При движении угол зрения постоянно меняется, однако направление отраженного света остается неизменным, из-за отражательных свойств грунта и безвоздушного пространства. Получается, что в движущийся глаз наблюдателя попадают разные отраженные лучи, одни уходят на периферию, другие как бы активируются, попадая на сетчатку, ведь мы видим не предметы, а отраженный от них свет. Эффекты происходящие на Луне так захватывающие, что все же расскажу подробнее: итак Луна движется по орбите со средней скоростью1км/с. Тем самым ежесекундно изменяет минимально свое положение к источнику света.
На больших расстояниях разница заметна в суточных интервалах, например с поверхности земли лунные фазы и дни. А вот на поверхности Луны астронавты станут свидетелями еще одного изумительного эффекта-мерцания поверхности. Дело в том, что поверхность густо испещрена и очень неровная, средний размер частичек от 250 до 50 микрон, ветровая и водная эрозия, понятное дело - отсутствует, каждая частичка колкая с выраженными гранями и абразивными свойствами. Свет при такой орбитальной скорости и величине отражающих граней постоянно будет "прыгать" с грани на грань, что даст эффект мерцания, либо некоей сюрреалистичной подсветки, правда заметен будет без светофильтра на шлеме. С Земли замечено периодически возникающие явления флюоресценции грунта. Что предполагаемо связано с протонной бомбардировкой солнечного ветра. Выше уже упоминалось о метеороидной бомбардировке. Даже с Земли за год фиксируют около 2000 вспышек, вблизи с поверхности такие явления видны с достаточной частотой, чтобы космонавты успели их заметить за короткий срок пребывания и насладится зрелищем. Во время миссий сервееров и луноходов было замечено еще одно загадочное и странное явление, американцы назвали его "пылевыми бурями", в литературе по луноходам упоминается как "пылевой щит" Луны. Луноход - 2 зафиксировал это удивительное явление, свидетелями которого станут космонавты.
[23]
Пылевой туман, да-да! Поверхность Луны обладает сильным статическим зарядом, что создает условия для зависания мельчайших частичек реголита над поверхностью, плотность которых около 0.5/см3 (половина плотности воды) и в сочетании с низкой гравитацией получается такой эффект. Наиболее часто заметен в районе терминатора, во время прохождения сквозь магнитный хвост земли (перед и после полнолуния), а также во время сильных солнечных вспышек. Заряд накапливается за счет протонного ветра, свободно гуляющего по лунной поверхности, протоны ионизируют частички реголита и пыль, приобретая положительный электрический заряд, начинает взаимооталкиваться, вплоть до эффектов выстреливания частичек пыли из поверхности.
Таким образом, пыль буквально зависает над поверхностью. Возможно, часть кратковременных лунных явлений напрямую зависит от этого явления и его взаимодействия с локальными магнитными полями на Луне. Это крайне неприятное явление в будущем создаст еще одно неудобство космонавтам. Неприятность усугубляется тем, что возвращаясь, космонавту крайне необходимо будет нейтрализовать статический заряд, и тщательно очистить скафандр перед снятием. И ни в коем случае не вдыхать лунную пыль, частички которой как уже сказано, не сглажены эрозией, с острыми гранями, имеют наведенную радиоактивность, статический заряд и скорее всего, аллергичны. Не зря НАСА недавно, в рамках программы «Созвездие» разработала концепт скафандров внешнего размещения, расположенных снаружи на передвижных роверах. В такой скафандр вход осуществляется изнутри герметичного ровера в люк на спине скафандра. При этом попадание пыли внутрь исключено! Также нужно учитывать сильные температурные перепады на поверхности, что может стимулировать разломы поверхности и дегазацию грунта, такие истечения газов являются причиной свечений над поверхностью. Интенсивность таких явлений возрастает к полнолунию и уменьшается с убыванием луны. Не исключено что лунные путешественники будут свидетелями и этих загадочных явлений, поскольку интенсивность таковых весьма высока.
