Недавно, благодаря космическому проекту Индии, стало известно, что температура поверхности Луны держится на уровне 70-100 градусов Цельсия. Каким же образом американцы высаживались и находились там?

Спрашивает
Сергей Баталов
#космонавтика
+1
#Луна
24.09.2023
53 712
Средний вопрос

О том, что на Луне местным днем очень жарко (до +130), знали задолго до индийской миссии — еще в 1960-х, после мягкой посадки первых исследовательских аппаратов на спутник Земли. Напомню, эти посадки и СССР, и США выполнили еще в 1966 году. Причем температура, замеренная индийцами, даже ниже, поскольку их аппарат приземлился в высоких широтах, где лунный реголит нагревается слабее, чем в низких, куда прилунялись «Луна-9» и — чуть позже — ее американский аналог.

Однако такая высокая температура не вызвала особого беспокойства у проектировщиков скафандров. Не только потому, что они ее ожидали, но и потому, что для безвоздушного мира это, вообще-то, не очень значимо. Почему?

Лунная часть уравнения

Дело в том, что в вакууме перенос тепла от лунного реголита в скафандр может происходить только через очень небольшую поверхность «ботинок». Раз атмосферы нет, то и передача тепла от поверхности к остальным частям скафандра практически не происходит. Подошвы же скафандра по необходимости и так выполнены из довольно толстых материалов с небольшой теплопроводностью. Например, советский лунный скафандр «Кречет» (сейчас его потомок называется «Орлан») оснащен ботинками, снаружи обшитыми фенилоном (номекс), также иногда используемым в бронежилетах. Под защитным слоем — 18 слоев экранно-вакуумной теплоизоляции, фактически слоев фольги, между которыми вакуум, как между оболочками термоса — и все это для снижения теплопередачи. Сходная по общей идее конструкция ботинок американского скафандра для высадки на Луне прилично защищала человека от лишнего тепла.

Разумеется, это не снимает всех проблем. В том числе потому, что даже это небольшое количество тепла надо как-то отводить. Вдобавок надо отводить и то немалое количество тепла, что вырабатывает сам человек в скафандре — это примерно сто ватт. Еще одна проблема — солнечный свет проникает через прозрачную часть шлема скафандра и тоже несет с собой тепло. Поэтому если для основной части скафандра солнечный нагрев мал (поверхность костюма хорошо отражает излучение), то для шлема он уже приличный.

Чтобы закрыть оставшиеся проблемы, используются два решения. Во-первых, на прозрачной части шлема скафандра есть отражатель излучения, светофильтр с использованием частиц золота. Это снижает солнечный нагрев. Во-вторых, тепло от тела человека и то тепло, что все-таки добирается от него снаружи, отводят, испаряя воду из системы жизнеобеспечения скафандра. Испарительное охлаждение работает эффективно, но означает нужду в дополнительном весе для такого «космического потения».

Наконец, непосредственно в лунный полдень активность астронавтов старались минимизировать, чтобы не усложнять им жизнь работой при наиболее высоких температурах.

Что день грядущий нам готовит

На других планетах ситуация по «температурной обороне» для скафандров будет очень сильно отличаться от лунной. Например, на Марсе есть атмосфера, поэтому будь там лунные температуры, работать днем было бы нереально. К счастью, на Красной планете фактически не бывает выше +25, так что с перегревом проблем немного. А вот с холодом они есть — там бывает до минус ста. Естественно, в скафандрах есть средства подогрева, но им нужно много энергии, и это ограничивает время их непрерывной работы вне корабля. Вероятно, на четвертой планете по этой причине логичнее всего будет работать днем, благо и видимость много лучше.

А вот на Венере все плохо. Местная атмосфера радикально горячее и плотнее нашей — даже на самых высоких местных горах ниже +170 не бывает, а на равнине и +400 «идет за прохладу». Реалистичных скафандров, которые позволяли работать при такой температуре и эффективной теплопередачи от местной газовой оболочки нет, и вряд ли они появятся при текущем технологическом уровне. Слишком уж много испарительной жидкости понадобится.

Чисто теоретически люди могли бы двигаться по Венере на вездеходах с манипуляторами, но на практике и тем нужно безумно эффективное охлаждение, которое потребует очень большой забрасываемой массы. На химических ракетных двигателях столь «массивную» экспедицию туда просто не доставить — точнее, доставить-то можно, но на взлет энергии не хватит. Да и нет у нас пока химического топлива, пригодного для взлета из мест с такими температурами. Любые известные ракетные топлива просто нереально удержать в баках при местных температурах.

Еще хуже — намного! — ситуация для дневной стороны Меркурия. Во-первых, полет туда требует разгона на 7,5 километров в секунду против 2,9 до Марса. Энергозатратность полета растет пропорционально квадрату набираемой скорости, поэтому на Меркурий и обратно никакой «Старшип» не слетает: похоже, нужна ядерная ракета Зубрина. Следовательно, масса испаряемой воды для охлаждения корабля, севшего на поверхность, не может быть большой: слишком много энергии(=топлива) нужно, чтобы ее туда привезти.

А температуры там радикально выше лунных — +350 в среднем днем. В самых жарких местах в самые жаркие сезоны бывает до + 426,9. Скафандр, который мог бы такое перенести, пока не спроектирован даже в общих чертах. Так что Меркурий придется осваивать либо с ночной стороны, либо в зонах так называемой вечной тени. Там придется тратить энергию на нагрев, благо ночные температуры тут до -170-180. Но это по крайней мере реально. Так что для будущих меркурианских скафандров надо будет запасти побольше портативных фонариков — на ночной стороне, как легко догадаться, всегда очень темно, благо никаких лун у Меркурия нет. Идти еще можно, как и на Земле в абсолютно безоблачную ночь, а вот осматривать местные достопримечательности, включая приполярные льды — уже с трудом.

Но еще жестче будет ситуация для Титана, спутника Сатурна. Это одна из самых интересных целей в Солнечной системе после Марса, но для попадания туда к скорости корабля, ушедшего к Титану с околоземной орбиты, надо будет добавить 10,3 км/сек — на порядок больше, чем для полета на Марс. То есть слишком много тяжелого оборудования с собой не взять.

А взять его, тем не менее, придется — в том числе скафандры, которые смогли бы там работать. Дело в том, что в основном азотистая атмосфера Титана вчетверо плотнее нашей, то есть отлично проводит тепло. И от скафандра человека это тепло она будет отводить очень быстро — а кругом него на спутнике будет -180. Нагревательные элементы вместе с источниками энергии понадобятся очень серьезные, и далеко от корабля все равно отходить будет рискованно. Хорошо бы завести какой-то вездеход с ядерным миниреактором на борту — иначе далеко от корабля не уйти. Между тем уйти как раз следовало бы: на Титане не только углеводородные болота и дюны, но и подповерхностный водный океан. И все это надо как-то обследовать.

Комментарии

9 Комментариев
-
0
+
Прямо научная фантастика из детства, читаешь и радуешься! Есть, куда стремиться человечеству.
Миша Бел
25.09.2023
-
0
+
"Атмосфера Титана вчетверо плотнее нашей". А точно ли в четверо? Википедия и русская и английская утверждают, что примерно в полтора раза плотнее.
Есть что спросить?

Вы можете получить ответ на вопрос по любой теме от экспертов нашей редакции, хорошо разбирающихся в этой теме.

Задать вопрос

Похожие вопросы

Краткий ответ: планеты не улетают от своих звезд просто так. Но если бы подобное случилось, то жизнь на...Читать далее

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно