Самолёт «нулевой гравитации»
(и его использование в мистификациях НАСА)
«Технология достижения невесомости в самолёте «нулевой гравитации» всегда была в тренде обсуждения «полётов на Луну», и мы, рассматривая ролики НАСА, всегда держали её в голове» - написал автору его коллега.
Совершенно верная мысль! Именно поэтому, по мнению автора, чтобы «разгрузить головы», целесообразно изложить в одном статье физические основы этой технологии и её реальные возможности. Тем более, что некоторые известные сообщения на эту тему имеют явно рекламный характер, где заказчиками выступают фирмы, использующие самолёты «нулевой гравитации» для развлекательно - коммерческих целей. Естественно, что такие публикации преувеличивают достоинства технологии и умалчивают её недостатки.
В данной статье систематизированы уже известные факты по самолёту «нулевой гравитации» (далее – НГ), впервые установлено значение остаточного веса тел в таком самолёте во время режима невесомости. Но сначала мы рассмотрим основные физические положения о явлении невесомости.
1. Невесомость и свободное падение неотделимы
В учебниках физики за 7 и 8 класс написано: «вес – это сила, с которой действует на наше тело опора или подвес». А что будет, если наше тело свободно падает вместе с тем, что было опорой или подвесом? Когда опора не давит на наше тело, а подвес не оттягивает руки, и от этого во всём теле возникает ощущение необыкновенной лёгкости? Нет опоры, нет подвеса - тогда и веса нет! И будет как раз то, что называется невесомостью (илл.1).
Илл.1. Мгновения земной невесомости (из Интернета)
Невесомость и свободное падение неотделимы. Сколько длится свободное падение, столько будет длиться и невесомость. На Земле – это мгновения, на орбите – вечность (по человеческим меркам).
Будет падение не полностью свободным (например, из-за сопротивления воздуха) – будет и невесомость не полной.
2. На орбите невесомость – полная и постоянная
Многие люди думают, что на орбите не действует притяжение Земли. Это не так. Орбиты космических кораблей проходят на высоте 200 – 400 км, а земное притяжение держит «на привязи» и в тысячу раз более далёкую Луну. Так что, сила земного притяжение на орбите лишь чуть-чуть слабее, чем у поверхности Земли. На самом деле постоянная невесомость на орбите – это результат непрерывного падения корабля в направлении центра Земли (илл.2а, чёрная стрелка).
Падение это является свободным, потому что на высоте орбиты нет воздуха, а, стало быть и нет сопротивления воздуха. Более сложно понять, почему это падение является непрерывным и не закачивается крушением корабля. Дело в том, что одновременно с падением корабль летит по касательной к земной поверхности с той скоростью, которую ему придала ракета во время выхода на орбиту (илл.2а, красная стрелка).
Если эта касательная скорость недостаточно велика, то корабль упадёт на поверхность Земли. Чем больше будет эта скорость, тем дальше он упадёт. При скорости 8 км/с корабль никогда не достигнет земной поверхности. Из-за кривизны земного шара поверхность планеты будет как бы всё время уходить из-под летящего над ней космического корабля. Вот так и получается круговая орбита. Внутри же корабля царит полная невесомость (илл.2б и клип «Будни на МКС»).
Илл.2. а) на орбите корабль свободно падает к центру Земли; б) невесомость на МКС
рисунок из учебника физики 7-го класса и http://cn15.nevsedoma.com.ua/photo/10/1058/202_files/c15ea21108da048c2e760085589644e2.jpg
Клип «Будни на МКС» [3]
https://youtu.be/n11M9H__I18 или https://manonmoon.ru/addon/mks_budni.mp4
3. Что такое самолёт «нулевой гравитации», и
почему он интересен исследователям космических афер НАСА?
В самом начале эры пилотируемых космических полётов встала задача дать будущим космонавтам хотя бы какое-то практическое представление о невесомости. Тогда были созданы специальные самолёты, которые в широкой аудитории часто называют самолётами «нулевой гравитации» (ниже кратко – «самолёты НГ»). На илл.3 показаны два таких самолёта: советский самолёт-лаборатория Ту-104АК и ныне используемый российский самолет-лаборатория ИЛ-76 МДК («Роскосмос») [1, 2].
Илл.3. Слева: советский самолёт-лаборатория Ту-104АК.
