На заре программы «Меркурий» Джон Шиа, главный администратор NASA, предложил способ защиты тепловых экранов космических модулей от растрескивания при вхождении в земную атмосферу после «космического холода»:

«Шиа спросил, за какой период времени тепловой экран охлаждается до той стадии, когда начинаются проблемы. Ответ был - «около тринадцати часов». Так зачем космическому кораблю оставаться в одном положении так долго? Почему бы его не вращать, чтобы тепловой экран оставался теплым в течение всего времени? Вот истоки того, что позже стало называться «шашлычным» режимом, или пассивным терморегулированием, когда корабль совершает один оборот в час на протяжении всего пути к Луне и обратно» (4, с. 176).

Таким образом, Джон Шиа решил, что капсулы Аполлона должны вращаться вокруг продольной оси, прогревая защитный тепловой экран корабля, чтобы он не треснул при вхождении в атмосферу. Было даже придумано красивое название - пассивное терморегулирование (ПТР). Но тепловой экран был закрыт служебным модулем почти до самого момента входа в атмосферу, поэтому я не представляю, чего именно NASA пыталось здесь добиться.

Само по себе вращение корабля не может ни нагреть его, ни охладить. Если жарить целую курицу на вертеле, то совершенно не имеет значения, делает она 5 оборотов в час или 50. Скорость приготовления птицы от этого не меняется. Единственное, что обеспечивает такое вращение, это равномерную прожарку.

Продольное вращение космического корабля лишь равномерно распределяет тепло от солнечного излучения: все стороны корабля нагреваются примерно до одинаковой температуры, если только корабль не направлен точно на Солнце или от него. Но это сильно усложнило бы навигацию, ведь бортовому замеряющему устройству и связанному с ним компьютеру пришлось бы одновременно решать сразу несколько задач. Но в то время компьютерная память была очень ограниченной, а скорость вычислений невысокой.

А вот что Борман пишет о режиме вращения:

«Мы использовали пассивное терморегулирование, которое означало вращение Аполлона-8 вдоль его длинной оси, когда она была направлена в сторону Солнца» (9, с. 205).

Казалось бы, человек получил степень магистра в Калифорнийском технологическом институте и преподавал термодинамику в университете Уэст-Пойнт. При этом он как будто не понимает, что если длинная ось (нос - хвост) направлена в сторону Солнца, то поглощение тепла и так минимально, и вся солнечная сторона поверхности будет нагрета равномерно. Зачем в таком случае вообще нужно это вращение?

Чтобы достичь Луны, Аполлону понадобилось 90 часов, и почти столько же, чтобы вернуться обратно. NASA утверждало, что в течение этого времени и капсула, и служебный модуль использовали кондиционеры, питаемые топливными элементами и другим смонтированным там оборудованием.

День на Луне длится две недели, затем две недели продолжается ночь. Первая экспедиция, Аполлон-11, прилунилась, когда солнце, по заявлениям NASA, находилось всего в 10 град. над горизонтом (хоть это и противоречит фотографиям и расчетам), чтобы избежать полуденной жары. Прилунения последующих Аполлонов происходили в еще более поздние лунные дни, причем в пределах 20 град. от лунного экватора.

Мистер Нобель писал о температуре на Луне:

«Температура поверхности варьируется от +117 град. в чистом солнечном свете в лунный полдень до -172 град. глубокой лунной ночью…» (37, с. 272)

Эти значения похожи на правду. Иначе астронавты непременно указали бы на ошибку. 117 град. - это горячее, чем кипящая вода, даже горячее, чем находящийся под давлением кипяток в бытовых обогревателях и бойлерах.

Однако снова и снова NASA проповедует доктрину о «холодном космосе». Гарри Хёрт так рассказывал об отдыхе Олдрина и Армстронга на Луне во время миссии Аполлон-11:

«Олдрин старался свернуться на полу ЛЭМа, но был очень взволнован, да еще и слишком замерз, чтобы нормально спать в отведенный астронавтам 7-часовой промежуток времени перед обратным вылетом. Он впоследствии сообщил: «Нам не давала уснуть температура. Было очень холодно. Спустя примерно 3 часа стало невыносимо. Конечно же, в наших скафандрах функционировала система охлаждения, и мы пытались добиться комфорта путем уменьшения циркуляции воды в них до минимума. Но это не сильно помогло. Мы включили температурный контроль в кислородных системах на максимум. Но и это не возымело особого эффекта. Мы могли бы открыть шторы на иллюминаторах и впустить солнечный свет, чтобы согреться, но это окончательно лишило бы нас всякой возможности поспать"» (13, с. 185).

Неужели NASA не сконструировало систему, которую можно просто отключить? Вопреки заявлениям Олдрина, система охлаждения в скафандре не может функционировать в условиях герметичного салона, находящегося под давлением, - об этом мы поговорим в следующей главе. В своей книге Олдрин описывает тот день:

«Мы почти не спали. Кроме всего прочего, мы были в возбужденном состоянии, да еще и замерзли» (26, с. 239).

Это по меньшей мере странно - ведь все прилунения имели место во время лунного дня, когда поверхность Луны адски раскалена. Если в полдень температура составляет +117 град., не логично ли предположить, что при возвышении Солнца в 10 град. температура поверхности будет хотя бы +80 град.? Не будем забывать также, что на Луне Солнцу требуется более 24 земных часов, чтобы оказаться на такой высоте.

Не логично ли далее предположить, что Солнце нагревает каждый объект на лунной поверхности до приблизительно одинаковой температуры? Ведь нагреваются же на припеке в земных условиях машины, дома, дорожное покрытие. Вы когда-нибудь пытались взять металлический инструмент, оставленный на летнем солнце? Он может вызвать ожог, если не использовать перчатки. А на Луне солнечный свет куда более интенсивен, поскольку не рассеивается атмосферой, как на Земле. Поэтому дневная температура там гораздо выше. И если Солнце нещадно палило, то как могло быть холодно внутри ЛЭМа?

А что касается невозможности уснуть при солнечном свете, то это представляет проблему лишь для вампиров. Нормальные же люди частенько засыпают на пляже. Зачем тогда Бог создал веки, а человек - солнцезащитные очки?

Очевидно, что вся эта история была придумана авторами «космической оперы» с одной целью: затемнить тот факт, что система охлаждения ЛЭМа предназначалась только для охлаждения электронной аппаратуры. Эта система, если она вообще существовала когда-либо, работала на батареях. Но дополнительный отток для системы кондиционирования не был показан ни на одной схеме. Мюррэй и Кокс (Murray & Сох) пишут:

«Поскольку ЛЭМ вместо топливных элементов использовал батареи, кислород не закладывался в расчеты энергообеспечения» (4, с. 426).

Тогда получается, что электронная аппаратура превращала в тепло почти всю подводимую энергию. Мне не верится, что система охлаждения ЛЭМа, как она описана, справлялась даже с этим теплом.

Во время миссии Аполлон-13, NASA нам рассказало о взрыве кислородного бака, что лишило топливные элементы необходимого окислителя. Это привело к полной зависимости астронавтов от батарей ЛЭМа. У Мюррэя и Кокса читаем:

«Постепенно энергопотребление ЛЭМа было снижено до 15 ампер в час, и астронавты, одетые в тонкую одежду, предназначенную для долгого перелета в закрытом пространстве при температуре 21 град., стали замерзать, поскольку температура упала до 15 град. и продолжала падать» (4, с. 428).

Прелюдия к этой душещипательной истории имела место во время экспедиции Близнецы-5, отправленной 21 августа 1965 года с астронавтами Питом Конрадом и Гордоном Купером на борту. Тогда топливные элементы дали сбой, и давление кислорода в них упало с 54 до 8 атм. Они выключили кондиционер внутри капсулы. Давление упало до 3,7 атм во время следующего витка, но затем случилось чудо: давление начало стабилизироваться, хоть и на очень низком уровне (14, с. 96).

Позже было выявлено, что нагреватели топливных элементов дали сбой, а затем элементы просто нагрелись на солнце. Но разве Солнце не светило во время первых трех витков? При этом Купер и Конрад жаловались ЦУПу, что внутри капсулы слишком холодно:

«Мы сидели там и дрожали от холода на протяжении последних нескольких часов» (14, с. 96).

Фрэнк Борман (Близнецы-7), напротив, сетовал на то, что его скафандр слишком теплый и что в салоне слишком жарко (9, с. 136). Это случилось после того, как обогрев салона был снижен до минимума.

Первый вопрос: почему Борман (преподаватель термодинамики, между прочим!) не мог совсем отключить систему отопления? Вы когда-нибудь видели автомобиль, у которого печка не выключается? Обогрев у Бормана наверняка был электрическим. А выключатель-то где?

Второй вопрос: почему у NASA не было обычного термостата, вроде тех, что мы используем в домах и машинах?

Третий вопрос: как эта капсула могла так сильно нагреться, если она половину времени проводила в тени Земли, в то время как экипаж Аполлона-13 замерз, проведя все свое время в солнечном свете?

Итак, еще раз пройдемся по логической цепочке NASA:

1) На стартовой площадке весь корабль охлаждается обычным кондиционером, подключенным к наземному источнику питания в космическом центре Кеннеди.

2) Корабль охлаждается в космосе за счет топливных элементов, но если пропадает питание, то кондиционер отключается.

3) Поскольку кондиционер отключается, корабль начинает остывать.

4) В ЛЭМе кондиционеров не было, поэтому в нем стало еще холоднее.

Отсюда мы извлекаем урок: когда в следующий раз ваш кондиционер начнет проигрывать схватку с летним солнцем, охладить помещение можно путем выключения кондиционера. Необходимо следить за тем, чтобы из-за жары в доме не стало слишком холодно. И наоборот: если зимой вы начнете замерзать, просто выключите обогрев и откройте окна. Блестящая логика NASA в действии!

На Земле утренние лучи быстро прогревают поверхность. Точно так же Солнце нагревает все, находящееся и на лунной поверхности. Мы можем вычислить температуру ЛЭМа, сложив всю входящую тепловую энергию и вычтя все исходящее тепло.

NASA не ответило ни на одно мое письмо с просьбой рассказать о том, какое оборудование использовалось во время миссий Аполлонов, поэтому мне придется сделать несколько допущений, прежде чем я смогу использовать закон Стефана- Больцмана для расчета температуры ЛЭМа, припаркованного на поверхности Луны под палящими лучами солнца.