Видимость и ориентация на местности серьезно осложнены, нет привычных ориентиров, местность сложная изменчивая, законы перспективы в полной мере не работают. Характерной чертой лунного ландшафта является его неподвижность. Только тени от неровностей поверхности меняют свою длину в зависимости от высоты Солнца, но это происходит относительно медленно: продолжительность дня на Луне составляет почти 15 земных суток, и поэтому высота Солнца изменяется лишь на 0°,5 за час. Практически можно говорить о неподвижности пейзажа, но при ходьбе вступают иные визуальные эффекты,- меняется угол зрения наблюдателя и пункт наблюдения. Из-за физико-оптических особенностей на Луне и в безвоздушном пространстве, картина для наблюдателя, визуально с каждым шагом несколько меняется, и уже через несколько метров ландшафт становится неузнаваемым. Возникает иллюзия резкой смены освещения участков в поле зрения наблюдателя. Картина заметно меняется даже на малых расстояниях, создавая новую мозаику перед глазами. Oтсутствие плановости пространства вызывает впечатление плоского пространства, проблематично определение расстояний и величин. На Земле есть места с подобными явлениями - это Антарктида, полярные исследователи часто в ясную погоду долгим полярным днем не могли определить точное расстояние до горы, так как вся местность была абсолютно белой, без градаций, люди принимали далекую гору за близкий объект и безуспешно шли к ней несколько часов. Точно такое же явление возможно на Луне лишь с тем отличием, что расстояние до горизонта - 700 м, и довольно далекие горы оптически будут подниматься по мере приближения, потому ориентироваться по дальности надо будет научиться.
В сочетании с вышеупомянутыми оптическими эффектами, неизвестной сложной топографией, метеороидной опасностью, на первых порах целесообразно не покидать зону видимости лунного модуля- единственного знакомого объекта и ориентира. Применимо к такой ситуации это значит не рекомендовано удаляться далее 150м от места посадки. Ведь здесь единственным спасением и местом жизненных ресурсов будет посадочный модуль. [17]
Замечу от себя /Александр Бурганов/, что опасность потеряться на Луне увеличивается ввиду большой кривизны поверхности, если мы уйдем дальше чем 150 -300 м по прямой видимости, то лунный модуль может скрыться из зоны видимости. Но вместе с тем, в отличие от земных условий, на Луне отличным ориентиром являются звезды, видимые не только лунной ночью, но и лунным днем, конечно, само Солнце и наша родная планета. Большой плюс в том, что все объекты лунного звездного неба в отличие от Земного неба практически неподвижные, ввиду того, что суточное вращение Луны очень медленное. Остается только в самом начале путешествия для начала правильно сориентироваться по основным звездам, Солнцу и Земле, выбрать верное направление и спокойно идти, не забывая о докладах в Центр управления полетом. Приблизительно это будет выглядеть так: «Земля! Я Луна-1! Двигаюсь в направлении созвездия Змееносца до холма, на 30 градусов правее вижу на горизонте звезду Ригель, в зените звезда тау Кита… » (все названия звезд и созвездий условны). Центр, имея астрономическую программу, каких сейчас довольно много, вычисляет местоположение космонавта и наносит маршрут на карту, корректируя передвижение. Таким образом, абсолютно необходимым для лунных космонавтов является умение ориентироваться по звездам и знание основ астрономии.
Хотя будущая лунная база будет оснащена по периметру радиомаяками, и потому заблудиться будет невозможно, каждый космонавт будет знать свое местоположение при помощи метода триангуляции в сочетании с местной сотовой связью, но в случае какого-либо сбоя, звезды, Солнце и Земля всегда будут замечательным ориентиром).
Как я уже упоминал прыжки будут неуместны, да и несмотря на низкую гравитацию на сколь-нибудь значительную высоту невозможны. Обусловлено это непривычной гравитацией, а значит неверно выбранным усилием, расстроенной координацией, значит, небезопасны, потерей импульса в неудобном скафандре, ослабленными ногами во время перелета. Миф о чемпионских прыжках не Луне, происходит от некорректного примера в учебнике "астрономия" за 11 класс, где учитывалась лишь разница в гравитации и предполагалось, что прыгун будет иметь все те же преимущества, что и на земле, как видим это не так!
