«Земля и Вселенная» 1970 год №5

космонавт США

Выключив ракетный двигатель, мы проверили аппаратуру и прильнули к иллюминатору. Пыль, поднятая двига­телем, сразу осела — видимость ста­ла хорошей. Мы прилунились на от­логой равнине, изъеденной кратера­ми. Самый большой из них имел диа­метр 15 м, самый маленький — толь­ко 2 см. Горизонт неровный. Склоны больших кратеров создавали впечат­ление, что вдали множество пологих холмов.

Лунная кабина космического корабля «Аполлона-11» прилунилась на отлогой равнине, изъеденной кратерами

Грунт (в пределах видимости, т. е. в радиусе двух метров от нас) представлялся песчаным с обломками пород. Угловатой или слегка сглажен­ной формы обломки сверху прикры­ты песком. Лунная поверхность в мо­мент прилунения была ярко освеще­на. Казалось, что это не лунный грунт, а песчаная поверхность пусты­ни в знойный день. Но если взглянуть еще и на черное небо, то можно во­образить, что находишься на усыпан­ной песком спортивной площадке ночью, под ослепительными лучами прожекторов. Ни звезд, ни планет, за исключением Земли, не было видно.

КАК МЫ РЕАГИРОВАЛИ НА ЛУННОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ?

Лунный отсек стоял в рабочем вер­тикальном положении. Соблюдать равновесие было нетрудно. Встать на ноги после случайного падения тоже не составляло затруднений. Подни­маться на носки, как это мы делали на Земле в экспериментах, имитирую­щих лунное притяжение, не хоте­лось. Вообще, ощущение притяжения на Луне приятнее, чем земное и даже приятнее состояния невесомости.

ОСВЕЩЕННОСТЬ И ЦВЕТ

Солнце во время нашего пребыва­ния на Луне поднималось над гори­зонтом от 10,5 до 22°, а во время пребывания лунной кабины «Аполлона-12» — от 5,2 до 21,1°. Все наблюде­ния за освещением и светом были ограничены этими условиями. В сред­нем, уровень освещения оказался очень высоким (как в безоблачный день на Земле). Тени были густыми, не черными. Солнечный свет от­ражался от склонов лунных кратеров и видимость становилась хорошей.

Своеобразные фотометрические свойства Луны известны давно. Су­ществовало опасение, что в опреде­ленный момент наши глаза, ослеп­ленные Солнцем, ничего не смогут увидеть, поэтому траектория сниже­ния лунной кабины была рассчитана так, чтобы в точке прилунения сол­нечные лучи не мешали космонавтам.

Цвет едва заметен или не обнару­живается вообще. При незначитель­ной высоте Солнца над горизонтом, как например во время посадки «Аполлона-12», практически различать цвета невозможно. Когда Солнце поднимается над горизонтом до 10°, на­чинают появляться коричневые и бурые оттенки. В общем, исследованный нами район по освещенности может сравниться с пустыней, а его цвет напоминает цвет сухого цемента или песчаного пляжа. При выходе из кабины мы неожиданно обнаружили, что обломки пород и частицы лунного грунта имеют темно-серый или угольно-серый цвет.

ЛУННАЯ ТОПОГРАФИЯ

На фотографиях посадочные площадки «Аполлсна-11 и -12» выгляде­ли ровными. Однако фотографическая камера сглаживает мелкие не­ровности рельефа. Думаю, что бóльшую часть (если не все) неправиль­ностей рельефа составляют элементы валов кратеров. Однако к момен­ту прилунения мы этого не знали. Со­вершенно неясным был характер микрорельефа на удаленных к гори­зонту участках.

Неровности горизонта в сочетании с небольшой силой тяжести затруд­няли определение вертикали (точ­ность определения, вероятно, не пре­вышала 5°). Отчетливо выраженная неровность лунной поверхности усу­гублялась тем, что скрадывалось рас­стояние до удаленных форм рельефа. Неровности создавали такое же впе­чатление, какое бывает у человека, плывущего по сильно взволнованно­му морю. Край Западного кратера, находя­щегося приблизительно в 400 м к во­стоку от нас, не был виден, хотя его вал, как мы предполагали во время снижения лунной кабины, достигал высоты 25 м.

Сейчас можно утверждать, что у всех четырех космонавтов во время пребывания на Луне наблюдалась тенденция занижать расстояние. Мы по­лагаем, что наши первичные оценки расстояний также занижены.