Справа: российский самолет-лаборатория ИЛ-76 МДК и тренировка космонавта в его салоне.
http://www.airwar.ru/image/idop/other/tu104ak/tu104ak-3.jpg https://poletvnevesomosti.ru/images/mdk2.jpg [1, 2] и
https://i.ytimg.com/vi/bz50RNh5_W4/maxresdefault.jpg
Невесомость в самолётах НГ достигается не путём неизвестного науке «обнуления гравитации», а за счёт контролируемого падения самого самолёта. Такой самолёт 95% от полутора часов своего полёта летит горизонтально на высоте 6000 метров. За один полет самолет выполняет 10 режимов кратковременной невесомости [1]. Для этого самолёт делает «горки», короткие по времени, но с большим перепадом высот.
На рисунке илл.4 показаны две схемы выполнения одного режима невесомости. Они по большинству деталей аналогичны, но по некоторым деталям в них приводятся несколько разные количественные параметры, что мы обсудим ниже. Для пояснений автор использует текст [1] (с сокращениями). Каждая горка состоит из участков А, Б и В.
Илл.4. Две схемы траектории полёта самолёта НГ, отличающиеся значениями длительности участков А, Б и В.
[1] и http://images.myshared.ru/32/1319739/slide_9.jpg
На участке А самолёт «с ускорением начинает набирать высоту под углом 45 градусов. Здесь действуют перегрузки, соответствующие удвоенному земному весу» [1].
На участке Б (режим невесомости) «пилот почти полностью убирает тягу двигателей, тогда самолет продолжает полет по инерции, и всё, что находится внутри самолета, становится невесомым. Невесомость может длиться 25-30 секунд в зависимости от условий выполнения полета [1].
На участке В «пилот начинает резкое снижение самолёта, максимально увеличивает тягу двигателей и переводит машину в горизонтальный полет» [1]. (На этом участке пассажиры снова испытывают удвоенный земной вес).
Свободному падению самолёта заметно мешает сопротивление воздуха. Поэтому на участке Б в салоне самолёта достигается не полная, а почти невесомость. Но чтобы не повторять часто слово «почти», мы будем говорить «невесомость в самолёте» или «самолётная невесомость», подразумевая, что в этих словах косвенно содержится напоминание о «почти». Вообще-то, более правильным было бы название «самолёт для имитации невесомости». Но название «самолёт нулевой гравитации» прижилось, и поэтому мы будем его использовать. Посмотрите клип «Нулевая гравитация в России. Лучшие моменты» [4а]. Он даёт неплохое представление о самолётной невесомости.
Время на отдельных стоп-кадрах с шестизначным тайм-кодом (илл.5) расшифровывается в такой последовательности: первые две цифры означают номер минуты, к которой относится кадр, следующие две цифры – секунду в рамках указанной минуты. Иногда (не на всех стоп-кадрах) указываются ещё две цифры. Это номер кадра внутри одной секунды. (Съёмка велась с частотой 25 кадров в секунду, так что каждый кадр длится 0,04 секунды).
>
Клип «Нулевая гравитация в России. Лучшие моменты» [4а]
Илл.5. Стоп-кадр из клипа [4а]
https://youtu.be/d5OlOVYHQtY или https://manonmoon.ru/addon/zero_gravity.mp4 или https://manonmoon.ru/addon/kino/zerogravity_timecode.mp4
Как показано в дополнении к этой статье, во время режима невесомости вес людей и предметов в салоне самолёта уменьшается в 50 раз.
Это обстоятельство побудило НАСА использовать кино- и фотосъёмки в самолёте НГ для фальсификации ряда пилотируемых космических полётов.
Однако, у самолётной невесомости, как и у всякой имитации, имеется целый ряд признаков, по которым она отличается от настоящей невесомости. Это знание в некоторых случаях помогает разоблачить фальсификации НАСА.
4. Первый признак: режим невесомости длится не более 30 секунд
(рабочее значение – 20 секунд)
Невесомость в самолёте может быть только кратковременной, иначе падение самолёта закончится печально. Быстротечен и сам режим невесомости (участок Б на илл.4), и подготовка к нему (участок А), и выход из него (участок В). Длительность режима невесомости – это очень важная цифра, поэтому уделим ей особое внимание.
Будем ориентироваться в нашем дальнейшем рассказе именно на самолёт НГ Ил.76МДК, как самый совершенный образец этого типа [4б]. В информации, разбросанной по Интернету, этот самолёт выступает как бы в двух вариантах: коммерческом и служебном.
