекторию космического корабля, когда он просто не попадет в наиболее насыщенный частицами регион радиационного пояса. Именно такую траекторию выбрали во время старта Apollo 11».

10. После завершения программы Apollo в 1972 году полеты людей на Луну прекратились по одной-единственной причине — программа выполнила свою главную цель, доказав способность США сравняться в космической гонке с СССР. Никаких других причин для присутствия человека на Луне не было и нет до сих пор.

Задачи, которые можно было бы поставить перед новой экспедицией человека на Луну, делятся на четыре класса: научные, технические, экономические и политические. Однако решение любой из них или даже всех вместе не окупило бы затраты на подготовку и осуществление такого полета.

Научные задачи благополучно решаются с помощью беспилотных аппаратов: сегодня окололунное пространство изучают зонды из США, Китая, Индии и Японии; Китай совершил посадку двух своих луноходов. Строить на Луне обсерватории бессмысленно: ее крайне разреженная атмосфера полна пыли, поднятой постоянно падающими на ее поверхность мелкими и крупными астероидами. Превращать Луну в базу для освоения Солнечной системы тоже незачем — сперва должна возникнуть необходимость в такой базе. Добыча изотопа гелия-3 нерентабельна даже на Земле, а другими полезными ресурсами лунный реголит не богат. Лунный туризм сегодня возможен, но опять-таки нерентабелен. Политическое противостояние на Луне противоречит статье 2 Договора о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства.

Единственным стимулом, вынудившим США в 1960-е годы развернуть крайне дорогостоящую лунную программу, стала необходимость ликвидировать отставание от космических успехов СССР, поскольку обе страны находились в состоянии жесткого конфликта, который нельзя было разрешить силой оружия. Им оставалось бороться за первенство в космосе. В отдельные годы США выделяли на программу Apollo беспрецедентные 4,5 процента федерального бюджета. Когда цель была достигнута, программу пришлось свернуть. С тех пор новых целей человечество на Луне не нашло.

«Полет Юрия Гагарина стал отправной точкой начала лунной программы США. Полет Алана Шепарда 25 мая 1961 года подтвердил дееспособность недавно созданного Национального космического агентства — NASA. Проконсультировавшись и заручившись поддержкой инженерных специалистов, молодой новый президент Джон Кеннеди произнес свою знаменитую речь „Мы решили отправиться на Луну” („We choose to go to the Moon”). Заявленная цель была недостижима на тот момент, но основные этапы полета были примерно понятны и теоретически достижимы в случае выделения достаточных средств».

Виталий Егоров. Люди на Луне. Главные ответы. М.: Альпина нон-фикшн, 2020