Во время полета «Аполлона-11» Земля находилась приблизительно в 30° к западу от зенита. Она казалась выпуклой и очень яркой. Преоблада­ли два цвета: синий ~ океанов и бе­лый-облаков. Однако легко можно было различить и серо-коричневый Цвет континентов. Угловой диаметр Земли при наблюдении с Луны в 4 раза больше, чем у Луны, наблюдае­мой с Земли. Хотя Земля и казалась маленькой, все же это было весьма красочное зрелище.

ЗАЩИТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Прежде чем говорить о работе на поверхности Луны, мне хотелось бы дать краткую характеристику нашей одежды и защитного оснащения,

Основные детали одежды космо­навтов защищают организм от вакуума, термических воздействий и от микрометеоритов. Ранцевая система состоит из аппаратуры связи, венти­ляции и аппаратуры для регулирова­ния температуры и давления. Эта си­стема подает 100%-ный кислород при рабочем давлении 0,2625 кгс/см². Тем­пературная защита обеспечивает нормальную жизнедеятельность при наружных температурах до + 121°.

Скафандр снабжен герметическим шлемом, перчатками, защитными по­крытиями и различными датчиками. Надевается он через вертикальный разрез на спине и застегивается за­стежкой типа «молния» с дополни­тельным контрольным замком. На плечах, локтях, запястьях, бедрах, ко­ленях и лодыжках имеются гофриро­ванные сочленения. Жесткий каркас помогает сохранять постоянный объ­ем в сочленениях. Рукава монтируются на сферических шарнирах, которые позволяют вращать рукой. На тулови­ще и шее скафандра шарниров нет, через систему трубок производится общая вентиляция скафандра.

Лунный скафандр космонавта

Герметический шлем - это про­зрачный пузырь, вложенный в много­слойную систему, напоминающую рыцарское забрало. Защитная оболоч­ка содержит две пары съемных филь­тров для защиты от ультрафиолетово­го и инфракрасного излучений, а так­же для наблюдения в видимой части спектра. На шлеме укреплены три козырька (один в центре и два по бокам защищающие лицо космонавта от солнечных лучей.

Перчатки отлиты по слепку с кистей рук. Подвижность кисти обеспечива­ется гофрированной секцией, которая комбинируется с шарниром. Такая конструкция позволяет поворачивать перчатку на 360°. Многослойные по­крытия обеспечивают герметизацию, защиту от воздействия температуры и от механических повреждений микрометеоритами. У башмаков многослой­ный верх и толстая, ребристая подо­шва из силиконовой резины. Непосредственно к телу прилегает одежда с жидкостным охлаждением. Это, по существу, белье. Оно служит как бы термическим буфером между телом космонавта и охлаждающей средой. Во внутреннюю поверхность ячеистой ткани одежды вшита сеть трубок, по которой постоянно течет поток воды заданной температуры.

В ранце (портативная система жиз­необеспечения) - средства связи, ра­бочие датчики и прибор, подающий кислород. Двуокись углерода погло­щается гидроокисью лития, вода - водяным сепаратором, запахи - активированным углем, посторонние части­цы - фильтром, а тепло - теплопоглотителем. Чистый охлажденный кислород вновь подается для дыхания. Неизбежные потери компенсируются поступлением кислорода из специаль­но баллона. Кислородный баллон может быть перезаряжен. Охлажда­ющая вода в трубках скафандра на­гнетается моторным насосом с расхо­дом 0,4 кг/мин. Насос помещен в ран­це. Вода охлаждается в сублиматоре, регулирование температуры в кото­ром производится вручную поворо­том вентиля. При полностью откры­том вентиле весь поток проходит че­рез сублиматор и охлаждается. Если вентиль занимает противоположное положение, поток воды проходит мимо сублиматора.

На спине у космонавта ранцевая система жизнеобеспечения Характерное положение космонавта на лунной поверхности

Сублиматор пористо-пластинчатого типа использует воду как испаряющийся материал. Баллон водоснабже­ния содержит 0,8 кг воды и может быть перезаряжен.

Насосы и вентиляторы питаются батареей, которая служит также источником электричества для рабочих и средств связи. Система коммуникации позволяет вести голосовую и телеметрическую связь по двум каналам. Разговор с основным блоком космического корабля запи­сывается на магнитофонную ленту и одновременно передается на Землю.

Вентили температурного контроля, кислородный и водный, расположены в нижней правой части ранца. Электрические и коммуникационные датчики, регулятор давления кисло­рода и индикаторы физическо­го состояния космонавта находятся на пульте дистанционного управления, размещенного на груди скафандра. На этом пульте можно установить широкопленочную, 70-миллиметровую фотографическую камеру.

ПОДВИЖНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА НА ПО­ВЕРХНОСТИ ЛУНЫ

У космонавта, облаченного в ска­фандр и снабженного ранцем, центр тяжести перемещается вверх и несколько назад. Чтобы не потерять равновесие, он наклоняется вперед. На поворотах его движения несколь­ко замедлены. Это объясняется не­большим сцеплением подошв обуви с лунным грунтом. Однако привычной скорости поворота можно легко до­биться.

Переход из состояния покоя в со­стояние движения тоже заметно мед­леннее, чем на Земле. Чтобы дви­гаться быстрее, нужно сделать три или четыре шага с небольшим уско­рением или сильно наклониться впе­ред и энергично оттолкнуться, набрав нужную скорость с первого шага. Оба эти способа удовлетворительны, но обычно использовался первый из них.

Были испробованы три способа движения вперед: хождение, подскоки при ходьбе и бег вприпрыжку. Хождение использовалось для обычных операций около лунной кабины и для переноски грузов. Скорость хождения не превышала полуметра в секунду. При бóльших скоростях космонавт, делая шаг, как бы взлетал вверх. При беге вприпрыжку он обеими но­гами одновременно отталкивался от поверхности. Последний способ ока­зался наиболее эффективным при передвижении на большие расстоя­ния, так как достигалась скорость 1-1,5 м/сек, а на отдельных участках до 2,0 м/сек. Много времени уходило на то, чтобы выбрать наилучший путь на неровной поверхности.

Скачки похожи на бег вприпрыжку, но при скачках на Луне, в отличие от бега, ноги двигаются довольно медленно. Создается ощущение медленного бега. Бег, каким мы его знаем на Земле, на Луне воспроизвести невозможно.

Остановиться во время ходьбы сра­зу нельзя, можно только после одно­го или двух шагов, во время скачков - после трех или четырех скач­ков. Шаги в сторону затруднены ог­раниченной подвижностью скафанд­ра. В общем, движение по лунной по­верхности требует больше расчета к внимания, чем передвижение по Зем­ле.

Конечно, в условиях лунного при­тяжения хочется прыгать вверх. Сво­бодные прыжки с сохранением контроля за движением возможны до од­ного метра. Прыжки на большую вы­соту часто заканчивались падением. Наибольшая высота прыжка состав­ляла два метра, т. е. до третьей сту пени лестницы лунной кабины. В этом случае космонавту удалось сохранить равновесие только потому, что он сумел схватиться за лестницу руками.

Падения не имели неприятных последствий. Скорость их настолько мала, что нет оснований опасаться каких-либо повреждений. Обычно при нарушении равновесия падение можно предотвратить простым поворотом, шагом в ту сторону, куда падаешь. Если упадешь лицом вниз, можно легко подняться без посторонней помощи. При падении на спину нужно приложить больше усилий, чтобы подняться самостоятельно. Конечно, с помощью другого космонавта встать на ноги проще всего. Во время двух лунных экспедиций мы старались как можно меньше касаться скафандром поверхности Луны, чтобы не повредить его обломками пород. Скорость передвижения и стабильное положение в известной степени зависят от самой природы лунной поверхности. Хотя грунт и кажется мягким, след углублялся обычно менее чем на 1 см. Частицы грунта малы и легко прилипали к скафандру и обуви. Следы были намного глубже (5 см) на валу и в донной части кратера, диаметр которого составлял 5 м. Обычно наш путь между двумя точками был извилистым, так как мы старались избежать неровностей.

Космонавт переносит оборудование для экспериментов

Один из космонавтов, ступив на скрытый пылью плоский кусок по­воды, поскользнулся. Но, в общем, устойчивость вполне достаточная. Крутизна склонов кратера 12-20°, где был обнаружен «Сервейер», не вызывала никаких трудностей для экипажа лунной кабины «Аполлона-12». Космонавтам пока не приходилось преодолевать крутые склоны больших кратеров (40°).

РАБОТА НА ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ

Физическая работа, которая выпол­нялась на поверхности Луны, заклю­чалась в выгрузке и погрузке обору­дования, переноске и установке оборудования для экспериментов, сборе образцов пород и бурении скважин для отбора проб грунта.

Перенос грузов осуществлялся разными способами. Космонавт переносил сразу оборудование для экспериментов, которое на Земле весит 74,3 кг (на Луне 12,4 кг). Дополнительный груз в некоторых случаях оказывался даже полезным, так как с уве­личением веса усиливалась сила трения и создавалась бóльшая устойчивость.