В коммерческом варианте (то есть для развлечения туристов, 280000 рублей за билет) самолёт отправляется в полёт под эгидой фирмы «Вежитель» [1]. Он вылетает с аэродрома «Чкаловский», расположенного в нескольких километрах от ЦПК. Описание схемы полёта [1] и синяя схема (илл.4) соответствует коммерческому варианту. Согласно этому, явно рекламному описанию режим невесомости «может длиться» 25 - 30 секунд. Только этим значением рекламный вариант и отличается от служебного.
В служебном варианте (то есть для тренировки космонавтов) самолёт отправляется в полёт под эгидой самого ЦПК и вылетает с того же аэродрома [1]. Одинаковое место вылета говорит о том, что и в коммерческом, и в служебном варианте самолёт летит по одной и той же трассе. В клипе [4б], который показывает именно служебный полёт, в самых ответственных местах пояснения дают лётчик, начальник отдела ЦПК А. Забрусков и инструктор ЦПК А. Хоменчук. По их словам, «каждый режим длится по 20 секунд».
Согласитесь, 20 секунд (в служебном варианте) и 25 – 30 сек (в рекламном варианте) – это большая разница, когда на счету каждая секунда. Тут уместно вспомнить, что рекламе свойственно преувеличивать достоинства предмета рекламируемого предмета. Не потому ли в приведенном выше описании схемы полета самолёта НГ использовано обтекаемое и очень осторожное слово «может» [1]?
Автор в частном порядке беседовал с пилотом – ветераном, управлявшим самолётом НГ. Он тоже назвал 20 секунд. Покадровый анализ одного из клипов, снятых в самолёте НГ (см. раздел 7), показал длительность режима невесомости 19 секунд. Так что, по – видимому, 20 секунд – это значение, наиболее близкое к реальности.
Примечание. Пусть не смущает то обстоятельство, что в том же клипе [4а] общая длительность всех сцен «самолётной» невесомости составляет около двух минут. Киносъёмку вели сразу несколько кинооператоров. Это видно по клипу, где разные кинооператоры во время своей съёмки время от времени попадают в поле зрения кинокамер коллег. Так что клип смонтирован из многих отдельных эпизодов.
5. Второй признак: резкость перехода от двойного веса к невесомости, и обратно.
(переходные зоны «А – Б» и «Б – В»)
Короткие по времени участки А. Б и В разделены ещё более короткими во времени переходными зонами А – Б и Б – В, то есть невесомость в самолёте НГ и наступает, и кончается довольно резко. На илл.4 (голубая схема) соответствующие переходные зоны показаны светлыми вертикальными промежутками. Их длительность во времени составляет по 4 секунды на каждую зону.
На илл.6 показаны два стоп-кадра из клипа «Нулевая гравитация», из которых для правой переходной зоны Б – В следует близкое значение 3 секунды. Действительно, в момент 02:30 туристы под наблюдением инструкторов ещё веселятся под потолком, а уже через три секунды в салоне все сидят. Для переходной зоны А – Б автору не удалось найти аналогичные непрерывно снятые кадры.
Илл.6. Два кадра из клипа «Нулевая гравитация…», относящиеся к переходной зоне «Б – В»
(от невесомости к удвоенному весу)
В зоне А – Б человек переходит от ощущения удвоенного веса к ощущению невесомости, а в зоне Б - В, наоборот, на человека, только что парившего под потолком вдруг обрушивается его собственный, но удвоенный вес.
Остановимся подробнее на зоне Б - В, поскольку, если её «прозевать», то возможны осложнения.
Например, если кто-то из туристов в своём веселье замешкается под потолком, то при резком окончании невесомости он упадёт с высоты в 3 метра. Под силой двойного земного веса он «приземлится» с такой скоростью, как если бы он на Земле спрыгнул со второго этажа жилого дома. Конечно, весь пол салона укрыт толстыми мягкими матами, но это – на всякий менее значимый случай. А прыжки со второго этажа техникой безопасности не предусмотрены.
Поэтому в салоне самолёта и перед наступлением невесомости, и перед её окончанием зажигается предупреждающее световое табло, включается звуковое оповещение, инструкторы отдают соответствующие устные распоряжения. Все люди в салоне немедленно садятся или ложатся на мягкие маты
Для тех же, кто снимался в самолёте НГ, изображая при этом пребывание на орбите, осложнения будут другого плана. О них пойдёт речь в разделе 7.
