На Луне

 

11. Это лунное тяготение?

 

Сомнительный "опыт"

 

       Все тела падают с одинаковым ускорением, независимо от их массы. Величина ускорения g определяется массой планеты. Например, на Луне g =1,6 м/с², а на Земле g  = 9,8 м/с². Наука не сразу пришла  к пониманию этого факта. Обыденный опыт даёт, казалось бы, достаточно примеров совершенно другого свойства. Так, тяжёлый кирпич стремительно летит вниз, а пушинка может долго кружить в воздухе, пока не упадёт. Дело тут в сопротивлении воздуха, которое тормозит падение (вспомните парашют).

        Впервые это показал итальянский учёный Галилео Галилей (XVII век), изучая падение компактных тяжёлых предметов разного веса (пушечного ядра и свинцовой пули), для которых сопротивление воздуха мало.

       На Луне нет воздуха,  что позволяет повторить опыт Галилея на любых предметах. И согласно НАСА, астронавт А-15 Дэвид Скотт, проделал это НА Луне, используя молоток и птичье перо. Лунный «опыт Галилея» показан в фильме [1] на 50-ой минуте и представлен на видеоклипе НАСА [2]. Он используется защитниками, как доказательство пребывания астронавтов на Луне. На илл.1 показаны кадры из этого эпизода, изображающие начало и окончание падения предметов. На них Д.Скотт, стоя на фоне лунного модуля, роняет из обеих рук с высоты примерно уровня груди названные молоток и птичье перо.

 

Илл.1. Ужасное качество эпизода «Опыт Галилея» наводит на мысль, что перед нами трюк.

Астронавт Дэвид бросает молоток (1) и перо (2): а) начало падения предметов, б) окончание

 

       Непросто разобрать на этих кадрах, где - перо, а где – молоток. И таково качество всех  кадров эпизода. В помощь читателю автор поставил цифру 1 слева от предмета, похожего на молоток, и цифру 2 - справа от радужного пятна, называемого пером. На начальном кадре перо вообще невозможно разглядеть, тогда как на многих кадрах становится неразличимым молоток. Поэтому приходится отчасти угадывать, что предметы падают одновременно.

      Низкое качество киноэпизода вызывает сомнения в его достоверности. Действительно, демонстратор настоящего научного опыта старается сделать его  как можно более ясным для зрителя. И наоборот фокусник или шарлатан, заинтересован скрыть истинные пружины своего действа. В связи с этим, возникает вопрос нельзя ли такой эпизод снять на Земле?

 

       Защитники В.Яцкин и Ю.Красильников категорически отвергают такую возможность [3]: «Чтобы снять этот эпизод на Земле, американцам пришлось бы  соорудить герметичный  съёмочный павильон и откачать оттуда воздух. Конструкция  сама по себе не слабая (и очень не дешёвая): на каждый квадратный метр её стенок будет действовать  сила давления атмосферы в 10 тонн. Да ещё и всю съёмочную группу пришлось бы одеть в настоящие космические скафандры…».

       Но они, похоже, не знали, что в те самые годы НАСА действительно создала в одном из своих центров вакуумную камеру высотой с 15-этажный дом (40м) и диаметром 30 м (Lewis Research Center's Plum Brook Station, [4]). Она предназначалась для испытания в условиях вакуума космических кораблей в натуральную величину, а также для тренировок астронавтов в настоящих скафандрах.  И воздух из неё откачивается, и указанная защитниками сила на стенки давит (илл.2).

 

Илл.2. Здесь вполне мог быть снят «лунный опыт Галилея».

Вакуумная камера для испытания космических кораблей и тренировок астронавтов в скафандрах.

 

     В такой просторной камере американцы вполне могли снять «опыт Галилея» в безвоздушном пространстве, не улетая для этого на Луну.

      После откачки камеры и молоток, и перо будут падать в ней одновременно, но с одним «но»: упадут они заметно быстрее, чем это было бы на Луне. Причина - бо´льшая сила тяжести на Земле. Однако этот факт легко скрыть, если показ эпизода вести в замедленном темпе. И, как установил автор [5], именно это и было сделано.