Сначала надо вычислить все входящее тепло от всех источников. Я выбрал коэффициент отражения равным 0,5 просто потому, что он представляет собой середину между идеальным зеркалом и идеальным черным телом. Солнечные лучи падают на обшивку ЛЭМа с мощностью 1353 Вт на квадратный метр с освещенной стороны (8, с. 316). Таким образом, поглощенное тепло составляет: 1353 Вт х 0,5 = 675,5 Вт на квадратный метр, что можно округлить до 676.

Рассчитаем площадь лунного модуля. По моим предположениям, диаметр ЛЭМа составляет около 4,8 м. Получаем площадь его поверхности - 18 кв.м. Значит, суммарное тепло, полученное от Солнца, составляет: 676 х 18 = 12 168 Вт в час.

Процессы жизнедеятельности нормального человека поддерживают температуру тела, выделяя 111 Вт (8, с. 312). Два астронавта на борту добавляют 222 Вт в общую копилку. Итого, 12 168 + 222 = 12 390 Вт входящего тепла. Чтобы ЛЭМ не стал смертельной духовкой для своих обитателей, он должен отражать большую часть тепла, что при отсутствии кондиционирования может происходить только посредством теплового излучения. Коэффициент отражения остается тем же.

Простейший способ получить ответ - найти температуру, при которой ЛЭМ излучал бы 12 390 Вт со своей теневой стороны. Используем формулу Стефана-Больцмана, чтобы вычислить эту температуру:

Получаем 394 К, или 120 град. С.

Таким образом, чтобы ЛЭМ мог излучать тепло, равное полученному, его температура должна увеличиться до 120 град. С. Поскольку это значение очень близко к оценке температуры поверхности Луны, данной астрономами, можно признать его верным.

Я что-то упустил? Ах, да! Как может машина, которая изначально была достаточно теплой, чтобы в ней жить, вдруг стать слишком холодной, чтобы в ней спать? Это находясь-то под палящим солнцем! ЛЭМ оставался на Луне в течение 24 с лишним часов, и NASA утверждает, что наши храбрые астронавты в нем спали, отдыхали, ели, использовали для отходов, когда они не гуляли «по улице». К тому моменту, когда программа потребовала их возвращения, ЛЭМ должен был быть таким же горячим, как поверхность Луны! Тем не менее наши отчаянные астронавты как ни в чем не бывало поднялись по лестнице и заползли внутрь. Какое же им потребовалось мужество, чтобы залезть в эту «духовку»! У них и в самом деле были «правильные данные»!

Если космос холодный, зачем NASA понаставило столько радиаторов на служебный модуль - не только для охлаждения его самого, но еще и командного модуля? Ведь в космосе не может быть различных климатических зон: одна для околоземной орбиты, а другая - для окололунной. Если там так холодно, то почему не было обогревателей для отсеков? Ведь одним из требований программы «Аполлон» была возможность нахождения астронавтов внутри кораблей без скафандров (15, с. 97).

Олдрин выходил в открытый космос на Близнецах-12:

«Работая снаружи в дневное время, он мог ощущать сильное тепло от солнечного света на задней внутренней части герметичного скафандра; он едва не получил ожог кожи. В том месте находилась внешняя молния, и ее металлическая часть была раскалена от теплового излучения» (27, с. 215).

Каждый виток Земли вокруг своей оси означает один день, который можно определить как период между двумя восходами Солнца. Однако, поскольку капсула обращалась вокруг Земли приблизительно за 80 минут, это был один «день» для астронавтов, что означало приблизительно 40 минут дневного света. За 40 минут металлическая молния раскалилась настолько, чтобы обжечь Олдрину спину. А металлический ЛЭМ Аполлона-11, который стоял на Луне почти 12 часов, не нагрелся! В последующих миссиях ЛЭМ был выставлен под палящее солнце на несколько дней. И все равно сильно не нагревался. Может, солнечные лучи ослабевают на Луне? Или космос на Луне холоднее?

ЛЭМ должен был испечь наших киногероев вскоре после прилунения и задолго до того момента, как они смогли снова взлететь с Луны, чтобы состыковаться с командным модулем.

Мюррэй и Кокс писали о том, как беспокоился хьюстонский ЦУП - а вдруг холод выведет из строя измерительные приборы, и точность в одну сотую градуса пропадет:

«Они обдумывали страшную возможность: астронавтам придется выключить систему навигации и оставить ее на холоде…» (4, с. 414)

Вот так - ни много ни мало!

Если космос может охладить корабль, почему Мюррэй и Кокс написали после интервью с экспертами NASA приведенные ниже строки?

Была огромная проблема с водой. Электроника в космическом корабле выделяла тепло, которое отводилось антифризом, циркулирующим в системе. Теплый антифриз охлаждался путем его проведения через заключенные в лед трубы. Лед создавался космическим холодом из воды, запасенной на ЛЭМе. По мере того как антифриз проходил через трубы, лед испарялся и выкипал (4, с. 426).

Сначала NASA волновалось по поводу трудностей функционирования системы охлаждения. Потом Хьюстон переживал из-за возможного воздействия холода на измерительные приборы. Где логика? Эти две причины для беспокойства взаимно исключают друг друга!

Это не космический холод заставил воду превратиться в лед. Просто космос - бесконечный теплоотвод. Как мы видели, тепло от электронного оборудования составляет лишь очень незначительный процент от всего тепла, которое нужно было отвести. Командный модуль тоже должен был нагреваться с каждой минутой, проведенной под солнцем. Сколько же воды потребовалось радиаторам, чтобы охлаждать корабль в течение двухнедельного путешествия под палящим солнцем?

