Юрий Мухин - Лунная афера США

Первое, что сразу бросается в глаза, — это мизерная мощность луномобиля. Все четыре двигателя на его колёсах в сумме дают как раз одну лошадиную силу. Но это исполнительные двигатели, они бы такую мощность может быть и взяли, да кто же им даст? Ведь суммарная мощность двух батарей 300 Вт, т. е. всего 0,4 лошадиной силы. Масса этой «шайтан-арбы» как у «Запорожца» и всего на центнер меньше, чем у «Жигулей», а мощность 0,4 л.с. Не многовато ли? Я поискал в доме бытовой прибор с мощностью, как у американского луномобиля. Дрель — 750 Вт, кстати, на рынке самая маломощная дрель — 420 Вт. Принтер — 700 Вт, мясорубка — 420 Вт, наконец, нашёл в углу одного из кухонных шкафов старую кофемолку, которой редко пользовались, — 115 Вт. Вы можете себе представить «Запорожец», который ехал бы по сухому песку с двигателем не в 30 кВт, а 0,3 кВт? У меня был «Запорожец», и я себе такого представить не могу. Хиви мне скажут, что я ничего не понимаю в луномобилях, что на Луне «Ровер» быстро ездил по песку, оставляя глубокие колеи, лихо взбирался на горки и т. д. Я это тоже видел. Но это же кино! А я говорю «за жизнь».

Возьмите секундомер и рулетку и взбегите на один пролёт лестничного марша как можно быстрее. Замерьте время, которое вам понадобилось, и высоту пролёта. Затем свой вес (в кг) умножьте на высоту пролёта (в метрах) и разделите на время (в секундах), и на 75. Уверен, что результат (ваша мощность в лошадиных силах) у вас будет больше единицы. И в этом нет ничего странного: любой человек без проблем может развить мощность в одну лошадиную силу, тренированные люди развивают мощность в несколько лошадиных сил, а спортсмен — и до десятка. Спросите себя: на хрена было тащить на Луну телегу массой в 210 кг, т. е. в полтора раза больше, чем масса обоих астронавтов, если каждый из них может длительно развивать мощность (скажем, при ходьбе) большую, чем мощность этой телеги?

Велосипедист-любитель без проблем развивает скорость 30 км/час, при скорости луномобиля (10 км/час) велосипедист тратит энергии столько же, сколько и при обычной ходьбе, при скорости 5 км/час — в 4 раза меньше. То есть если бы дело действительно шло о Луне, то американские инженеры соединили бы вместе два велосипеда и заставили бы астронавтов крутить педали, при этом тележка была бы в 10 раз легче «Ровера», а мощность её в 10 раз больше.

Но теперь понятно, такое сооружение не впечатлило Стенли Кубрика, ему требовалось показать автомобильную мощь США. Но, чтобы придать этой телеге мощность хотя бы в 4 лошадиные силы, на неё нужно было грузить 300 кг батарей. Вот американские жулики и выкрутились: батарей загрузили 30 кг, а эфир заполнили болтовнёй о бешеной скорости этого агрегата.

И ещё по поводу пояснений хиви, что луномобиль при скорости свыше 10 км/час наскакивает на булыжники, и если у него колёса будут как у велосипеда, то они не выдержат динамических нагрузок. Должен сказать, что у велосипедистов, в отличие от хиви НАСА, есть головы, и они им нужны и для того, чтобы не наскакивать на скорости на булыжники.

История с горючим

Хиви НАСА. А ещё критики говорят:

— У них с горючим странная история. На «Аполлоне-11» горючего не хватило для спуска, еле посадили лунный модуль весом в 102 кило. При том же самом количестве горючего спускаемый аппарат на «Аполлоне-17» весил уже аж в пять раз больше, и никаких проблем не было.

— Чего? Сто два килограмма??? Да один астронавт весит больше! Это явная ошибка, которая встречается повсеместно.

— Значит, имеется в виду вес лунный, а не земной.

— Вы, значит, хотите сказать, что земной вес лунного модуля Apollo-11 был 102 x 6 кг (в шесть раз больше, чем на Земле), то есть 712 килограммов? «Маловато будет!»

По данным NASA, начальная масса лунного модуля «Аполлона-11» составляла 15,1 тонн, в том числе 10,5 тонн топлива. Модуль этот состоял из двух ступеней: посадочной и взлётной. Сухая (т. е. без топлива) масса посадочной ступени — 2 тонны, топливо посадочной ступени — 8,2 тонны. Сухая масса взлётной ступени — 2,2 тонны, топливо основного двигателя взлётной ступени — 2,4 тонны. Кроме того, во взлётной ступени находилось также 0,3 тонны топлива для двигателей ориентации. (Все цифры округлены до десятых долей тонны.)

