Так все таки почему должно быть видно невооруженным глазом в космическом вакууме реактивную струю якобы взлетающего с Луны Apollo-17, если бы он на самом деле когданибудь взлетал с Луны ? Не говоря уже о инфракрасном излучении, фиксируемом лучевой трубкой видеокамеры, о чем я подробно писал https://dzen.ru/a/Zux3QX1ZvyAQfxFp. Сегодня поговорим о видимости реактивной струи именно в видимом спектре в условиях космического вакуума. На Земле мы отлично видим яркую реактивную струю истекающую из сопла баллистической ракеты Титан-2, заправленной тем же самым топливом, что и (согласно легенде) Apollo-17. В земной атмосфере присутствует кислород, поэтому неполностью сгоревшие продукты сгорания, догорают благодаря наличию кислорода за пределами сопла реактивного двигателя. Огонь горит и светится - мы все это видим невооруженным глазом. Что значит - светится ? Светится - значит молекулы испускают фотоны.
В космическом вакууме кислорода нет, и на этом основании находятся "теоретики", утверждающие следующее: "нет кислорода в экзосфере Луны - нет догорания струи за пределами сопла в экзосфере Луны - нет видимой невооруженным глазом выхопной струи в экзосфере Луны". Я бы мог тоже потеоретизировать насчет того, что присутствующая в реактивной струе в обилии вода разлагается на кислород и водород при температуре свыше 3000 градусов Цельсия. Это несколько ниже температуры реактивной струи двигателей Apollo. Примерно половина присутствующей в реактивном выхлопе воды при такой температуре должно разлагаться: " При термическом разложении молекулы воды распадаются на водород и кислород. Например, при температуре 2200 °C (2470 К; 3990 °F) около трех процентов всех молекул H2O распадаются на различные комбинации атомов водорода и кислорода, в основном на H, H2, O, O2 и OH. Другие продукты реакции, такие как H2O2 или HO2, остаются второстепенными. При очень высокой температуре 3000 °C (3270 К; 5430 °F) более половины молекул воды разлагается." Источник: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.26922e32-66fc4908-92dd3fc0-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Water_splitting
Вот вам и кислород в лунной экзосфере. Но нам можно обойтись и без кислорода. Как и без вылетающих из сопла неполностью сгоревших продуктов - даже сегодня полнота сжигания продуктов в камерах сгорания реактивных двигателей далеко не достигает абсолютной. Благодаря этому и возможно догорание выхлопной струи в кислородной атмосфере за пределами сопла реактивного двигателя - есть чему догорать.
Не углубляясь, назовем два простых продукта вылетающие из сопла жидкостного реактивного двигателя, работающего на топливе Aerozine 50 - вода и NH3. Последний разлагается до азота. Даже с этими двумя продуктами реактивная струя должна быть прекрасно видна невооруженным глазом на фоне черного космического вакуумного неба. Особенно на фоне черного лунного неба.
Что есть черный космический вакуумный небосвод ? Это пустота, и в том числе, это отсутствие среды рассеивающей солнечный свет. Солнечных лучей полно, все пространство пронизано видимым солнечным излучением, но отсутствует среда, в которой солнечная радиация могла бы рассеиваться. Говоря строго научным языком - отсутствуют молекулы, с которыми могли бы столкнуться фотоны солнечного света. Концентрация молекул в экзосфере Луны всего 104 частицы в 1см3. Отсюда черное неподсвеченное космическое вакуумное небо. Разогретая вода, NH3, азот, из сопла космического корабля - газовая среда в которой солнечные лучи могут рассеиваться.
И они рассеиваются ! В светящихся выхлопных струях российских космических кораблей Союз ! Обратите внимание, что мы видим невооруженным глазом не только реактивные струи, но и разлетающиеся в стороны ярко светящиеся фрагменты, как бы кусочки чего то. Одни утверждают, что это капли несгоревшего топлива, другие - что это кусочки изнашиваемого покрытия сопла. Чтобы это ни было, оно ярко светится, и отлично видно невооруженным глазом. За счет чего ? Горения нет.
Воздух, окружающий Землю,— это смесь газов: азота, кислорода, аргона и других. В атмосфере присутствуют еще водяной пар и кристаллики льда. В этой смеси газов солнечные лучи рассеиваются, производя так любимый нами, воспетый поэтами и художниками, прекрасный голубой цвет земной атмосферы. Часть солнечных лучей проходит между молекулами газа, не сталкиваясь с ними, и без изменений достигает поверхности Земли. Другая, большая часть, поглощается газовыми молекулами. При поглощении фотонов молекулы возбуждаются, то есть заряжаются энергией, а затем испускают ее в виде опять-таки фотонов. Эти вторичные фотоны имеют разную длину волны и могут быть любого цвета — от красного до фиолетового. Разлетаются они во всех направлениях: и к Земле, и к Солнцу, и в стороны. Лорд Рэлей предположил, что цвет испускаемого луча зависит от преобладания в луче квантов того или иного цвета. При столкновении молекулы газа с фотонами солнечных лучей на один вторичный квант красного цвета приходится восемь квантов синего. Кстати водяной пар аналогичным образом также поглощает и инфракрасное излучение, а затем испускает его с большей силой.
Рэлеевское рассеяние — когерентное рассеяние света без изменения длины волны (упругое рассеяние) на частицах, неоднородностях или других объектах, когда частота рассеиваемого света существенно меньше собственной частоты рассеивающего объекта или системы. Рассеяние света на объектах, размеры которых меньше его длины волны. Названо в честь британского физика лорда Рэлея, установившего зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны в 1871 году.