Для закрепления и переноски оборудования мы с удовольствием использовали ранец. При этом второй космонавт помогал нагружать и сни­мать груз.

В лунную кабину мы доставляли оборудование, используя тягу. Этот процесс на Луне значительно отличается от того, что мы привыкли делать в земных условиях. На Луне следует прилагать сравнительно небольшие усилия, хотя большой наклон тела может вызывать частые падения. Тем не менее мы намерены использовать этот принцип в дальнейшем, так как в скором времени на лунной поверхности придется перемещать значительно больше грузов. Следовало бы, конечно изобрести специальное средство типа тележки-рикши для транспортировки оборудования.

Введение штанг в лунный грунт

При монтировке оборудования для исследования солнечного ветра, при закреплении флагштока и при отборе проб грунта мы вводили штанги и грун­тоносы. Экспедиция «Аполлона-11» ввела грунтоносы лишь на 20 см, но не до полного упора, однако бы­ло замечено, что с углублением со­противление возрастало. Экипаж - лун­ной кабины «Аполлона-12» сумел ввести грунтонос глубже.

Интересные особенности выяснились при сборе совком образцов лунного грунта. Сила трения, удерживающая образец в совке, пропорциональна весу образца на Луне, который, есте­ственно, был весьма мал. Поэтому об­разец соскальзывал при самых не­больших ускорениях. Открытым сов­ком следует действовать гораздо медленнее и осторожнее, чем на Земле, если хочешь донести содер­жимое совка до контейнера. Хотя мы познакомились с этой особенностью в процессе подготовки к полету, я потерял довольно много материала во время сбора образцов.

Эффективность работы на поверх­ности Луны значительно снижается тем, что в скафандре трудно наги­баться, так как невозможно согнуть скафандр в торсе или шее. При по­пытке нагнуться создается впечатле­ние, будто спина и шея находятся в гипсовом корсете. Чтобы поднять ка­кой-нибудь предмет, нужно потратить много труда и времени. Модифика­ция скафандра может облегчить эти трудности, но, очевидно, в течение ближайших нескольких лет нельзя бу­дет устранить эти недостатки.

ФОТОГРАФИРОВАНИЕ

Фотографирование неподвижных предметов осуществлялось обычной широкопленочной 70-миллиметровой камерой «Хассельблад», снабженной автоматической подачей пленки. Ка­мера несколько модифицирована. Пленка с тонкой подложкой позволила получить 160 кадров за один заряд камеры. Наводка производилась вручную. Видоискатель и экспонометр не использовались. Камера была укреплена на пульте дистанционного управления, который размещен на груди космонавта. Повернувшись к объекту съемки, космонавт спускал затвор аппарата. Выдержки «по светам» и «по теням» сильно отлича­лись, поэтому на верхней части каме­ры нанесена таблица выдержек для различных условий съемки.

Космонавт с фотографической камерой на Луне Космонавт у автоматической лунной станции «Сервейер»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧЕЙ НАГРУЗКИ

Определение рабочей нагрузки или расхода энергии человека, находяще­гося на поверхности Луны, является необходимым условием для планиро­вания и осуществления исследований. При определении реальной рабочей нагрузки учитывались три фактора: сердечная деятельность, потребле­ние кислорода и выделение тепла. Были созданы кардиотахические ме­тоды регистрации сердечной деятельности космонавта через каждые 30 секунд. Для постоянной записи телеметрической информации использовался самописец.

Расход энергии экипажа лунной ка­бины «Аполлона-11» колебался от 225 до 350 ккал/час при норме 275-300 ккал/час. Поэтому продолжительность лунных прогулок во второй лунной экспедиции была продлена до четырех часов.

Две экспедиции на космических кораблях «Аполлон-11» и «Аполлон-12» позволили накопить некоторые све­дения о поведении человека на Луне. Созданное защитное оснаще­ние помогло космонавтам жить и ра­ботать в условиях враждебного ва­куума и аномальных температур. Лун­ное притяжение оказалось весьма благоприятным для работы космо­навтов. Мы не обнаружили ни физических, ни психологических затрудне­ний, которые помешали бы планировать дальнейшие исследовательские работы на поверхности Луны.

Совершенствование скафандров повысит эффективность деятельно­сти на Луне и поможет провести более сложные и тонкие эксперименты. На ближайшее десятилетие можно планировать значительно более широкую программу исследований, ко­торые намного увеличат наши знани и понимание природы естественного спутника Земли.