Коллинз задался этим вопросом в своей первой книге:

«Какой была бы температура внутри корабля, если бы он постоянно находился в солнечном свете, направляясь к Луне? Если солнечная сторона кипела, а теневая замерзала, каким было бы равновесное состояние внутри?» (7, с. 64)

Идем дальше. В мае 1973 года была запущена модернизированная ракета Сатурн-5 с космической лабораторией Скайлэб. Огромная солнечная батарея, выступающая из обеих сторон Скайлэба, как фюзеляжный киль, дала сбой во время планового развертывания. Впоследствии пытливые умы обнаружили, что во время запуска микрометеоритный поток сорвал одну панель и пригвоздил другую. Каким образом метеориты могли одновременно атаковать обе стороны корабля? Этот вопрос до сих пор ставит меня в тупик.

Орбита Скайлэба проходила на высоте 400 км. Вот как Бейкер описывает ситуацию почти через три часа после запуска:

«Персонал, обслуживающий системы жизнеобеспечения, оказался буквально завален информацией, которой никто не ожидал. Температура скакала, как сумасшедшая, но большей частью менялась только в одном направлении - вверх!» (17, с. 474)

Этот человек, современник Олдрина, Коллинза и Армстронга, должно быть, верил, что космос холодный - такой холодный, что планы не предусматривали даже термального вращения по системе Джона Шиа. Напомним, что всего несколькими годами ранее решение о посадке на Луну каждого ЛЭМа принимал ЦУП в Хьюстоне, а не «безответственные» астронавты, управляющие агрегатом. NASA раз за разом демонстрировало чудеса современной телеметрии, несмотря на 2,6-секундную задержку в передаче сигнала на 384000-километровое расстояние!

Видимо, тех гениев сразу же уволили, а оборудование быстренько списали, поскольку в этот раз на расстоянии гораздо меньшем сбоило вообще всё. Один пилотируемый запуск вообще был отменен. Обнаружилась и еще одна незадача: если солнечные батареи направлялись на Солнце, то Скайлэб сильно нагревался, если же корабль отворачивал в сторону от Солнца, ему не хватало электропитания.

Проблему можно было решить еще на стадии планирования, если бы разработчикам вовремя сообщили, что космос не холодный. Они бы сконструировали солнечные батареи с возможностью поворота на 90 град. Тогда корабль можно было бы направить в сторону от Солнца, чтобы он не нагревался, а батареи ориентировать так, чтобы обеспечить полноценное электропитание корабля.

На 12-м витке (спустя примерно 12 часов после запуска) датчики показывали внутри корабля +38 град. С, а температура фюзеляжа достигала +82 град. С. Было ясно, что на этом проблемы с температурой не закончатся (17, с. 476). Во время запуска давление внутри Скайлэба было преднамеренно снижено до 58 мм ртутного столба (0,08 атм), дабы корабль не разорвало. К приему астронавтов планировалось увеличивать давление до 225 мм (0,3 атм), закачивая кислород (17, с. 476). Однако реализацию и этого плана пришлось приостановить, поскольку повышение давления при экстремальной температуре тоже могло разорвать фюзеляж.

Мне в это верится с трудом. Однако достаточно очевидным представляется именно то, что высокая температура при 70 % кислорода может привести к еще одному пожару, аналогичному тому, в котором сгорели Гриссом, Чаффи и Уайт.

Чуть позже в тот же день температура солнечной стороны фюзеляжа достигла снаружи отметки +146 град. С, а внутри, измеренная непосредственно у стены, поднялась до +49 град. С. На теневой стороне значения температур были, соответственно, +32 град. С снаружи и +21 град. С внутри (17, с. 476).

О чем вообще никогда не упоминалось, так это о том, что в отличие от ЛЭМа и командного корабля Аполлона, Скайлэб провел половину времени в тени Земли, не получая вообще никакого солнечного излучения. Разве вблизи от Земли космос не такой же холодный? К вечеру того же дня внутренняя температура достигла своего максимума в +51 град. С и только после этого начала медленно снижаться.

Это еще одна шутка NASA? У Коллинза читаем:

«Пока не было этой тени, температура внутри постепенно поднялась до 66 град. С» (16, с. 175).

Тем временем в Хьюстоне боялись, что высокие температуры могут привести к отравлению воздуха угарным газом и толуилендиизоцианатом (ТДИ) от материалов внутри корабля (17, с. 476). Возникло опасение, что лабораторию придется многократно проветривать, чтобы удалить токсичные испарения (17, с. 479).

Поскольку гироскоп и другие измерительные приборы отказали, гении NASA придумали, как определить точную угловую ориентацию, опираясь на температурные показатели. По крайней мере, так они сказали Бейкеру. Он пишет:

«На протяжении прошедшего дня информация от двухстепенного гироскопа о точной угловой ориентации Скайлэба становилась менее и менее надежной, поскольку она не обновлялась данными с сенсоров, сфокусированных на солнечном диске, и аппарат таким образом постепенно утратил точную калибровку, которая у него была на старте. Диспетчеры, теперь хорошо понимавшие влияние местоположения на внешнюю и внутреннюю температуры, могли по повышению или уменьшению температурных показателей определить точную ориентацию Скайлэба» (17, с. 480).

Это напоминает историю про Эмиля Шиссера, который по радиосигналам с Аполлона-11 мог точно определить местоположение корабля. В эту сказку так же трудно поверить.