Если считать, что из 15,1 тонны массы лунного модуля к моменту посадки было израсходовано практически всё топливо посадочной ступени (в полёте «Аполлона-11» в общем-то так оно и было), то в момент посадки масса лунного модуля составляла 15,1 — 8,2 = 6,9 тонн, а его вес на Луне — немногим более тонны.

Этот «лунный модуль весом 102 килограмма» — очевидная ошибка во многих источниках, на которую не обращают внимания. Это лишний раз показывает, как люди смотрят только на конечные выводы, не вдаваясь в доказательства.

Лунные модули последующих «Аполлонов» на Луне действительно весили несколько больше, чем модуль «Аполлона-11». Во-первых, астронавтам «Аполлона-11» пришлось долго маневрировать над поверхностью, уводя корабль в сторону от скопления камней, сесть на которое было невозможно, поэтому они потратили практически всё посадочное топливо (его у них осталось меньше чем на минуту работы посадочного двигателя). Остальным «Аполлонам» подвернулись более ровные места посадки, поэтому у них после прилунения оставался некий запас топлива, впрочем, весьма скромный: космические корабли заправляют без особых излишеств. Во-вторых, в следующих полётах увеличилось количество оборудования, которое астронавты доставляли на Луну: в частности, у них появился тот самый луномобиль, которого не было у первых экспедиций. Но то, что лунный модуль «Аполлона-17» весил в пять раз больше, чем у «Аполлона-11» — полная ерунда. Его масса была больше в лучшем случае на тонну-другую, ни о каких «разах» речи здесь идти не может.

— А как этот лунный модуль вообще летал?

В этом модуле стоят два астронавта (сесть им негде). Если кто-то из них переступит с ноги на ногу, то центр тяжести системы сместится, модуль потеряет равновесие и упадёт. Такая штука должна летать, как летает воздушный шарик, если его надуть и отпустить, не завязывая — то и дело вилять в разные стороны и, в конце концов, врезаться в Луну.

— Вы правы — если равнодействующая силы тяги двигателя не проходит через центр тяжести ракеты, то ракета начинает поворачиваться. Однако перемещение астронавтов — не самое страшное, что может случиться с лунным модулем. Очень существенную часть его массы составляет жидкое топливо. И это топливо весело плещется в баках, а вместе с ним гуляет туда-сюда и центр тяжести системы. Две с лишним тонны топлива взлётной ступени — это вам не астронавт, переминающийся с ноги на ногу! Кроме того, при подъёме взлётная ступень летит не по прямой, а совершает некий манёвр с разворотом. Вначале она поднимается вертикально, потом наклоняется и разгоняется по пологой траектории, чтобы выйти на орбиту вокруг Луны. Поэтому совершенно необходимо уметь управлять направлением тяги: удерживать его проходящим через центр тяжести, когда надо лететь по прямой, и намеренно смещать его от центра тяжести, когда надо изменить курс. Всё сказанное, кстати, справедливо не только для взлётной ступени, но также и для любой ракеты, взлетающей с Земли. Ракету-носитель удерживать на курсе даже тяжелее — жидкое топливо при старте составляет подавляющую часть её массы, и смещения центра тяжести из-за смещения топлива куда существеннее, чем для лунного модуля. Итак, чтобы ракета (будь то лунный модуль или мощный носитель) не упала и летела туда, куда нужно, ей необходимо управлять.

Изобретательные инженеры-ракетчики выдумали немало способов управления направлением тяги. Самый старый — газовые рули, которые применялись ещё на «Фау-2». За соплом ставят небольшие графитовые плоскости, которые могут поворачиваться и частично отклонять поток газа в ту или иную сторону. (Очень похоже на руль на морском судне.) Можно отклонять газовый поток и целиком — если двигатель не жёстко закрепить в корпусе, а установить в кардановом подвесе, чтобы его можно было отклонять в стороны. Так управлялась американская лунная ракета «Сатурн-5». Можно, наконец, в дополнение к основному двигателю поставить несколько маломощных поворотных рулевых двигателей или камер сгорания. Так сделано на ракете «Союз».

Непременная часть системы управления любой ракеты — автомат угловой стабилизации. Именно он обеспечивает устойчивость ракеты в полёте. Входящие в его состав гироскопические датчики вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные угловым отклонениям ракеты от требуемого положения. Эти сигналы усиливаются и подаются на рулевые органы ракеты (газовые рули, приводы поворота двигателей и т. п.) (рис. 127), и ракета разворачивается и занимает нужную ориентацию в пространстве. Эта задача давно отработана — как уже сказано, её необходимо решить для любой ракеты, и ничего специфического в управлении именно лунным модулем нет.