6. Третий признак: во время режима невесомости все предметы и люди сохраняют примерно 1/50 от своего земного веса
То, что во время режима невесомости у всех предметов и у людей сохраняется некоторый остаточный вес, легко заметить даже при минимальной наблюдательности. Правда, для этого тот же клип «Нулевая гравитация…» надо просмотреть несколько раз и желательно с замедлением. Иначе круговерть прыжков, верчений и т.п. совершенно сбивает с толку. И, конечно, для такого анализа большую помощь окажут стоп-кадры.
Крутиться и вертеться в воздухе и даже летать по салону самолётная невесомость вполне позволяет.
Одновременно в салоне можно стоять на полу, ходить по нему и лежать на нём
Взгляните на стоп-кадр из клипа «Нулевая гравитация…» (илл.7). Здесь молодой человек с камерой (1) сидит, причём, вполне по - земному, а двое сотрудников (2 и 3) тоже вполне по - земному стоят на полу салона. Это говорит о том, что вес у людей есть! В то же самое время эти два сотрудника помогают туристу (4) крутиться в воздухе. Значит, вес этот очень мал по сравнению с земным.
Илл.7. Сцена из клипа «Нулевая гравитация…». Один сидит (1), двое стоят (2 и 3) и вертят в воздухе туриста (4)
Вот отдельная фотография илл.8. Идёт тренировка. Молодой космонавт (1) с удовольствием раскинул руки в воздухе и как бы летит. А два служащих (2 и 3) в этот же момент просто идут по полу, в то время, как поодаль сотрудник (4) прилёг вздремнуть на том же полу.
Илл.8. Космонавт (1) летит, два сотрудника (2 и 3) идут по полу, а сотрудник (4) прилёг вздремнуть
http://вневесомости.su/polet-v-nevesomosti-s-kosmonavtami/222.jpg
Всё это опять говорит о том, что люди в салоне имеют вес, который составляет малую долю от земного веса. Но, если вес есть, то тогда космонавт (1) должен упасть на пол салона. Не так быстро, как на Земле, но – упасть! Конечно, на фотографии мы этого не увидим. Но мы можем посмотреть в клипе «Нулевая гравитация» аналогичный эпизод в динамике.
Самый долгий полёт, который автор нашёл в весёлом калейдоскопе этого клипа, длился 1,6 секунды (00:51:17 – 00: 53:07 = 1 сек + 15 кадров). Его начало и окончание показаны на илл.9. Отчётливо видно, что полёт закончился заметным снижением. Величина этого снижения вполне согласуется с законами падения тел.
Действительно, поскольку остаточный вес во время режима невесомости для всех предметов составляет 1/50 часть от их веса в земных условиях и что любой предмет в самолёте НГ за первую секунду падения теряет в высоте только 10 см. Такое снижение во время полёта человека незаметно, тем более, что линейки по салону не расставлены, да и человек в полёте может заметно менять свою позу. Но процесс падения – это движение с ускорением. Уже к концу второй секунды снижение высоты составит 40 см. А это уже заметно, что мы и видим на илл.9.
Илл.9. Иду на посадку! Полёт туриста от начала до конца. Длительность полёта 1,6 сек.
Итак, что малый остаточный вес (кто на Земле весил 80 кГ, тот будет весить чуть больше 1,5 кг) позволяет и летать, и кувыркаться в воздухе. По этой же причине те, кто стоит, как правило, одной рукой держатся за поручень. Без этого можно, случайно топнув ногой, некстати подлететь вверх. А вот для того, чтобы ходить по салону, уже нужен навык. Это должна быть воистину «лёгкая» походка, иначе при каждом шаге будешь нелепо подпрыгивать. И не удивительно, что такое умение демонстрируют только привычные к самолётной невесомости штатные сотрудники самолёта НГ (например, те, что видны на илл.7).
В самолёте НГ не удастся подвесить предметы в воздухе неподвижно,
а на МКС – можно!
Космонавты на МКС любят подвешивать в воздухе разные предметы. И у них это очень хорошо получается. В клипе «Будни на МКС» есть эпизод «Космонавт бреется». Он длится 13 секунд. На илл.10 показаны пять стоп-кадров из этого эпизода. Обратите внимание на бритву космонавта (1) и на яркую куколку (2). Бритва то используется по прямому назначению, то за ненадобностью висит в воздухе перед лицом космонавта. Куколка же спокойно висит всё это время. Тем самым космонавт демонстрирует полную и постоянную невесомость на МКС.
Илл.10. Стоп-кадры эпизода «Космонавт бреется» из клипа «Будни на МКС».
Мы можем рассчитать, как вели бы себя куколка и бритва в самолётной невесомости. Кадры 00:35. и 00:37 разделяют 2 секунды. А мы знаем, что к исходу второй секунды в самолётной невесомости все висящие в воздухе предметы опустятся на 40 см. То есть, уже на втором кадре куколка уплыла бы за нижнюю границу кадра, как это показывает сделанная автором вставка с чёрно – белым изображением той же куколки. Бритва тоже опустилась бы на такое же расстояние, но автор не стал это показывать, чтобы не усложнять иллюстрацию. На последующих кадрах и куколка, и бритва в самолёте НГ уже лежали бы на полу салона.
Для сравнения на илл.11 показаны два стоп-кадра из популярного клипа на тему «нулевой гравитации» (около 7 млн. просмотров).
Илл.11. Аттракцион с цветными шариками. Стоп-кадры 1:50 и 1:54 из клипа
https://www.youtube.com/watch?v=G6u-TomcyD4
На кадре 1:50 множество лёгких цветных шаров заполнило пространство салона, а через 4 секунды большинство шаров уже лежат на полу. В общем одновременно видно и наличие у предметов веса, и то, что это вес мал. Такова уж самолётная невесомость: весёлая для туристов, очень нужная и полезная для тренировок космонавтов, но – не полная невесомость (как на орбите!). И этот факт можно выявить с помощью описанных выше признаков.
7. Практикум. Два примера «опознания» самолётной невесомости по её признакам
(из книги «Союз» без «Аполлона» [5])
Следите за руками и шлемофонами
Автор получил интересное письмо от читателя Дмитрия Горюнова [6]. Здесь оно приводится сокращениями:
«Есть несколько странных фактов, связанных с видеоклипом «Союз – Аполлон. Рукопожатие в космосе» (эфир от 23 мая 2014 года). В клипе есть девятиминутный групповой момент с 15:26 по 24:29. В 23:00 статичная до этого момента картина «взрывается» чередой суетливых действий. Кубасов «подвешивает» камеру…
Далее идёт описание других суетливых действий других участников, после чего «вся суета заканчивается, ничего уже не летает, всё убрано из кадра или удерживается в руках, картинка снова становится статичной. Похожий эпизод есть с 25:46 по 26:11. Такое впечатление, что суета возникает именно в те моменты, когда появляется невесомость». Д. Горюнов, 30 июля 2015 г.
Посмотрите на илл.12 несколько стоп-кадров, взятых автором из книги «Союз» без «Аполлона» [6], которые иллюстрируют слова Д. Горюнова.
Илл.12. Следите за руками и шлемофонами А. Леонова (1) и Т. Стаффорда (2), а также за их глазами
Стоп-кадры из телефильма «Союз» и «Аполлон». Рукопожатие в космосе», созданного по архивам центрального ТВ. http://manonmoon.ru/addon/epas1975.mp4 [7]
Проследите за руками и шлемофонами Леонова (1) и Стаффорда (2). Оба «партнёра» якобы сняты 17 июля 1975 года во время якобы совместного полёта кораблей «Союз» и «Аполлон». Вот краткие пояснения к этим кадрам:
(21:05). Пока всё спокойно, но до «взрыва» суеты осталось всего две минуты;
(23:06). Взрыв суеты произошёл. Теперь счёт пойдёт не на минуты, а на секунды. Правые руки и Леонова, и Стаффорда, как по команде, взметнулись вверх и снимают шлемофоны, чтобы те немного поплавали в воздухе. Уже одна только эта синхронная готовность показывает, что невесомость, которую ожидают участники спектакля, будет кратковременной. Надо успеть!
(23:20). Стаффорд уже снял шлемофон, а Леонов ещё только снимает свой;
(23:24). Прошло всего четыре секунды, а Стаффорд уже надевает шлемофон, Леонов отстаёт от лидера в соревновании «сними и надень шлемофон»: свой шлемофон он только что снял.
(23:25). Прошла ещё секунда. Стаффорд уже надел шлемофон, тогда как Леонов только подносит свой шлемофон к голове. Сейчас он его тоже наденет.