«27 мая наши космические герои наконец-то поднялись на борт Скайлэба и развернули зонт от солнца. И, как нас уверяют, не без колоссальных усилий. С раскрытым зонтом внутренняя температура упала до +46 град. С, и астронавты легли спать в Скайлэбе» (17, с. 480). Вы когда-нибудь пытались заснуть при температуре +35 град. С, не говоря уже о +46 град. С? Пит Конрад и его ребята действительно проявили чудеса хладнокровия, в буквальном смысле. Вот что значит «правильные данные»!

На следующее утро температура снизилась до +42 град. С, и экипаж приступил к работе. Меня, наконец, осенило, что угол наклона корабля к плоскости орбиты определяет длительность его нахождения в солнечном освещении. Наши полюса имеют наклон 21,5 град. к плоскости вращения. Таким образом, корабль с углом наклона в 21,5 град. половину времени проводил бы в тени. При наклоне 68,5 град. на север он был бы освещен постоянно. Скайлэб, имея северный наклон в 50 град., «загорал на солнышке» 80 % времени.

Корабль, летящий в сторону «новой» Луны, на 384 000 км ближе к Солнцу. Может быть, интенсивность излучения ослабевает по мере приближения к светилу? Или пояса Ван Аллена, которые неким образом собирают радиацию, также аккумулируют в себе и солнечное тепло?

Итак, сделанные из одного материала Скайлэб и Аполлон-13 вели себя абсолютно по-разному: постоянно находясь на солнце, первый перегревался, зато второй отчаянно мерз. Вспомним также, что, по сообщениям NASA, 6 ЛЭМов, которые стояли на раскаленной, как сковорода, поверхности Луны в течение нескольких дней, без кондиционеров, тоже замерзали. Например, Аполлон-16 произвел посадку, когда Солнце было на высоте 30 град. над горизонтом и к этому моменту прогревало поверхность в течение 8 дней. В Нью-Йорке, Солнце находится на такой высоте только в период зимнего солнцестояния. Любой, кто работает на улице или катается на лыжах в это время, расскажет вам о количестве тепла в солнечный день. Астронавты находились на Луне, пока Солнце не поднялось на высоту 68 град. В Нью-Йорке оно бывает так высоко в июле. Много лет назад я проектировал солнечный коллектор и знаю, что если Солнце в зените взять за единицу (достаточную для нагрева поверхности Луны до 120 град. С), то количество тепла будет изменяться по синусоиде. Так, угол возвышения в 30 град. над горизонтом дает 50 %, а угол 68 град. - 92 %. Какой будет температура лунной поверхности после непрерывного нагрева в течение 11 дней? Сколько времени понадобится, чтобы она достигла +100 град. С? Интересно, эти астронавты внутри ЛЭМа тоже не могли спать от холода?

Несмотря на то, что наш спутник находится на одинаковом с Землёй расстоянии от Солнца, температура на Луне колеблется от аномально низкой, до аномально высокой.
Некоторые учёные считают, что температурный режим на нашем спутнике – самый экстремальный в Солнечной системе.

Так как атмосфера Луны крайне разрежена, то основное влияние на температуру поверхности оказывает степень её освещённости. В дневное время атмосфера, рассеивая солнечные лучи, не допускает сильного прогревания, а в ночное время сохраняет тепло, защищая от переохлаждения.

Температурный диапазон

На ночной стороне Луны температура опускается до -173C, а на стороне, обращённой к Солнцу, она может достигать +127C в зависимости от степени освещённости. Температура лунных пород на глубине 1 метр постоянна и составляет -35C.
Минимальные температуры наблюдаются возле полюсов спутника на дне кратеров. Так как наклон лунной оси к плоскости эклиптики всего полтора градуса, туда никогда не доходит солнечный свет. В кратерах в районе Северного полюса зарегистрирована температура -249C, что близко к значению абсолютного нуля.
Во время полных солнечных затмений, которые длятся полтора часа, температура за этот промежуток времени падает на 250-300C и затем так же быстро поднимается до предыдущих значений.

Как измерили

Температура измерялась при помощи инфракрасных датчиков автоматических межпланетных станций, выведенных на окололунную орбиту или приземлявшихся на поверхность спутника. Поэтому результаты измерений имеют высокую степень точности.

03.11.2018

Температуры на Луне экстремальны: от кипения до ужасного холода, в зависимости от того, где находится Солнце. На Луне нет значительной атмосферы, поэтому она не может изолировать поверхность от резких перепадов температуры.

Луна вращается вокруг своей оси в течение примерно 27 дней. Лунный день на одной стороне луны длится около 13 с половиной земных суток, а затем 13 с половиной земных суток длится лунная ночь. Когда солнечный свет попадает на поверхность Луны, температура может подниматься до 127 градусов Цельсия. Когда солнце опускается, температура может опуститься до минус 173 C. Температура меняются на всей поверхности Луны, поскольку как на ближней, так и дальней стороне бывает день и ночь.

Луна имеет наклон своей оси около 1,54 градусов - намного меньше, чем у Земли - 23,44 градуса. Это означает, что у Луны нет сезонов, подобных Земным. Однако из-за наклона на лунных полюсах есть места, которые никогда не видят дневного света.

Инструмент Diviner на орбитальном аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter НАСА измеряя температуру на Луне получил такие данные: минус 238 C в кратерах на южном полюсе и минус 247 C в кратере на северном полюсе.

