Владимир Сурдин : Путешествия к Луне

Конспект

Выйдите вечером в полнолуние, посмотрите на Луну и попробуйте зарисовать то, что видите. Через полгода повторите. А потом через год. Так вы сможете следить за остротой собственного зрения — метод, который прекрасно работает и на детях, и на нас самих. Дети, кстати, видят гораздо чётче. Именно Луна — единственное светило на ночном небе, у которого невооружённым глазом можно рассмотреть настоящую географию. Все звёзды и планеты для нас — просто яркие точки. А Луна — целый мир с морями и континентами, до которого рукой подать.

Планета, притворяющаяся спутником

Мы привыкли называть Луну спутником Земли, и в этом есть большая несправедливость. Поставьте рядом Меркурий и Луну — и вы удивитесь: Луна лишь чуть-чуть меньше настоящей планеты. А по сравнению с Церерой, которую гордо величают планетой-карликом, Луна выглядит великаном. Если бы она летала вокруг Солнца сама по себе, никто бы не сомневался — это полноценная небольшая планета Солнечной системы.

Просто ей не повезло: она попала в гравитационный плен к Земле. В Солнечной системе около 500 спутников у планет, но лишь примерно дюжина из них настолько крупные, что заслуживали бы звания самостоятельных планет — Ио, Европа, Каллисто и наша Луна. А нам, землянам, наоборот, повезло. Рядом с нами гигантская, почти нетронутая планета. Мы делим на Земле крошечные острова и убиваем друг друга за клочки континентов — а рядом лежит целый неосвоенный мир.

Каменные моря и заяц в небе

Тёмные пятна на Луне мы по традиции зовём морями — Океан Бурь, Море Дождей, Море Кризисов. Никакой воды там, конечно, нет: Луна суха. Но что-то в этом названии есть глубоко верного. Когда-то эти пятна действительно были морями — только заполнял их не жидкая вода, а жидкий камень. Из недр молодой Луны изливалась лава, растекалась по гигантским метеоритным кратерам и застывала. Именно поэтому большинство лунных морей круглые — это остывшие каменные моря в чашах древних ударов.

Разные народы видели в лунных пятнах разное. Кому-то мерещился лик девушки — возможно, поэтому имя Луны на многих языках женского рода. Японцы и корейцы разглядели силуэт зайца. Первые точные зарисовки оставил Леонардо да Винчи: положите рядом его дневниковый набросок первой четверти и настоящий снимок Луны — совпадение поразительное. А самую точную дотелескопическую карту создал английский натурфилософ Уильям Гильберт в самый канун изобретения телескопа.

Есть у Луны и секрет, который скрывают наши глаза. Ночное зрение человека черно-белое, и Луна кажется серой. Но она цветная: моря голубоватые, а континенты, покрытые анортозитовыми породами, отливают желтовато-зелёным. Хорошая фотокамера ловит эти тонкие оттенки, а Photoshop способен их усилить — и перед вами предстаёт настоящая разноцветная Луна.

Почему следы астронавтов не разглядеть в телескоп

Казалось бы: возьми телескоп помощнее, поставь окуляр покороче — и приближайся к лунной поверхности сколько хочешь. Но чем больше увеличение, тем хуже становится картинка. Дело не в телескопе, даже самый лучший здесь бессилен. Виновата земная атмосфера — воздух бурлит, свет преломляется и рассеивается. На киносъёмке лунной поверхности кратер то появляется, то исчезает, и не понять — есть он или мерещится.

Самые мелкие детали, которые можно рассмотреть с Земли, обычно имеют размер около двух километров. В идеальных условиях — на вершинах вулканов Гавайев или в чилийских Кордильерах — удаётся различить детали в полкилометра. Поэтому когда астронома спрашивают, видел ли он следы астронавтов на Луне, ответ прост: будь эти следы двухкилометровыми, мы бы их заметили. Вывод очевиден — сквозь атмосферу не рассмотришь. Надо лететь.

Из пушки на Луну и ракетный поезд Циолковского

Первым технически обоснованным проектом полёта стала фантазия Жюля Верна: люди садятся в снаряд, снаряд выстреливается из гигантской пушки. Над идеей смеялись — живого человека такой выстрел превратил бы в лепёшку. Но не спешите хоронить Жюля Верна: современная электроника перегрузку выдержит, и проекты «из пушки на Луну» и даже на Марс сегодня рассматривают вполне серьёзно.

Настоящий прорыв совершил школьный учитель из Калуги Константин Циолковский. Он понял главное: одна ракета вынуждена тащить в космос всю свою конструкцию, а это неподъёмно тяжело. И предложил «ракетный поезд» — несколько ступеней. Нижняя толкает состав, топливо кончилось — отбрасываем её, включаем следующую. Так мы и летаем до сих пор. На книгах Циолковского и его последователей — Оберта, Валье — учились те, кто строил настоящие ракеты: Королёв в СССР и Вернер фон Браун в Германии, а после войны в США.