Этот момент автор и считает моментом скорого окончания временной невесомости. Будь ей положено длиться дольше, не стал бы Леонов надевать свой шлемофон, едва его сняв.
Итого, на снимание/надевание шлемофонов затрачено 19 секунд. За это время астронавты/космонавты, (а, по сути дела, актёры) должны были успеть продемонстрировать зрителям невесомость и тем убедить их, что телерепортаж идёт с орбиты. В этой спешке проявил себя первый признак: кратковременность режима самолётной невесомости.
В конце режима невесомости она резко «выключится» (второй признак). Астронавты/космонавты в своих упражнениях со шлемофонами не имели права пересечь эту временную границу. Травмы им, конечно не грозили, поскольку они сидели. Но зрители увидели бы, как только что невесомые шлемофоны вдруг ринулись вниз под воздействием своего двойного земного веса.
Может быть, именно поэтому в момент 23:25 у Стаффорда, только что надевшего шлемофон, глаза вытаращены, и он смотрит куда-то вбок и вверх по направлению белой стрелки. Глаза Леонова неразличимы из-за нерезкости изображения, но по положению его головы ясно, что и он смотрит туда же, куда и Стаффорд.
Что же так привлекло их внимание? Уж не на табло ли с сигналом «Внимание! Окончание невесомости через … секунд!»? На орбите такие табло не применяются за полной ненадобностью.
Как космонавт В. Кубасов пытался подвесить камеру в воздухе
В то самое время, когда Стаффорд и Леонов были озабочены снятием и одеванием своих шлемофонов, Кубасов пытался продемонстрировать невесомость тем, что «подвешивал камеру» в воздухе (илл.13).
Илл.13. В. Кубасов пытается заставить парить камеру, а она не слушается и падает под действием своего остаточного веса
http://manonmoon.ru/addon/epas1975.mp4 [7]
Проследим за действиями Кубасова и за ответным «поведением» камеры:
(23:05) – Кубасов лёгким движением пальца снизу подталкивает камеру вверх. Видно, что она необычно легка для предмета, имеющего массу в несколько килограммов. Камера медленно поднимается.
(23:06) – приподнявшись до уровня подбородка Кубасова, камера останавливается. Какая же сила затормозила её движение, а затем остановила? Конечно же вес!
(23:12) – прекратив подъём, камера тут же начинает движение вниз и возвращается в прежнее положение. И опять – так действует только вес!
(23:15) – Кубасов ещё раз лёгким движением пальца снизу подталкивает камеру вверх.
Это повторяется несколько раз: «щелчок снизу – подъём – остановка в воздухе – медленное падение – возвращение в исходное положение – щелчок снизу…».
******
Таким образом, эпизоды, показанные на илл.12 и илл.13, демонстрируют наличие признаков самолётной невесомости. Это даёт основание считать, что они сняты в самолёте НГ. А ведь взяты эти эпизоды из документального фильма «Союз» и «Аполлон». Рукопожатие в космосе», созданного по архивам центрального ТВ [7]. Автор не считает этот фильм намеренной фальсификацией советского ТВ. В фильме объективно отражены те телерепортажи, которые в июле 1975 года советское телевидение транслировало из космического центра НАСА в Хьюстоне. В то время сам факт существования самолёта НГ был секретным, и об особенностях самолётной невесомости знали единицы. Так что телерепортажи из Хьюстона всеми воспринимались, как абсолютная истина. И автор (тогда молодой специалист) был в числе этих «всех». Но сегодня мы знаем о самолётной невесомости очень много. И это знание помогает нам снять завесу обмана, накинутую на так называемый «совместный полёт».
На самом деле все видеоматериалы для этого репортажа сняты в июле 1974 года в Советском Союзе в нашем центре подготовки космонавтов внутри макета корабля «Союз». Часть материалов, в том числе и тот, из которого взяты эти стоп-кадры, снята в самолёте НГ [6].
Следует подчеркнуть, что, конечно, вывод о фальсификации полёта «Союз – Аполлон» сделан не только на основании приведённых примеров со съёмками в самолёте НГ. Он сделан по совокупности многих очень разнородных доказательств, но знания свойств самолётной невесомости тоже сыграло свою роль.
Автор надеется, что читатели найдут и другие полезные применения для этих знаний.