В дополнение интересной информации о условиях на поверхности поданные водителем луноходов генералом В.Г.Довганем. Сейчас академик и профессор Довгань, как очевидец рассказал много бесценной интереснейшей информации о топографии и сюрпризах Луны. Вот интересное замечание по посадке Луны-16 в условиях лунной гравитации:" 20 сентября в 6 ч. 06 мин. приступили к одному из наиболее ответственных этапов полёта - осуществлению мягкой посадки. Группа логики, учитывая баллистический прогноз, но не полагаясь на него, предложила на участке схода с лунной орбиты и спуска к Луне ввести в контур управления радиовысотомер. Высота над поверхностью Луны на начало торможения составляла 13,28 км, а на момент выключения двигателя 2,45 км. После его выключения ЛКА в течение 43 секунд совершал свободное падение. На высоте 600 м вновь начал работать основной двигатель в режиме регулируемой тяги в соответствии с выбранной программой управления и поступающей информацией от допплеровского измерителя скорости «ДА-018» и радиовысотомера «Вега». На высоте 20 м горизонтальная скорость была погашена, а вертикальная снижена примерно до 2 м/с. По выданной дежурным расчётом радиокоманде основной двигатель был выключен, и торможение осуществлялось двигателями малой тяги." – Из этого следует что махина весом 1880 кг по сути плавно опускалась на лунную поверхность, так что несмотря на мифы о якобы глубоких кратерах под севшей станцией, или тоннах выброшенного грунта это не так. Не было чему делать кратеры и выбрасывать грунт. А вот первые впечатления от шагов лунохода: "Слева виден прибор - определитель лунной вертикали. Справа - фрагмент посадочной ступени, от которой ведут следы лунохода. Это - первая колея, проложенная советской передвижной научной лабораторией. Солнце находится слева и сзади лунохода, его лучи падают на поверхность под довольно большим углом. Поэтому тени короткие и пологие формы рельефа слабо различимы." - о чем нам это говорит? - о отражательных свойствах грунта в вакууме. Обратите внимание - на Земле рельеф различим даже в лунную ночь, но на Луне поздним утром (солнце достаточно высоко) проблема с отчитыванием рельефа из-за специфической отражательной способности грунта и свойств распространения света в вакууме. Типичная топография для равнинных участков выглядела так: -"Сеанс продолжался 4 ч 40 мин. Через два часа работы была проведена первая смен расчётов экипажа. Трасса проходила по относительно ровной поверхности, имевшей впадины и возвышения с углами наклона до 10°. Попавшиеся на пути камни и кратеры небольшого размера были преодолены, как и невысокая гряда. На различных участках измерялись механические свойства грунта и параметры проходимости шасси. За сеанс пройдено 96 м.
Всего в первый лунный день за три сеанса было пройдено 197 м. Характер грунта регулярно проверялся с помощью пенетрометра. Оказалось, что и скольжение, особенно при значительных кренах, бывает разным. Это требовало от водителей особой осторожности. Опыт управления подтвердил также целесообразность движения по труднопроходимой и не всегда отчётливо просматриваемой из-за неблагоприятной освещённости местности в стартстопном режиме, с обязательными остановками через каждые несколько метров" - данные выдержки повествуют нам о неоднородности и обманчивости поверхности и физико-механических свойств поверхности на сравнительно малом участке в пределах видимости. [14]
Также интересно, что в лунный день без атмосферных помех при ярком солнце освещенность поверхности неблагоприятна из за низкого альбедо и отражательных свойств лунного грунта.
О неприятных сюрпризах связанных с обманчивой визуальной оценкой лунных реалий: - "Началось движение лунохода. На расстоянии 5 м появился кратер. Г. Латыпов оценил его диаметр (около 16 м) и принял решение идти вперёд, не меняя направление. Включил первую скорость. И вдруг стрелочные приборы показали, что луноход начал резко крениться. Бортинженер Л. Мосензов доложил, что сработала защита по току, луноход остановился. Крен достиг 27°, а дифферент - 15°. Внутренний склон кратера оказался круче, чем можно было предположить при наблюдении. Вдобавок грунт оказался рыхлым, увеличилось буксование колёс." - безусловно непосредственно человеческий глаз, возможно лучше бы правился, да и в отличие от автомата человек имеет возможность немедленного реагирования, однако в подобных условиях ни один дурень в столь незнакомой местности прыгать не станет! Будущим покорителям Луны нужно четко осознавать, что видимость на Луне больше зависит даже не от высоты Солнца над горизонтом, а от позиции наблюдателя по отношению к Солнцу: - "На планшете штурманов - несколько фотопанорам одного и того же участка поверхности, отснятого с разных «позиций» по отношению к Солнцу. На одних снимках чётко обозначены овалы кратеров с хорошо просматриваемыми краями, на других - очертания расплывчаты, на третьих - совсем не видны. В таких усложнённых условиях был открыт счёт пятой тысяче метров пути лунного разведчика, но на это в ПУЛе не обратили внимание. (Что ж, тоже закономерно.)"[14] – Что ж ниже в ссылках я подам и воспоминания генерала целиком, перед нами выход на поверхность.
Ведь первыми бросаются в глаза несоответствия с привычными картинами бытия. Этот момент хочу подчеркнуть, никто не оспорит факта, что Луна темная и маленькая в сравнении с земными пейзажами, как никто не оспорит типичную автоматическую реакцию людей на все, что резко отличается от привычного, поэтому, первое, что будет звучать из уст космонавтов, это непосредственные реакции и комментарии на увиденное и испытанное.