     Но, прежде чем познакомиться с его доводами, почитаем, что пишут об этом эпизоде защитники Ю. Красильников и В. Яцкин [3] (цитируется с сокращениями текста и добавлениями обозначений и формул):

 

 

 

 

 

Илл.3. Подборка стоп-кадров из клипа «Опыт Галилея» - иллюстрация из работы защитников [3]

 

       «Если уж анализировать, то надо смотреть, сколько кадров падают предметы, найти соответствующий этому количеству кадров интервал времени и т.д. Такой покадровый анализ доступен любому, имеющему доступ в Интернет. На сайте NASA имеется видеоролик, на котором изображен опыт Галилея на Луне (указывается названный выше клип [2] – А.П.). Если изучить его с помощью видеоредактора, то можно установить, что его частота кадров - 30 в секунду, а падение предметов на нем длится 36 кадров. Первый и пятый кадры отличаются очень мало, т.к. в начале падения скорость предметов незначительна, но момент, когда астронавт разжимает руки, фиксируется достаточно четко. Время падения  t предметов, очевидно, равно 36/30=1.2 секунды. Отсюда, если принять, что высота падения h составляла 1.4 метра, найдем ускорение a = 2h/t² =1.9 м/с². Это немного больше, чем 1.6 м/с² - истинное значение ускорение свободного падения на Луне. Однако, хотя время падения мы определили более-менее точно, но высоту падения взяли "от фонаря", так что сравнительно небольшая (20%) ошибка не должна нас удивлять».

 

      В общем, ускорение при таком общем подсчёте у защитников получается вполне лунное. На этом они свои рассуждения остановили, а зря.

 

     В отличие от них скептик [5] просмотрел весь клип кадр за кадром и нашёл, что значительное количество кадров в рассматриваемом клипе, так сказать, «мёртвые», то есть повторяют одно и то же положение предметов. На них «молоток» и «перо» не движутся.

        На илл.4. показана непрерывная последовательности из семи кадров (никакие промежуточные кадры не вырезаны). Кадр №1 соответствует моменту, когда астронавт только-только разжал руку и выпустил молоток. Следующие два кадра практически совпадают с ним. Но это можно объяснить тем, что падение только начинается, и молоток движется с малой скоростью.  Но для следующих четырёх совершенно одинаковых кадров такое объяснение уже не проходит: на кадре №4 молоток совершает небольшой прыжок вниз и застывает в этом положении ещё на три кадра (№№5,6,7).

 

Илл.4. В клип «опыт Галилея» вмонтировано много кадров-повторов изображения

 

         Вот другая непрерывная последовательность: от кадра №20 до кадра №30 (илл.5). Здесь молоток из-за плохого качества изображения совершенно не виден, и мы наблюдаем за радужным пятном, обозначающим перо. Рядом с ним автором поставлена белая точка. После кадра №20 перо «прыгает» вниз и затем замирает на целых шесть кадров (с №21 по №26 включительно). Затем перо вновь прыгает вниз и вновь замирает уже на три кадра (с №27 по №29 включительно).

       Таким образом, в клип вмонтировано много кадров-повторов. В результате этого падение предметов выглядит более медленно, чем оно происходило на самом деле. Вот так и получается «лунное» ускорение падения. Чтобы определить истинное ускорение падающих предметов надо учитывать только «живые» кадры, исключив из подсчёта вмонтированные кадры. Именно так и поступил автор [5] и получил в результате самое, что ни на есть земное значение ускорения  а = 10 м/с². 

          Автор книги повторил такой подсчёт по «живым» кадрам. Из 36 кадров эпизода «живыми» оказались 15-18 кадров. Неточность подсчёта связана с ужасным качеством клипа. Соответственно, истинное время падения предметов составляло (15-18)/36 с или 0,4-0,5с.  Отсюда по формуле a = 2h/t²  получается тоже вполне земное значение  а = (9,5 ± 2) м/с².

 

Илл.5. В клип «опыт Галилея» вмонтировано много кадров-повторов изображения (продолжение)

 

     Конечно, чтобы никто не увидел, как дёргается изображение падающих предметов из-за вставных «мёртвых» кадров, это изображение должно быть нерезким, что действительно наблюдается в этом клипе. НАСА, правда, предоставила вполне качественную  отдельную фотографию молотка и пера, якобы лежащих на Луне (илл.6). Но снимок двух предметов, валяющихся в пыли, при желании может снять каждый.

Илл.6. Такой снимок может снять каждый.

Самый настоящий молоток и самое настоящее перо, как доказательство полёта на Луну (снимок НАСА)

 

      В общем, похоже на то, что автор [5] был прав, утверждая, что «опыт Галилея» НАСА провела на Земле. 