Дополнение. Экспериментальное определение остаточного веса в самолёте НГ
Есть простой и интересный физический опыт, который позволяет определить (в долях от земного веса) остаточный вес предметов во время самолётной невесомости. Его любят демонстрировать космонавты в своих видеорепортажах о жизни на МКС, его часто пробуют исполнить и пассажиры самолёта НГ (правда с меньшим успехом). Наконец его можно проделать дома у водосточной раковины. Конечно же, не так эффектно, как это делают космонавты, но зато очень доступно для понимания (илл.14).
Илл.14. Опыт у водосточной раковины: невесомая струя воды разделяется на невесомые водяные шарики (фото автора)
В пластиковую бутылку наливаем воду и протыкаем в её стенке отверстие. Через него выливается тонкая струйка воды. Вода свободно падает, и поэтому она невесома. Вот тут и проявляют себя слабые силы поверхностного натяжения. Пока у воды есть вес, они не играют никакой роли из-за своей ничтожности. Но, как только вес исчезает, так тут же эти силы начинают «лепить» из воды шарики.
Опыт с водяным шариком на МКС
Всё познаётся в сравнении, и для того чтобы понять, насколько хорошо или плохо получается опыт с водяным шариком в самолёте НГ, вспомним, как выглядит этот опыт в клипе «Будни на МКС». На МКС этот опыт проводится в очень неспешном темпе, поскольку невесомость полная и непрерывная, и шарик никуда не упадёт. Это хорошо видно в клипе. Это же наглядно показывают и стоп-кадры илл.15.
Илл.15. Стоп-кадры: космонавт МКС играет с висящими в воздухе водяными шариками [3]
Вода, выдавленная из специального большого шприца (из которого космонавты пьют на орбите воду), едва выйдя «на свободу», тут же образует шарик довольно большого размера, который спокойно и очень эффектно плавает в воздухе, в то время как космонавт размышляет, что ему с этим шариком делать (моменты 00:50 – 00:53). Через 8 секунд космонавт лёгким дуновением разделяет шарик пополам. Получившаяся «двойня» продолжает висеть в воздухе, чуть расходясь в стороны (01:01). Затем космонавт проглатывает шарики один за другим (01:01 и 01:02). Весь опыт длится 14 секунд. Мог бы длиться и дольше. Космонавт сам решает, когда ему наскучит играть с шариком.
Опыт с водяным шариком, проведённый в самолёте НГ
Илл.16. Вот так шарик!
https://moya-planeta.ru/upload/images/xl/41/68/4168b001e0422502e2ab8ea5de200d7f.jpg
В самолёте НГ во время режима невесомости тоже можно получить очень неплохой шарик из воды. Иногда – даже шар, как у той женщины, что мы видим на илл.16. Она сумела вытряхнуть крупный шарик, а фотограф сумел «поймать момент». Вот только «поиграться» с шариком, как это космонавт МКС делал целых 14 секунд, в самолёте НГ не удастся. Слишком коротка «жизнь» водяного шарика в самолётной невесомости. Статическая фотография этого не покажет, поэтому посмотрите здесь клип [8]. Это – короткая вырезка из клипа «Нулевая гравитация …», в которой есть эпизод с водяным шариком. Автор трижды продублировал эту вырезку во время монтажа, потому что за один раз вообще толком ничего не разглядишь, так короток этот эпизод.
Клип «Опыт с водяным шариком в самолёте НГ» с тройным повтором воспроизведения [8].
https://manonmoon.ru/addon/kino/waterball3.avi
Илл.17. Стоп-кадры из клипа [8]
Турист за две секунды сделал две попытки осуществить опыт с водяным шариком. Первая вышла лучше. На илл.17 показаны начальный и конечный кадры этой попытки. Интересующий нас шарик отмечен на этих кадрах белой меткой. Столбик воды, который вырвался из бутылки в момент 00:02:13, - это уже начало второй попытки туриста, которая удалась плохо, и мы её не рассматриваем. Этот столбик не имеет отношения к нашему шарику.
Линейкой нам послужит указательный палец туриста. Длина этого пальца в сгибе равна 5 см. Приподнявшись на 3 – 4 см над горлышком бутылки, шарик на мгновение останавливается и начинает падать. В спокойном воздухе никакая сила, кроме веса (в данном случае, остаточного веса) не может изменить направление движения шарика вверх на обратное движение вниз.
