114. Кадры с проводами говорят о том, что скорость "Сатурна-5" в 7 раз меньше необходимой.

1,6k full reads
Fact checkers are divided on the accuracy of the facts included in this publication. Some of the information presented may be unreliable.

Сегодня мы будем обсуждать видеоролик полёта ракеты-носителя "Сатурна-5" под другим (нежели ранее) углом зрения - мы определим скорость ракеты. Видеоролик - это непрерывный план, снятый кинотеодолитом, длящийся 3 минуты 11 секунд и обозначенный как запуск "Аполлона-11" (1969 Apollo 11 Saturn V launch, tracking camera) - начинается со старта ракеты, а заканчивается отделением первой ступени.

Мы уже обсуждали этот ролик в предыдущей статье (№ 112) и указывали, что видимый в кадре полёт ракеты не может быть отождествлён с "Аполлоном-11". Во время исторического старта "Аполлона-11", 16 июля 1969 года, почти всё небо было в "молоке", в полупрозрачной дымке - облака верхнего яруса покрывали 90% неба. А здесь за ракетой мы видим голубое безоблачное небо. Мы даже предположили, что это может быть старт "Аполлона-8" (декабрь 1968 г.).

После того, как статья 112 была опубликована,

внимательные читатели обратили внимание на проходящие по кадру высоковольтные провода.

Во время старта ракеты по кадру проходят высоковольтные провода
Во время старта ракеты по кадру проходят высоковольтные провода

Похожие провода, с наклоном вправо, проходящие в кадре по середине ракеты, были замечены нами во время старта "Аполлона-7".

Старт "Аполлона-7",
Старт "Аполлона-7",

Но старт "Аполлона-7" проходил с другого стартового комплекса (LS-34), на 11 км южнее "лунного порта" (LS-39A). К тому же ракетой-носителем для "Аполлона-7" был "Сатурн-1Б", а не "Сатурн-5", как у "Аполлона-11". А эти ракеты-носители внешне отличались как по высоте (68 м и 110 м), так и по форме стабилизаторов.

В комментариях читатели стали искать провода вокруг "лунного порта" на комплексе LS-39A. И они нашлись. Высоковольтные столбы проходили через озеро и были видны с одной из телекамер. Правда, провода по кадру проходили довольно низко.

Кадр старта "Аполлона-11". В низу кадра видна опора высоковольтной линии.
Кадр старта "Аполлона-11". В низу кадра видна опора высоковольтной линии.

Чтобы указать сектор, где следует искать столбы и провода, достаточно взглянуть на расположение ракеты и опорной башни.

Ракета собирается в Здании вертикальной сборки и затем на передвижной платформе выезжает на стартовую площадку.

Слева - Здание вертикальной сборки.
Слева - Здание вертикальной сборки.

Проехав примерно 5 км, платформа останавливается на месте старта.

Место старта
Место старта

Сравнивая расположение корпуса ракеты относительно опорной башни на предыдущей фотографии и на кнокадре, можно понять, что относительно дороги, по которой двигалась платформа, точка съёмки кинотеодолитом (так называемая "трекнговая камера") находится правее примерно на 45-50 градусов.

114. Кадры с проводами говорят о том, что скорость "Сатурна-5" в 7 раз меньше необходимой.

Наш постоянный читатель под ником Алексей Душичев указал это место на правом берегу озера Пинтейл-Крик, в 700-х метрах от места старта.

114. Кадры с проводами говорят о том, что скорость "Сатурна-5" в 7 раз меньше необходимой.

Он обвёл красным цветом опору ЛЭП в воде и добавил:

114. Кадры с проводами говорят о том, что скорость "Сатурна-5" в 7 раз меньше необходимой.

Его коллега (а может, это он же сам, но под другим ником) привёл вот такую установку кинотеодолита, написав - "что то вроде этого".

Аппаратура слежения за полётом ракеты.
Аппаратура слежения за полётом ракеты.

На самом деле на фотографии мы видим современную установку, а в во время запуска "Аполлонов" на кинотеодолите стояла 35-мм кинокамера "Митчел" (Mitchell). 300-метровая кассета позволяла снимать непрерывно около 11 минут.

Американская кинокамера Митчел 60-х гг. ХХ века
Американская кинокамера Митчел 60-х гг. ХХ века

Кинокамера, чтобы не перегреваться на солнце, была покрашена в белый цвет. Поэтому кинотеодолит выглядел вот так:

Кинотеодолит
Кинотеодолит

Если измерить расстояние от стартового стола до предполагаемого места установки кинотеодолита, то это будет примерно 700-720 метров.

На фотографии 2008 года это место находится в правом нижнем углу.

Стартовый комплекс LS-39A и LS-39B в 2008 году.
Стартовый комплекс LS-39A и LS-39B в 2008 году.

Вначале камера (если обратиться к карте) смотрит влево, на запад-северо-запад, навстречу полету ракеты. Ракета поднимается и направляется на восток, в сторону океана. Камера панорамирует за ней вправо.

114. Кадры с проводами говорят о том, что скорость "Сатурна-5" в 7 раз меньше необходимой.

Когда камера смотрит на север, мы видим ракету как бы в профиль. При этом плоскость полета практически перпендикулярна оси объектива, искажение истинных размеров ракеты не наблюдается.

С расстояния 720 метров в кадр входит примерно 2/3 ракеты по высоте. Удаляясь, ракета уменьшается в размерах. Вот два фрагмента видеозаписи: а) - старт ракеты, б) - 80-я секунда полёта.

Старт ракеты (слева) и 80-я секунда полёта (справа)
Старт ракеты (слева) и 80-я секунда полёта (справа)

Зная, какой размер занимает ракета в кадре, легко посчитать расстояние до неё. Думаю, никто не будет возражать, что если ракета стала дальше в 2 раза, ее угловой размер уменьшился тоже в 2 раза?

При изменении расстояния от точки съёмки в 2 раза угловой размер объекта уменьшается тоже в 2 раза
При изменении расстояния от точки съёмки в 2 раза угловой размер объекта уменьшается тоже в 2 раза

Так вот. На первом снимке, мы видим 2/3 ракеты, примерно 76 метров. И расстояние до неё - 720 метров. Через 80 секунд её размер уменьшился в 3 раза (точнее 2,9 раза). Но если ракета стала в 3 раза меньше, значит, расстояние до неё увеличилось в 3 раза. Вначале дистанция была 720 метров, то теперь - стала чуть боле 2 км (2090 метров).

По графику НАСА на 80-й секунде полёта ракета должна быть на высоте примерно 15 км, а она только преодолела 2-километровую отметку. Очень существенная разница!

Далее ракета летит на восток, в сторону вращения Земли. Это вращение придаёт ракете дополнительную скорость.

Скорость движения точки земной поверхности на разной широте.
Скорость движения точки земной поверхности на разной широте.

Таким образом траектория ракеты поле старта с полуострова Флорида выглядит следующим образом:

Траектория полёта "Аполлона-11".
Траектория полёта "Аполлона-11".

Вслед за ракетой камера панорамирует на северо-восток. В кадре видно, что ракета постепенно начинает поворачиваться к камере "хвостом", т.е двигателями к объективу. Вот два отрезка времени, 106-я секунда полёта и 124-я.

106-я секунда полёта и 124-я
106-я секунда полёта и 124-я

На 106-й секунде полёта мы ещё можем различить все три ступени ракеты-носителя. На 124-й секунде мы видим ракету уже в сокращённом размере, поскольку камера снимает её в догонку (у фотографов это называется "уходящий профиль"). Но на 106 секунде искажение реального размера незначительно. В этот момент времени размер ракеты в кадре в 10 раз меньше, чем на старте. Если бы на таком удалении ракета располагалась перпендикулярно оси объектива, её видимый размер был бы больше.

Я чертил косоугольные проекции, пытаясь понять, насколько сократился видимый размер ракеты, и в какой момент струи горящих газов начали перекрывать третью ступень. У меня получилось не такое большое изменение размера ракеты за счет отклонения от нормали, всего 10-15%. То есть в реальности размер ракеты изменился не в 10, а примерно в 9 раз. А это означает, что ракета удалилась на 9-кратное расстояние относительно первоначального (720 м). Другими словами, на 106 секунде ракета находится от точки съёмки на расстоянии примерно 6,5 км.

Согласно графику НАСА (стр. 3-8), который мы уже показывали не раз, на 106 секунде полёта "Аполлон-11" должен быть на высоте (ALTITUDE) 25 км и удалиться от космодрома более, чем на 30 км. А он удалился всего лишь на 6,5 км.

Официальный график НАСА - послеполётная траектория "Аполлона-11"
Официальный график НАСА - послеполётная траектория "Аполлона-11"

Почему мы взяли эту отметку, 106 секунд? Дело в том, что согласно клипу Фила Полейши, "Аполлон-11" пронзил слой полупрозрачных облаков только на 106 секунде, и многие обсуждали этот момент времени. У меня была отдельная статья, под № 111, где я рассчитал высоту облачного слоя в этот момент и пришёл к выводу, что эта высота - 6,2 км. Поэтому на приведённом выше рисунке вы видите помимо официального значения, отмеченного красным цветом (высота 25 км), ещё и синюю линию с отметкой 6,2 км - это та высота, которая получилась в реальности по клипу Фила Полейши. Вместо 25 км за 106 секунд "Аполлон-11" поднялся вверх всего на 6,2 км.

Извлечём дополнительную информацию из обсуждаемого клипа "1969 Apollo 11 Saturn V launch, tracking camera". У нас есть время полёта (106 секунд) и пройденный путь (около 7 км). Можно рассчитать ускорение, с которым двигался "Сатурн-5" и определить его скорость на 106 секунде.

Здесь следует учесть, что ракета, удаляясь, вначале поднимается вертикально вверх, идёт по дуге слева направо относительно точки съёмки и лишь потом удаляется по лини, близкой к прямой. Поскольку в целом это не прямолинейная траектория, то и результат получится лишь приблизительный.