Думаю, в ЦУПе реакция и пристальный интерес будет не меньший. Да вы сами посудите, чернота неба полная звезд, темно-коричневая мерцающая поверхность, непроглядные черные зловещие тени, тишина, а низкий загнутый горизонт придает впечатление игрушечности, сюрреалистичности. В добавок сложно и неудобно передвигаться, а во время движения постоянно "рябит" в глазах на освещенных участках, что с непривычно и некомфортно. Возможен зрительный эффект негатива, мозг будет выделять в этой пляшущей каше стабильные участки, а таковыми будут лишь неизменно черные тени. А тут еще ощущение снега под ногами, рыхлый грунт лишь слегка сдавливается под весом тела. Все это типичные лунные пейзажи в раене морей
А.Б: Можно попытаться реконструировать будущие события на основе земного опыта, похожие места и ощущения на Земле есть! Попробуем представить себе альпиниста, вышедшего на вершину после тяжелейшего восхождения, с риском сорваться в пропасть, удариться при посадке о камень, опрокинуться вместе с модулем со склона кратера на Луне, в тяжелом горном снаряжении, с баллонами кислорода за спиной, в полужестком громоздком скафандре непослушными ногами (такое же ощущение и на Луне после 4-х дневной невесомости).
Светит яркое Солнце, так что альпинист не снимает темных очков (космонавт пользуется светофильтром). Горизонт сильно искривлён и всё что внизу – кажется игрушечным (горизонт на Луне очень близко и сильно искривлен). Альпинист обозревает безжизненный горный ландшафт, очень контрастный в ясную погоду, черные в тени скалы перемежаются ярко- белыми от снега (контрасты от освещения на Луне) Восходитель, превозмогая усталость, разворачивает флаг, оставляет памятные сувениры, записки, фотографирует, берет на память камни. (Космонавт совершает практически те же действия, только надеюсь, что ему удастся перед выходом отдохнуть). Под ногами рыхлый снег, очень пересеченная местность (реголит на Луне рыхлый, и местность как после бомбежки). На этом сходство с восхождением заканчивается, но что касается малой силы тяжести, есть сходство с работой водолаза на дне моря. Выталкивающая сила (сила Архимеда) направлена противоположно силе тяжести, потому в плотной среде ее воздействие сравнимо с силой тяжести, к примеру, большинство рыб (но не акулы) постоянно находятся практически в состоянии невесомости. Космонавты тренируются в специальном гидробассейне для отработки навыков при выходе в открытый космос.
Водолаз в тяжелом гидрокостюме теряет вес, но не полностью, он медленно передвигается по дну, не делает резких движений отчасти из за плотной среды и отчасти, чтобы не потерять равновесия. На Луне малейший толчок в сторону выводит из равновесия, так как основная сила, прижимающая к поверхности меньше земной в 6 раз.
(На Луне и под водой очень велика опасность опрокидывания тела, под водой этому помешает плотная вода, а на Луне не помешает ничего) Как и писал Руслан, скорее всего космонавты будут пользоваться чем-то вроде лыжных палок, или даже, наплевав на отсутствие фотогеничности, наденут страховочный обруч. Вполне возможно, что передвижение будет вдоль протянутых страховочных канатов. Дело в том, что у человека всего две точки опоры и центр тяжести расположен довольно высоко, выше середины тела. Вся механика и кинематика человеческого организма рассчитана именно на силу земной тяжести.
Кроме непосредственного знакомства с Луной, безусловно, первые задания будут в простых наблюдениях, сборе грунта, и оставлении памятных атрибутов, как то флаги вымпелы и прочее. Кроме верхнего слоя пыли, низкой плотности, есть еще множество камней (видимо остатки упавших космических тел) и обломки собственно твердого реголита, толщина которого в среднем от 3 до 6 метров. Плотность этого вещества около 1г/см3=плотность воды. Это слежавшаяся, спекшаяся пыль, вулканические туфы. Структура пористая, напоминающая пемзу, габбро.[3]
Желающим вбить в такую поверхность флаг нужно либо иметь длинный прочный флагшток, либо применить что-то вроде подставки для ёлки, это проще чем бурить более твердую поверхность туфовой породы и спекшнгося обломочного матерьяла. Флаг желательно иметь из металла, так как ткани и краски в космических условиях недолговечны - они распадутся от воздействия солнечного ветра и микрометеоритов. На орбите, под магнитным щитом, в космосе советский флаг из обычной ткани не протянул и года, космонавты, совершив очередной выход в открытый космос, обнаружили, что от флага остались только отдельные нитки.