На правом кадре видно, что, удачно проскочив мимо рта туриста, шарик опустился на 10 см. Между этими двумя кадрами, прошла 1 секунда (с точностью ± 0,04 с). Этих данных вполне достаточно, чтобы, руководствуясь законами падения, вычислить по ним остаточный вес шарика и тот путь, который он пройдёт в своём падении за следующие секунды.
ОСТАТОЧНЫЙ ВЕС
На Земле все компактные (то есть, практически не имеющие парусности) предметы падают с ускорением g = 10 м/с2. В самолёте НГ эти же предметы будут падать с некоторым небольшим ускорением а (а << g). Пути Sс и Sз, пройденные падающим телом за время Т соответственно в самолёте НГ и на Земле, определяются формулами:
Sс = aТ2/2 (1)
Sз = gТ2/2 (2)
Разделив (1) на (2), вычислим отношение Sс/Sз:
Sс/Sз = a/g (3)
Ускорение падения тела связано с его массой m и весом Р следующими формулами:
a = Рс/m (4)
g = Рз/m (5)
Подставив a и g (4, 5) в правую часть формулы (3), получим
Sс/ S = Рс/Рз (6)
или в более удобной для нас форме
Рс = (Sс/ Sз) * Рз (7)
Подставляем в эту формулу (7) значения пути за 1 секунду падения: Sс = 10 см (наше экспериментальное значение для самолёта НГ) и Sз = 500 см (5 м) (общеизвестное значение) и получаем:
Рс = (1/50) * Рз
ПУТИ, ПРОЙДЕННЫЕ ШАРИКОМ В ПРОЦЕССЕ ЕГО ПАДЕНИЯ В САЛОНЕ САМОЛЁТА НГ
за время Т = 2 сек, 3 сек, 4 сек и 5 сек
Нам известен путь падающего шарика за 1 секунду. Он равен 10 см. Тогда по закону равноускоренного движения шарик к концу 2-й секунды упадёт на 40 см, к концу 3-й – на 90 см, 4-й – на 160 см и 5-й – на 250 см.
Неудивительно, что длительность подавляющего большинства сцен самолётной невесомости в клипе «Нулевая гравитация…» и подобных ему [4] редко, когда превышает 1 секунду. Потому что уже к окончанию 2-й секунды падение людей к полу салона становится заметным, а это портит зрелищность «нулевой гравитации».
Благодарности
Автор выражает глубокую признательность В. Буджичу, А. Булатову, Л. Коновалову, Д. Кропотову, А. Кудрявцу и В. Насеннику за помощь в работе над этой статьёй.
Ссылки:
1. Полеты в невесомости. https://starcity-tours.ru/zerogravity/
2. Уникальный самолёт, на котором в России готовят космонавтов, а американцы снимают клипы в невесомости.
3. Невесомость на МКС. Клип «Будни на МКС». https://youtu.be/n11M9H__I18
или https://manonmoon.ru/addon/mks_budni.mp4
4. Клипы
а) «Нулевая гравитация в России. Лучшие моменты».
https://youtu.be/d5OlOVYHQtY или https://manonmoon.ru/addon/zero_gravity.mp4 или https://manonmoon.ru/addon/kino/zerogravity_timecode.mp4
б) Ил-76МДК: полёт в невесомость. https://yandex.ru/efir?from=efir&from_block=ya_organic_results&stream_id=49a5f2c362133123b50b8b285f5a2313
в) https://youtu.be/yoXFFmYaMek
г) https://youtu.be/XR8emL-cvS4
д) Полет в невесомости / Zero Gravity flight https://youtu.be/HpA-npdK2JE
5. Попов А.И. «Союз» без «Аполлона».
http://manonmoon.ru/articles/st95.htm
http://manonmoon.ru/articles/st996.htm
6. Д. Горюнов. http://www.manonmoon.ru/articles/l1.htm
7. Документальный фильм «Союз» и «Аполлон». Рукопожатие в космосе», созданный по архивам центрального ТВ. http://manonmoon.ru/addon/epas1975.mp4
8. Клип – вырезка из клипа «Нулевая гравитация…» с тройным повтором воспроизведения. В этой вырезке оставлен только опыт с водяным шариком, проведённый в самолёте НГ, а также ближайшие сцены до и после этого эпизода. https://manonmoon.ru/addon/kino/waterball3.avi
Доктор ф/м наук Попов А.И., январь 2021