«Эти сверхнизкие температуры, насколько нам известно, являются самыми низкими, которые когда-либо были измерены в любой точке Солнечной системы, включая поверхность Плутона», - сказал Дэвид Пейдж в 2009 году, главный исследователь Diviner и профессор планетарной науки Лос-Анджелеса. С тех пор миссия NASA New Horizons установила диапазон температур Плутона от минус 240 до минус 217 C.

Ученые подозревали, что водяной лед может существовать в кратерах, которые находятся в постоянной тени. В 2010 году радар НАСА на борту космического корабля Индии «Чандраян-1» обнаружил водяной лед в более чем 40 небольших кратерах на северном полюсе Луны. Они предположили, что более 590 миллионов тонн водяного льда спрятались на дне этих кратеров.

«Анализируя данные, наша научная команда нашла водный лед, открытие, которое даст будущим миссиям новую цель для дальнейшего изучения и использования», сказал Джейсон Крусан, исполнительный директор программы Mini-RF для миссии NASA по космическим операциям в Вашингтоне.

Температура ядра

Луна имеет богатое железом ядро ​​с радиусом около 330 км. Температура в сердце Луны, вероятно, составляет от 1327 до 1427 C. Ядро нагревает внутренний слой расплавленной мантии, но она не достаточно горячая, чтобы согреть поверхность Луны. Поскольку лунное ядро меньше земного, то и внутренние температуры Луны не поднимаются так высоко как на Земле.

«Оно не так горячо как у Земли, потому что луна меньше - следовательно, ее внутреннее давление также меньше», - сказал планетарный ученый NASA Рене Уэббер во время онлайн-чата, организованного NASA. «Температура его, вероятно, ниже, чем температура в центре Земли».

Основные сведения о Луне

© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

Луна - ближайшее к Земле крупное космическое тело. Луна является единственным естественным спутником Земли. Расстояние от Земли до Луны: 384400 км.

В середине поверхности Луны, обращённой в сторону нашей планеты, находятся большие моря (тёмные пятна).
Они представляют собой районы, очень давно залитые лавой.

Среднее расстояние от Земли: 384000 км (мин. 356000 км, макс. 407000 км)
Диаметр экватора - 3480 км
Сила тяжести - 1/6 от земной
Период обращения Луны вокруг Земли - 27,3 земных суток
Период вращения Луны вокруг оси - 27,3 земных суток. (Период обращения вокруг Земли и период вращения Луны равны, это значит, что Луна всегда обращена к Земле одной стороной; обе планеты вращаются вокруг общего центра, находящегося внутри земного шара, поэтому принято считать, что Луна вращается вокруг Земли.)
Сидерический месяц (фазы): 29 суток 12 часов 44 минуты 03 секунды
Средняя скорость вращения по орбите: 1 км/с.
Масса Луны равна 7,35 x10 22 кг. (1/81 земной массы)
Температура на поверхности:
- максимальная: 122°C;
- минимальная: -169°C.
Средняя плотность: 3,35 (г/см³).
Атмосфера: отсутствует;
Вода: отсутствует.

Считается, что внутреннее строение Луны похоже на строение Земли. Луна имеет жидкое ядро диаметром около 1500 км, вокруг которого располагается мантия толщиной около 1000 км, а верхний слой представляет собой кору, покрытую сверху слоем лунного грунта. Самый поверхностный слой грунта состоит из реголита, серого пористого вещества. Толщина этого слоя около шести метров, а толщина лунной коры равна в среднем 60 км.

Люди тысячелетиями наблюдают это удивительное ночное светило. У каждого народа о Луне сложены песни, мифы и сказки. Причём песни в основном лирические, задушевные. В России, например, невозможно встретить человека, которому была бы не известна русская народная песня "Светит месяц", а на Украине все любят прекрасную песню "Нiч яка мiсячна ". Впрочем, я не могу ручаться за всех, особенно за молодых людей. Ведь могут, к сожалению, найтись и такие, каким больше по душе "Rolling Stones " и их ро́ковые эффекты. Но не будем отвлекаться от темы.

Интерес к Луне

Интерес к Луне люди испытывали с глубокой древности. Уже в VII веке до н.э. китайские астрономы установили, что промежутки времени между одинаковыми фазами Луны равны 29,5 суток, а продолжительность года равна 366 суткам.

Примерно в то же время в Вавилоне звездочёты издали своеобразную клинописную книгу по астрономии на глиняных табличках, где содержались све́дения о Луне и пяти планетах. Удивительно, но звездочёты Вавилона уже знали, как рассчитать периоды времени между лунными затмениями.

Не намного позже, в VI веке до н.э. грек Пифагор уже утверждал, что Луна светит не собственным светом, а отражает на Землю солнечный свет.

На основании наблюдений давно уже составлены точные лунные календари для различных районов Земли.

Наблюдая тёмные участки на поверхности Луны, первые астрономы были уверены, что они видят озёра или моря́, подобные земным. Они ещё не знали, что ни о какой воде нельзя говорить, потому что на поверхности Луны температура днём достигает плюс 122°C, а ночью - минус 169°C.

До появления спектрального анализа, а потом и космических ракет изучение Луны сводилось по существу к визуальному наблюдению или, как теперь говорят, к мониторингу. Изобретение телескопа расширило возможности изучения как Луны, так и других небесных тел. Элементы лунного пейзажа, многочисленные кратеры (различного происхождения) и "моря" впоследствии стали получать имена выдающихся людей, в основном учёных. На видимой стороне Луны появились имена учёных и мыслителей разных эпох и народов: Платона и Аристотеля, Пифагора и , Дарвина и Гумбольдта, и Амундсена, Птолемея и Коперника, Гаусса и , Струве и Келдыша, и Лоренца и других.

В 1959 году советская автоматическая станция сфотографировала обратную сторону Луны. К имевшимся лунным загадкам прибавилась ещё одна: в отличие от видимой стороны, на обратной стороне Луны тёмных участков "морей" почти нет.

Обнаруженные на обратной стороне Луны кратеры по предложению советских астрономов были названы именами , Жуля Ве́рна, Джордано Бруно, Эдисона и Максвелла, а один из тёмных участков назвали Морем Москвы . Названия утверждены Международным Астрономическим союзом.

Один из кратеров на видимой стороне Луны носит имя Геве́лий. Это имя польского астронома Яна Геве́лия (1611-1687), который одним из первых рассматривал Луну в телескоп. В родном его городе Гданьске Геве́лий, юрист по образованию и страстный любитель астрономии, издал подробнейший по тем временам атлас Луны, назвав его "Селеногра́фией". Эта работа принесла ему всемирную известность. Атлас состоял из 600 страниц in folio и из 133 гравюр. Гевелий сам набирал тексты, изготавливал гравюры и сам печатал тираж. Он не стал гадать, кто из смертных достоин, а кто не достоин запечатлеть своё имя на вечной скрижали лунного диска. Обнаруженным на поверхности Луны горам Геве́лий дал земные названия: Карпаты, Альпы, Апеннины, Кавказ, Рифейские (т.е. Уральские) го́ры.

Много знаний о Луне накоплено наукой. Мы знаем, что Луна светит отраженным её поверхностью солнечным светом. Луна постоянно повёрнута к Земле одной стороной, потому что полный оборот её вокруг собственной оси и оборот вокруг Земли одинаковы по продолжительности и равны 27 земным суткам и восьми часам. Но почему, по какой причине возникла такая синхронность? Это одна из загадок.

Фазы Луны

При вращении Луны вокруг Земли лунный диск меняет своё положение относительно Солнца. Поэтому наблюдатель на Земле видит Луну последовательно как полный яркий круг, затем как полумесяц, становящийся всё более тонким серпом, пока этот серп полностью не исчезнет из поля зрения. Потом всё повторяется: тонкий серп Луны вновь появляется и увеличивается до полумесяца, а затем и до полного диска. Фаза, когда Луну не видно, называется новолунием. Фаза, в течение которой тоненький "серп", появившись с правой стороны лунного диска, вырастет до полукруга, называется первой четвертью. Освещённая часть диска растёт и захватывает весь диск - наступила фаза полнолуния. После этого освещенный диск уменьшается до полукруга (последняя четверть) и продолжает уменьшаться, пока узенький "серп" с левой стороны лунного диска не исчезнет из поля зрения, т.е. снова наступает новолуние и всё повторяется.

Полная смена фаз происходит за 29,5 земных суток, т.е. примерно в течение месяца. Вот почему в народной речи Луну называют месяцем.

Итак, в явлении смены фаз Луны ничего чудесного нет. Не является также чудом и то, что Луна не падает на Землю, хотя и испытывает мощное тяготение Земли. Не падает потому, что силу тяготения уравновешивает сила инерции движения Луны по орбите вокруг Земли. Здесь действует закон всемирного тяготения, открытый ещё Исааком Ньютоном. Но... почему возникло движение Луны вокруг Земли, движение Земли и других планет вокруг Солнца, какая причина, какая сила изначально заставила эти небесные тела двигаться указанным образом? Ответ на этот вопрос надо искать в тех процессах, которые происходили тогда, когда возникали Солнце и вся Солнечная система. Но откуда можно получить знания о том, что было много миллиардов лет назад? Человеческий разум может заглянуть как в невообразимо далёкое прошлое, так и в будущее. Об этом свидетельствуют достижения многих наук, в том числе астрономии и астрофизики.

Высадка человека на Луну

Самыми впечатляющими и без преувеличения эпохальными достижениями научно-технической мысли в XX веке были: запуск в СССР первого искусственного спутника Земли 7 октября 1957 года, первый полёт человека в космос, выполненный Юрием Алексеевичем Гагариным 12 апреля 1961 года и высадка человека на Луну, осуществлённая Соединёнными Штатами Америки 21 июля 1969 года.

На сегодня на Луне побывало уже 12 человек (все они граждане США), но слава всегда принадлежит первым. Первыми людьми, ступившими на поверхность Луны были Нейл Армстронг и Эдвин О́лдрин. Они высадились на Луну из космического корабля "Аполлон-11", который пилотировался астронавтом Майклом Ко́ллинзом. Коллинз находился на космическом корабле, который летел по окололунной орбите. После завершения работы на лунной поверхности Армстронг и О́лдрин стартовали с Луны на лунном отсеке космического корабля и после стыковки на окололунной орбите перешли на корабль "Аполлон-11", который затем взял курс на Землю. На Луне астронавты провели научные наблюдения, сделали снимки поверхности, собрали образцы лунного грунта и не забыли установить на Луне государственный флаг своей родины.