Подставив в формулу пути при равноускоренном движении (S= at^2/2) с начальной нулевой скоростью, время и пройденный путь, получим ускорение 1,16 м/с^2.

Отсюда скорость на 106 секунде составит (v=at=1,16 х 106) примерно 123 м/c, вместо официально заявленной 882 м/c. Эта скорость в 7 раз меньше скорости, необходимой для выхода на орбиту.

Сравним это значение с тем результатом, который получил А.Попов, анализируя скорость движения тени ракеты по облакам. Вот данные из его работы - 115 м/с.

Данные из работы А.Попова
Данные из работы А.Попова

Я и А.Попов шли разными путями, он определял скорость ракеты по движению тени на облаках, я - по изменению размера ракеты в кадре, но мы пришли к очень близким результатам - реальная скорость "Аполлона-11" в 7-8 раз меньше расчётной. Такая медленная ракета не выйдет на орбиту Земли, а неизбежно упадёт в океан.

Была ли эта ракета, показанная в видеоролике, "Аполлоном-11", или же это был "Аполлон-8"? Пока что ясно только то, что ракетой-носителем был "Сатурн-5". А что там было на самом верху, после третьей ступени - уже не столь важно.

Ракета-носитель "Сатурн-5" с "Аполлоном"
Ракета-носитель "Сатурн-5" с "Аполлоном"

Скорее всего вместо лунного и служебного модуля ракету венчал пустой цилиндр и внешняя оболочка конуса вместо командного модуля.

А теперь - ещё один очень важный момент. Мы его ни разу не обсуждали на моём канале, хотя статей про лунную аферу я написал уже более сотни. Это эффект Прандтля-Глоерта - конденсация атмосферной влаги вокруг объекта, движущегося на околозвуковых скоростях. На видео он начинает появляться на 61-й секунде полёта, к 64-й секунде отчётливо виден, достигает максимума к 71-й секунде, а на 73-й секунде исчезает.

Эффект Прандтля-Глоерта на 64-й секунде полёта и на 71-й секунде.
Эффект Прандтля-Глоерта на 64-й секунде полёта и на 71-й секунде.

На мой взгляд, скорость движения ракеты столь мала, что этот эффект конденсации влаги просто не может возникнуть. Мы знаем, что эффект Прандтля-Глоерта во влажной атмосфере может наблюдаться при скоростях, намного меньших скорости звука. Но это не тот случай.

В случае полёта "Сатурна-5" эффект Прандтля-Глоерта был получен искусственным путём, возможно, с помощью выброса в атмосферу небольшого количества холодного сжиженного кислорода.

Всем кинематографистам известен эффект, когда холодный воздух врывается в тёплое помещение, вызывая эффект пара. Холодный воздух моментально охлаждает тёплый комнатный воздух ниже точки росы, и тот выделяет избыточную влагу. Посмотрит, например, фильм "Девчата" (1961 г.). Вот момент, актёр Михаил Пуговкин входит зимой с улицы в помещение. Следом за ним устремляется поток "морозного воздуха".

Кадр из фильма "Девчата"
Кадр из фильма "Девчата"

Или вот с улицы заходит почтальонша. За ней сразу врывается холод.

Кадр из фильма "Девчата"
Кадр из фильма "Девчата"

Вы, наверное, догадались, что совсем не обязательно в павильоне иметь дверь, которая выходит сразу на морозную улицу. Достаточно просто пустить немного белого дыма от недорогой дымовой шашки. Именно так делается кино.

Я думаю, что для кинематографистов сделать в кадре эффект Прандтля-Глоерта не составляет никакого труда. Это моё мнение. Возможно, оно не совпадает с вашим. Тем интереснее мне будет услышать на этот счёт ваши комментарии.

*

В статье №97 я приводил цитаты из документального фильма США о визуальной скорости ракеты.

  • С земли казалось, что ракета движется слишком медленно, и я мысленно подгонял её, опасаясь, что тяги не хватит.
  • Хотелось её буквально подтолкнуть.
  • Наблюдая за медленным взлётом тысячетонной ракеты, я опасался, что она завалится.

Так описывали взлёт "Сатурна-5" технические специалисты НАСА в фильме "Лунные машины. Ракета Сатурн - 5. Документальный фильм".

Это был запуск ракеты-носителя "Сатурн-5" с беспилотным "Аполлоном-4". А теперь представьте, как будет выглядеть подъём, если ракету дополнительно нагрузят ещё и оборудованием для поддержания жизнедеятельности.

Для нас нет ничего удивительного в том, что "Аполлон-11" на видео так медленно набирает высоту. Очень странно другое - то, что "претензии" в медленном подъёме ракеты со старта предъявляются только к любительскому ролику Фила Полейши, как будто на других видеороликах ракета поднимается быстрее.

*

Благодарю Алексея Душичева за указание места расположения кинотеодолита.

*

До новых встреч! С вами был Л.Коновалов, оператор кино и телевидения.