 

Так прыгать можно и на Земле

 

      На Луне сила тяготения в шесть раз меньше, чем на Земле. Вес астронавта в скафандре на Земле около 160-170 кг, на Луне это 27-30кг. Сила мышц астронавта остаётся неизменной, поэтому можно было ожидать, что астронавты продемонстрируют высокие прыжки на Луне.   В своих рассказах астронавты сообщают о таких высоких прыжках. Так,  Армстронг рассказывал о том, что он подпрыгивал в высоту на 1,5-1,8м [6].  Такое значение высоты прыжка на Луне для астронавта, одетого в скафандр, хорошо согласуется с простыми расчётами [7]. Познакомимся, однако, с тем, какие видеоматериалы представила НАСА на эту тему.

 

Илл.7. Астронавт Янг демонстрирует вполне земной прыжок  в высоту.

а)  разбег, б)  группировка, в) максимальная высота прыжка, г) прыжок окончен

 

       Известен видеоклип [8], показывающий два демонстрационных прыжка астронавта в высоту: астронавт Джон Янг прыгает в высоту с места в присутствии коллеги Чарльза Дьюка. Подразумевается, что всё это снимается на автоматическую камеру. В обеих попытках астронавт подпрыгивает вверх на примерно одинаковую высоту. На илл.7  показано несколько кадров из этого клипа.

      

       На илл.8а по двум изображениям астронавта видно, что Янг прыгнул на высоту, соответствующую сгибу колена, то есть, не более чем на 50 см. Но ведь это вполне земная высота, которую демонстрируют на пляже молодые люди (илл.8б).

      

 Илл.8. К оценке высоты прыжка астронавта.

а) увеличенные фрагменты илл.7в,г

б) пляжный волейбол

 

       Отметим, что для спортсменов-волейболистов норматив прыжка в высоту с места чуть больше 60 см [7]. А астронавты по физподготовке – те же спортсмены. Конечно, в полноценном лунном скафандре  на Земле не попрыгаешь, но для имитации «лунных» прогулок можно одеть нечто лёгкое и внешне на него похожее.

 

 

Илл.9.  Ещё один вполне земной прыжок астронавта Янга

а) астронавт Янг отдаёт салют флагу в прыжке;    б) фрагмент снимка «а»;

в) компьютерный монтаж: как бы выглядел прыжок в высоту на 1,8м.

 

        На илл.9а показан ещё один прыжок астронавта Янга. Надо сказать, что на сайте [11] НАСА правильно называет реальную высоту этого прыжка - 42 см. Но немногие дотошные читатели найдут эту информацию, вот и гуляет легенда о высоком прыжке Янга. «Высоко подпрыгнув над Луной, астронавт Янг салютует флагу», - пишет о нём к.г.н., Г. Бурба в статье [10].

       На самом деле, зрительное ощущение «высокого» прыжка Янга - это умело сконструированная иллюзия.  Разобраться в этом поможет увеличенный фрагмент снимка (илл.9б). Сзади астронавта - небольшой холмик, с которого, судя по отпечаткам башмаков, он и прыгнул. Перед холмиком - маленькая  ложбинка, над которой  завис астронавт. Такой микрорельеф создаёт впечатление большой высоты прыжка. Оценить реальную высоту прыжка поможет построенный прямоугольный треугольник 1-2-3, состоящий из гипотенузы 1-2, соединяющей башмак астронавта и его тень на грунте, и двух катетов 2-3 и 3-1. Из него видно, что расстояние от подошв прыгнувшего Янга до этих отпечатков не превышает расстоянию от подошвы до сгиба колена, то есть опять оно не более 50 см. На  снимке 9в  для наглядности с помощью монтажа показана фигура астронавта при  прыжке в 1,8 м высотой.

      

       Итак, получается, что высота  прыжка,  показанного Янгом, в 3 и более раза меньше тех максимальных прыжков, о которых рассказывал Армстронг (1,5-1,8м). Нет особого смысла гадать, почему НАСА не подсказала астронавтам подкрепить свои рассказы о высоких прыжках соответствующими снимками и киносюжетами. Мы должны просто констатировать, что демонстрация высоких прыжков, как одно из возможных доказательств пребывания астронавтов на Луне, не состоялась.

К чему такая резвость на Луне?

 

     Как писал защитник Ю. Красильников [9], прыгая на Луне, астронавт Дьюк пережил очень неприятный момент: «Он взмыл вверх на высоту около метра – и упал на Луну ранцем вниз. Позже Дьюк вспоминал, что в момент падения он «успел почувствовать ужас надвигающейся гибели». Это, подчеркнём, рассказы.