Любопытный штрих: в 1954 году, за три года до первого спутника, журнал «Знание — сила» выпустил номер о том, каким будет мир 20 лет спустя. На обложке — ракета, внутри — иллюстрация её посадки на Луну. Они попали точно: в начале 70-х люди реально летали на Луну. Попробуйте и вы написать прогноз на 2046 год, спрятать его и через двадцать лет проверить.

Год, когда всё случилось: 1959-й

После первого спутника события неслись лавиной. В январе 1959-го к Луне отправили первый аппарат — но управлять полётом ещё не умели, и он пролетел мимо, как неудачный бросок в баскетбольное кольцо. Что делать? Инженеры объяснили: аппарат вышел на орбиту вокруг Солнца. Значит, это первая искусственная планета! Ей дали красивое имя — «Мечта». Никого не обманули, и она до сих пор летает вокруг Солнца.

Через полгода второй аппарат врезался в Луну — тормозить тогда не умели — и доставил туда рассыпавшиеся металлические значки с гербом СССР. Они и сейчас лежат в Заливе Лунника. Если когда-нибудь попадёте на Луну, поищите: бесценный экспонат для земных музеев. А третий аппарат стал летающим фотоаппаратом — он облетел Луну и снял её обратную сторону, которую человек не видел никогда.

Эту знаменитую фотографию рассматривали как раз в Астрономическом институте МГУ, где давали названия деталям. Так родились Море Москвы, кратер Циолковский. Был там и «хребет Советский» — но это оказалась научная ошибка. На нечёткой фотографии белёсая полоса показалась горным хребтом, которого на самом деле не существует. На старых глобусах он есть, на современных исчез. Такие казусы бывают в любой науке. А главная загадка осталась: почему видимое полушарие покрыто огромными морями, а на обратной стороне — лишь одно крохотное Море Москвы? Ответа мы до сих пор не знаем.

Мягкая ли Луна? История подушки безопасности

Долго спорили: покрыта Луна толстым слоем пыли или тверда? Дождей нет, пыль не спекается — вдруг зонд просто утонет в ней? Проверить можно было только одним способом — сесть мягко. Впервые это удалось советской «Луне-9» в 1966 году: аппарат окружала надувная подушка, и он, как мячом безопасности, коснулся поверхности, раскрыл лепестки и начал передавать снимки. Люди впервые увидели чужую планету так, будто стоят на ней. Кстати, эту идею сегодня заимствуют NASA и Европейское космическое агентство для посадок на спутники Юпитера.

Советские инженеры так и не отправили на Луну человека, но компенсировали это оригинальными роботами. Луноходы, которыми управляли с Земли, были неожиданно крупными — и лишь недавно рассекретили почему: их проектировали как транспорт для советских космонавтов. А ещё был изящный трюк: маленький аппарат садился на Луну, бурил грунт почти на два метра, запечатывал образец в шарик, и крохотная ракета в рост человека отправляла его к Земле. Всего 100–150 граммов лунного грунта — но учёным этого достаточно, и никем не рисковали.

Как две сверхдержавы гнались к Луне

К концу 1968 года было ясно: экипаж к Луне отправит либо СССР, либо США. Решил задачу Вернер фон Браун со своей ракетой «Сатурн-5» — до сих пор, спустя полвека, самой мощной из реально летавших в дальний космос. Её первая ступень несла пять гигантских двигателей — прожорливых, неэффективных, но чудовищно мощных. Королёв строил аналог — ракету Н1. Но у американцев была технология, которой у нас тогда не было: жидкий водород, превосходное ракетное топливо. Позже в СССР создали «Энергию», ни в чём не уступавшую «Сатурну» — но экономика не потянула, и после двух удачных полётов проект замер.

Путь к цели был усыпан трагедиями. Три американских астронавта сгорели за секунды во время наземных испытаний — кабина «Аполлона» была заправлена чистым кислородом, в котором горит всё. Программа затормозилась на год. А в это время СССР отправил облететь Луну корабль с экипажем из двух черепах, мух-дрозофил и мышек. Они вернулись живыми — первый межпланетный перелёт с возвращением. Это заставило американцев рискнуть: в конце декабря 1968-го, без испытаний, они посадили троих в «Сатурн-5» и отправили к Луне. Авантюра удалась. Ловелл, Андерс и Борман первыми удалились от Земли к другой планете — герои не меньшие, чем Гагарин.

Кровь под ногтями и крыло из бортжурнала

Работать на Луне было мучительно. Скафандр на Земле весил 100 кг (современные — уже 130). Он почти не гнётся: жёсткая кираса на груди, сгибаются только локти и колени, да и то с трудом. Всё тепло тела запирается внутри — крупный работающий мужчина выделяет 250–300 ватт, и без костюма водяного охлаждения с тонкими трубками космонавт погиб бы от теплового шока.