Слева направо: Нейл Армстронг, Майкл Коллинз, Эдвин ("Базз") Олдрин.

Первые астронавты проявили мужество и настоящий героизм. Слова эти стандартные, но они в полной мере относятся к Армстронгу, О́лдрину и Ко́ллинзу. Опасность могла поджидать их на каждом этапе полёта: при старте с Земли, при выходе на орбиту Луны, при высадке на Луну. А где была гарантия, что они с Луны возвратятся на корабль, пилотируемый Ко́ллинзом, а затем и благополучно долетят до Земли? Но и это не всё. Не было никому известно заранее, какие условия встретят людей на Луне, как поведут себя их космические скафандры. Единственно, чего могли не опасаться астронавты, так это того, что они не утонут в лунной пыли. Советская автоматическая станция "Луна-9" в 1966 году совершила посадку на одной из равнин Луны, и её приборы сообщили: пыли нет! Между прочим, генеральный конструктор советских космических систем Сергей Павлович Королёв, ещё ранее, в 1964 году, основываясь исключительно на своей научной интуиции, заявил (причём письменно), что на Луне пыли нет. Конечно, имеется в виду не полное отсутствие какой-либо пы́ли, а отсутствие слоя пыли ощутимой толщины. Ведь раньше некоторые учёные предполагали наличие на Луне слоя рыхлой пы́ли глубиной до 2-3 метров и более.

Но Армстронг и О́лдрин убедились лично в правоте академика С.П. Королёва: никакой пыли на Луне нет. Но это было уже после посадки, а при выходе на поверхность Луны волнение было большое: частота пульса у Армстронга достигала 156 ударов в минуту, не очень успокаивало то обстоятельство, что прилуне́ние происходило в "Море спокойствия".

Интересный и неожиданный вывод на основе изучения особенностей поверхности Луны сделали совсем недавно некоторые российские геологи и астрономы. По их мнению, рельеф обращенной к Земле стороны Луны очень напоминает поверхность Земли, какой она была в прошлом. Общие очертания лунных "морей" являются как бы отпечатком контуров земных континентов, которыми они были 50 миллионов лет назад, когда, по , почти вся суша Земли выглядела как один огромный континент. Выходит, что по какой-то причине "портрет" молодой Земли отпечатался на поверхности Луны. Вероятно, это произошло тогда, когда лунная поверхность была в мягком, пластичном состоянии. Что это был за процесс (если он, конечно, был), в результате которого произошло такое "фотографирование" Земли Луной? Кто ответит на этот вопрос?

Уважаемые посетители!

У вас отключена работа JavaScript . Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!

На один квадратный метр поверхности нашей планеты, расположенной перпендикулярно солнечным лучам (для средних широт), в ясный летний день падает в одну секунду около 0,8 киловатт лучистой энергии. Если бы всю эту энергию можно было бы превратить в электрическую, то с одного гектара можно было бы «снимать» невиданный урожай - 8 тысяч киловатт электроэнергии.

Установлено, что за 5 минут человек, лежащий на пляже, получает столько солнечной энергии, сколько надо, чтобы нагреть от нуля до кипения 4 стакана воды или заставить гореть в течение 3,5 часа полуваттную лампочку в 50 свечей.

Половина всего солнечного тепла, достигающего поверхности нашей планеты, расходуется на испарение. Непрерывно к небу устремляются невидимые глазу потоки воды, которую солнечный луч превратил в пар.

В атмосфере при определенных условиях водяной пар сгущается, образуя облака. Рано или поздно дождевой каплей или легкой снежинкой, но земная вода неизбежно возвращается из облаков. Ученые подсчитали, что ежегодно на Землю выпадает более 500 тысяч кубических километров осадков. Это примерно равно объему воды в Черном море или почти в семи таких водоемах, как Каспий.

Без солнечных затмений не проходит ни одного года: ежегодно случается не менее 2 солнечных затмений. Годы без лунных затмений бывают довольно часто, примерно каждые 5 лет.

Самое продолжительное солнечное затмение длится не более семи минут.

Еще Архимед использовал солнечную энергию. Защищая родной город, он с помощью вогнутых зеркал с расстояния 200 метров поджег римские корабли, осаждавшие Сиракузы.

Полная Луна светит у нас на Земле в 440000 раз слабее Солнца.

Разница суточных температур на Луне такова, что ее жители могли бы днем купаться в расплавленной сере (+129,5 градуса Цельсия), а ночью кататься на коньках по замерзшему спирту (-127,5 градуса Цельсия).

Горы у северного и южного полюсов Луны настолько высоки, что их верхушки солнечные лучи освещают при всех фазах Луны. Их называют горами вечного дня на Луне.

Число кольцевых гор - цирков - на видимой с Земли стороне лунного шара доходит до 35000. Диаметр самых больших цирков около 300 км. Самая высокая лунная вершина достигает девяти километров - это составляет одну двухсотую часть лунного радиуса. А рекордсмен земных пиков - Джомолунгма вздымается лишь на одну семисотую часть радиуса Земли.

От некоторых лунных кратеров разбегаются светлые лучи. Природа их пока неизвестна. Одна из наиболее интересных лучевых систем - область кратера Тихо.

Шесть лучей, выходящих из этого кратера, превышают тысячу километров в длину, а один простирается на 4 тысячи километров.

На Луне есть Прямая стена. Она почти отвесно поднимается над окружающей местностью на 300 метров. Длина ее более ста километров.