       А теперь посмотрим на илл.10 три кадра из фильма  [12]. Здесь астронавты резвятся, совсем не чувствуя «ужас надвигающейся гибели». Правда, один из них, вспомнив по ходу фильма, что он «на Луне», в паузе между весельем говорит: «Это было почти опасно. Если забыть о том, что здесь вакуум и что скафандр может дать течь и после этого астронавт неминуемо умрёт». Но после этого выступления астронавты под собственный весёлый «трум-трум» вновь запрыгали «по Луне».

 

 

Илл.10. К чему такая  резвость, если астронавты на Луне?

 

 

       В своих весёлых передвижениях по «Луне», астронавты прекрасно владеют своим телом, совсем как на Земле, несмотря на то, что сила лунного тяготения шесть раз меньше земной. По ходу того же фильма астронавт легко демонстрирует упражнение "упал на руки - отжался - встал". Он делает это, видимо,  для убедительности дважды и ничуть не хуже, чем это можно сделать на Земле (илл.11)..

 

Илл.11.  И координация движений совсем, как на Земле

 

   Почему же так беспечны и  смелы  астронавты в своих прогулках по Луне? Ведь любая случайная травма за 380 тысяч км от Земли, полученная на суровой безжизненной планете, чрезвычайно опасна вплоть до трагического окончания экспедиции.  И как астронавтам удалось за короткие часы пребывания на Луне достичь столь  полной адаптации своего тела к условиям слабого лунного тяготения? Или же на самом деле не на Луне сняты кадры илл.10 и илл.11?

 

 

 

Почему не продемонстрированы высокие броски предметов?

 

      В статье [13] рассказывается, что, будучи на Луне, астронавт А-12 Алан Бин «подбросил упаковку одного из приборов, и она улетела на высоту около 100 м».

       На Земле никто не сможет подбросить  даже очень лёгкий предмет на высоту 100 м (это дом в 35 этажей). Сопротивление воздуха не даст. А на Луне это возможно. Гравитация в шесть раз слабей, и воздуха нет. Так что Бин совершил простой для Луны и необыкновенный для земных условий поступок. Но это, снова подчеркнём, рассказы.

       А, как справедливо отмечают авторы [13, 14], ни в одной из лунных экспедиций не запечатлён наглядно такой простой и одновременно эффектный опыт, как высокое подбрасывание предметов. По адресу [15] можно найти шесть коротких клипов, на которых астронавты А-16, якобы находящиеся на Луне время от времени отшвыривают какие-то предметы. Бросков, даже отдалённо напоминающих названные 100 м, там нет. Все броски на несколько метров в высоту. Правда, темп бросков замедлен, но замедлить или убыстрить действие - вполне в силах кино.

       В экспедиции А-17  астронавт Шмидт, вроде бы пытался исправить это упущение: согласно НАСА он подкинул высоко вверх молоток, а астронавт Сернан запечатлел этот молоток в полёте  (илл.12). Но, к сожалению, на снимке илл.12 нет никаких предметов с известными размерами, по которым можно оценить высоту броска хотя бы примерно. Поэтому усилия Шмидта пропали даром. Так что снимок илл.12 получился вполне  бездоказательным.

 

 

Илл.12.  Здесь по утверждению НАСА показан молоток, подкинутый на Луне астронавтом Шмидтом

 

****

      Подведём итог. Вопросов накопилось много.

      Почему в эпизод «опыт Галилея» вмонтированы дополнительные кадры, «замедляющие» падение предметов? Почему после исключения этих кадров получается вполне земное ускорение свободного падения предметов?  Почему так ужасно качество показа эпизода? Ведь, для того чтобы показать чёткий и легко проверяемый опыт Галилея, астронавтам достаточно было  снять соответствующую киноплёнку и привезти её на Землю.

       Почему астронавты только рассказывают о высоких прыжках на Луне, а показывают вполне земные, низкие прыжки?

       Почему, не боясь «ужаса надвигающейся гибели», астронавты так бесшабашно весело резвятся на Луне, невзирая на частые падения? Как им удалось продемонстрировать вполне земную координацию движений в условиях непривычно малого лунного тяготения?

       Почему за шесть экспедиций «Аполлонов» астронавты не сделали ни одной убедительной демонстрации по бросанию предметов в высоту?

        В итоге, приходится сделать вывод, что мы не увидели в этом разделе ничего такого, что нельзя было бы сделать на Земле.