Но страшнее всего были перчатки. Внутри скафандра — половина атмосферы давления, как в хорошо накачанном велосипедном колесе. Перчатки раздуты изнутри, и чтобы сжать пальцы, нужны огромные усилия. Посмотрите на руки Дэйва Скотта в интервью сразу после Луны — под ногтями кровавые подтёки. Вот цена трёх дней работы в перчатках.

А самая человеческая история случилась с лунным автомобилем. Раскладывая его, астронавты отломали кусок крыла над колесом — и пыль полетела веером. С Земли приказали: ходите пешком. Но обидно же — транспорт под рукой! Космонавты не спали ночь и придумали: оторвали пластиковую обложку бортжурнала, примотали её скотчем и струбциной вместо крыла. С этим самодельным крылом проехали почти 40 километров. Кстати, никто так и не признался, кто положил скотч в корабль — но он пригодился.

Почему на снимках нет звёзд и флаг «колышется»

Скептики любят два аргумента. Первый: небо на Луне чёрное, а звёзд нет — значит, снято в Голливуде. Но всё объясняет фотография. Освещённый Солнцем яркий ландшафт снимают с выдержкой в тысячные доли секунды, а чтобы проявились звёзды, нужна экспозиция в десятки секунд — в тысячи раз длиннее. При съёмке пейзажа звёзды просто не успевают отпечататься. Сегодня, когда нужно, мы прекрасно снимаем звёзды с Луны — китайский аппарат сфотографировал оттуда даже далёкие галактики.

Второй аргумент — «трепещущий флаг». Но возьмите два кадра, снятых через несколько секунд: астронавт отдаёт честь, поворачивается — а форма флага не меняется. Он висит на металлической планочке-перекладине и остался мятым, потому что его привезли туго свёрнутым в алюминиевой тубе. Утюг взять забыли — вот он и мятый. Все документы, снимки и переговоры выложены в открытый архив Project Apollo Archive: десятки тысяч документальных кадров для всех, кто хочет погрузиться в эти путешествия.

Что делает Луну сокровищем

Зачем возвращаться? Потому что там есть что искать. В районе Южного полюса, в глубоких кратерах, куда почти не заглядывает Солнце, лежат запасы водяного льда. Там же — металлы: никель, алюминий, железо, возможно, платиновая группа. И редкий изотоп гелий-3, который легко собирать прямо экскаватором из верхнего слоя грунта. Всего полтонны этого гелия, доставленного на Землю, смогли бы круглый год снабжать электричеством страну вроде Швейцарии — когда термоядерные электростанции наконец заработают.

Есть и совсем неожиданный ресурс — холод. Под лунным грунтом всегда холодно, и этот холод не испортится, в отличие от земных хранилищ. На Шпицбергене старые угольные шахты хранят семенной фонд растений, но Шпицберген начинает оттаивать — а Луна не оттает никогда. Астрономы предложили и решение проблемы радиации: не строить, а прятаться в лунных пещерах. Их сфотографировали с орбиты — провалы диаметром в десятки метров. Математическая модель показала неожиданный результат: солнечные лучи, попадая в провал, прогревают грунт, тепло расходится по горизонтальным проходам, и внутри держится постоянная температура +17 градусов. Можно жить.

Новая лунная гонка и Луна как космодром

После 1972 года люди на Луну не летали, но роботы продолжают. Особенно бодро действуют китайцы. Когда их первый луноход в 2013 году быстро сломался, мы посмеивались: «Что ж ты хочешь — китайский луноход». Но в 2019-м они первыми в истории сели на обратную сторону Луны, запустив спутник-ретранслятор для связи. А потом привезли грунт и с видимой, и с обратной стороны — уникальный результат, который не повторил никто. Теперь мы присматриваемся к китайским автомобилям куда серьёзнее.

Американцы отвечают ракетой Space Launch System, почти не уступающей «Сатурну», и кораблём «Орион» на четверых. Но садиться на Луну нечем — лунный модуль всё никак не готов, и NASA обратилось к частникам. Илон Маск предлагает гигантский Starship, из которого даже выйти можно только на лифте, Джефф Безос — более компактный Blue Moon. Российская «Луна-25» твёрдо ударилась о поверхность, оставив десятиметровый кратер из-за ошибки в программировании. Но лиха беда начало: новое поколение инженеров научится.

И у Луны есть ещё одно недооценённое преимущество — отсутствие атмосферы. С Земли ракеты взлетают вертикально, чтобы быстрее пробить плотный воздух: разгонять их горизонтально нельзя — сгорят, как метеориты. А на Луне атмосферы нет. Значит, можно разгонять аппараты вдоль поверхности электромоторами, вообще не включая реактивный двигатель. Луна видится идеальным космодромом будущего. Пока это лишь красивое кино — но именно так когда-то начинались все великие путешествия.