Мы (скептики, или некоторая часть их) верим американской официальной версии полетов на Луну - такова наша изначальная позиция. Разбираемся в самых разных вопросах, используя простейшую, и не очень физику. А после этого - или делаем некоторые осторожные выводы, или предлагаем сделать это читателям. Все таки верить НАСА или нет.
Так и с замерзшим Аполлон-13. НАСА сказали - замерз - значит замерз.
В предыдущих частях этого цикла статей было показано, что полностью обесточенный, пустой Аполлон-13 с течением времени, достаточно длительного должен был приобрести равновесную температуру примерно +10 градусов.
Прежде чем продолжить разбирать, как же астронавты умудрились "заморозить" столь совершенный космический корабль, вспомним про "мертвую станцию" - Салют-7.
Салют-7
Станция, оставленная без экипажа на полгода, из за сбоя в системе управления обесточилась. Все системы, в том числе терморегуляции, выключились и станция постепенно замерзла. Сколько времени ушло на замерзание - не известно. Какая температура при этом была на станции - информация сильно разнится - по одним источникам минус 4, по другим минус 9. Но так как на станции замерзла вода - там был минус - это можно сказать определенно.
В Части 4 мы использовали простейший расчет - "по подобию". Попробуем применить его здесь.
Немного напомню. Плоская поверхность, будучи перпендикулярной солнечным лучам с плотностью энергии 1353 Вт/м3, и закрытая с обратной стороны теплоизоляцией нагревается до 400 К. Или 127 градусов Цельсия.
Салют-7 это несколько совмещенных цилиндров. Соотношение "большого миделя" к площади поверхности может быть как у шара: 1:4, или немного иное, примерно 1:3,5. Второе представляется более правильным. Солнечные батареи могут затенять часть поверхности станции, снижая температуру. но могут и отражать и переизлучать, повышая ее. Поэтому их влияние опустим.
Станция на околоземной орбите половину времени проводит на Солнце, половину - в тени. Поэтому к соотношению площадей, которые воспринимают солнечную энергию и излучают тепловую энергию, добавляется отношение времени. Время, в течении которого станция излучает тепловую энергию, в 2 база больше времени, когда она нагревается Солнцем. Потому с нашим "тестовым" случаем на Луна разница в корень кубический из 8, или из 7 (если площади 1:3,5).
Но есть дополнительная поправка, которую весьма сложно учесть - это дополнительная лучистая энергия от Земли. Причем, эта добавка работает как на теневой стороне - Земля своим ИК излучением немного подогревает обращенную к ней сторону станции - так и на солнечной, особенно над облаками - отраженные лучи могут "подсветить" теневую сторону станции очень прилично. Теневой составляющей пренебрегаем, а солнечную учтем.
Альбедо Земли - 40%. Соответственно на солнечной стороне количество энергии увеличивается в 1,4 раза.
Полученные выше коэффициенты 8 и 7 (будем аккуратно рассматривать "вилку" а не одно значение) нужно разделить на 1,4. Получаем 5,7 и 5. Корень четвертой степени дает 1,55 и 1,5
400/1,55=258 К = -15 градусов Ц.
400/1,5=267 К = - 6 градусов Ц.
В результате для станции Салют-7 в весьма грубом приближении получаем "вилку" равновесной температуры от минус 6 до минус 15.
Вернемся к Аполлону 13
Произошла авария, КМ и СМ обесточили (просто термос) а ЛМ включили в работу. Штаб стал анализировать ситуацию, в том числе и по охлаждению.
Цитата:
Охлаждение. Бортовая электроника лунного корабля охлаждалась теплоносителем на основе этиленгликоля, циркулировавшим по замкнутому контуру. Проходя через теплообменник, теплоноситель передавал своё тепло пресной воде, которая испарялась, унося его в космос. Общий запас воды в лунном модуле составлял 338 фунтов (153 кг); работающая в штатном режиме система охлаждения расходовала 6,3 фунта (2,9 кг) воды в час.[38] Полное её израсходование грозило перегревом бортовой электроники и выходом её из строя. Чтобы воды хватило на оставшийся полёт, потребляемый лунным модулем ток следовало понизить до 17 ампер, что снизило бы её ежечасное потребление до 3,5 фунта (1,6 кг).[38]
Конец цитирования.
Система охлаждения переведена в режим испарения 1,6 кг воды в час.
Сколько тепла при этом сбрасывается?
На испарение 1 кг воды в тех условиях (давление и температура) нужно 2,5 МДж энергии. На 1,6 кг - 4 МДж.
1Дж за 1 с это 1 Вт.
4 МДж за 1 час это 1, 1 кВт.
То есть система охлаждения в сниженном режиме сбрасывала чуть больше киловатта тепловой энергии.
Напомню - у нас "термос" с равновесной температурой 11 градусов. Из этого термоса каждый час откачивается 1100 Вт тепла.
Сколько поступает?
Астронавты 3х100=300 Вт (грубо - иные источники дают 75 Вт с человека).
Все электрические системы - потребляют 17 А. При напряжении 30 В это 500 Вт.
Если вся электрическая энергия идет в тепло, то суммарно получаем
300+500=800 Вт.
Дефицит тепла 1100-800=300 Вт.
То есть - ни наземные службы, ни сами астронавты не смогли посчитать теплового баланса и благополучно себя заморозили.
Может система охлаждения была однорежимная? Как старые холодильники?
Да вроде бы нет - смогли же перевести со штатных 2,9 кг/ч до 1,6 кг/ч в эконом режиме? Можно было еще немного уменьшить интенсивность охлаждения до 1,2 кг/ч и получить вполне комфортную температуру.
В обычный летний день, в обычной квартире с кондиционером, обычная блондинка, если начинает мерзнуть
регулирует кондиционер, а не включает электрический обогреватель.
Но это - блондинка - высокий интеллект!
Ни астронавты, ни штаб, ни некая "служба спасения" о которой пишут моглики и защитники, до такого додуматься не смогли.
Поэтому мыши плакали, кололись, но продолжали есть кактус астронавты мерзли, заблевали, но продолжали охлаждать модуль. И еще переживали при этом, хватит ли воды на охлаждение.