В выхлопной струе реактивного двигателя мы имеем как минимум водяной пар, азот, (кислород, водород). Следовательно должно работать Рэлеевское рассеяние.
Судя по научному отчету NASA, США "Характеризация поля обтекания выхлопной струи ракеты с помощью Рэлеевского рассеивания лазерного луча Rocket plume flowfield characterization using laser Rayleigh scattering", оно работает: "Допплеровская лазерная релеевская диагностика была применена к выхлопной струе 111 N, регенеративного, c внутренним охлаждением камеры сгорания пристеночным слоем горючего , работающего на газообразном водороде/газообразном кислороде ракетного двигателя. Аксиальные и радиальные средние скорости газов были измерены на основании наблюдаемых Допплеровских сдвигов для двух разных углов рассеивания. A Doppler-resolved laser Rayleigh scattering diagnostic was applied to a 111 N thrust, regenerative and fuel-film cooled, gaseous hydrogen/gaseous oxygen rocket engine. The axial and radial mean gas velocities were measured from the net Doppler shifts observed for two different scattering angles." ( Авторы: Zupanc, Frank J. (NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States) Weiss, Jonathan M. (Pennsylvania State University University Park, United States), Дата публикации: July 1, 1992, Источник: https://ntrs.nasa.gov/citations/19920066304)
Еще одна работа от NASA/ADS "Рэлеевское рассеяние в высокотемпературных сверхзвуковых выхлопных струях Rayleigh scattering in supersonic high-temperature exhaust plumes" (Авторы: Jiang, L. Y., Sislian, J. P., Experiments in Fluids, Volume 32, Issue 4, pp. 487-493 (2002), Дата публикации: April 2002 DOI: 10.1007/s00348-001-0391-6, Источник: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002ExFl...32..487J/abstract)
Еще от NASA, работа "Диагоностика водородно-кислородной ракетной выхлопной струи с использованием спектрального рэлеевского рассеяния Spectrally resolved Rayleigh scattering diagnostic for hydrogen-oxygen rocket plume studies" (Авторы: Seasholtz, R. G. (NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States), Zupanc, F. J. (NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States), Schneider, S. J. (NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States), Дата публикации: January 1, 1991, Источник: https://ntrs.nasa.gov/citations/19910036875): "Была разработана основанная на релеевском рассеянии диагностика для измерения плотности газа, температуры, и скросоти в выхлопной струе двигателя 100N класса водородно-кислородных ракет. Спектр света аргонно-ионного лазера рассеянного молекулами газа в выхлопе (преимущественно водяного пара) был измерен сканирующим интерферометром Фабри-Перо. Плотность газа определена общей рассеянной силой, температура газа -спектральной шириной, и скорость - сдвигом в пике спектра от частоты падающего лазерного луча. Диагностика была продемонстрирована на ракетном стенде. A Rayleigh scattering diagnostic has been developed to measure gas density, temperature, and velocity in the exhaust plume of 100 N thrust class hydrogen-oxygen rockets. The spectrum of argon-ion laser light scattered by the gas molecules in the plume (predominantly water vapor) is measured with a scanning Fabry-Perot interferometer. The gas density is determined from the total scattered power, the gas temperature from the spectral width, and the velocity from the shift in the peak of the spectrum from the frequency of the incident laser light. The diagnostic has been demonstrated in a rocket test cell and a discussion of results is given."
А вот еще одна работа "Возможная конденсация водяного пара в выхлопных струях ракет Possible Water Vapor Condensation in Rocket Exhaust Plumes" (Автор: Бенджамин Ву, Дата публикации: 1 Июня 1975, Журналы: Environmental Science, Engineering, AIAA Journal, DOI:10.2514/3.60440 Corpus ID: 123287919 Источник: https://www.semanticscholar.org/paper/Possible-Water-Vapor-Condensation-in-Rocket-Exhaust-Wu/04e1fc495596a9e71dae12fb57c4891c4b3a6bb7), начинается с интересного пассажа: "В попытке объяснить наблюдаемое свечение в выхлопной струе двигателя Apollo (!!!!!-А.С,), возможности конденсации гомогенной нуклеацией в условиях поля обтекания реактивной струи были изучены. Было обнаружено, что только H2O может конденсироваться, другие вещества, присутствующие в выхлопе, H2,оставались ненасыщенными. При допущении устойчивой гомогенной нуклеации , сбор конденсата как функция координат потока был рассчитан из интеграла Осватича с эмпирической информацией полученной в предыдущих экспериментах. Конденсация таким образом по оценке должна происходить на сорок пятом метре (!!!!!! высота реактивной струи - 45 метров !!!!!!! - А..С.) низходящего потока вниз от сопла. Однако, было обнаружено, что допущение устойчивой нуклеации может быть неприменимо здесь, и предыдущие оценки слишком оптимистичны. Конденсация при условиях неустойчивой гомогенной нуклеации закончится наступление отложенной конденсации или ее отсутствием. Потенциально полезный альтернативный путь оценки конденсации в реактивных струях очерчен. В заключении, имея в виду, что конденсация может быть вызвана бинарной или гетерогенной нуклеацией , мы заключаем, обе из которых приводят к более ранней конденсации, что конденсация не является невозможной в этой выхлопной струе. In an attempt to explain the observed radiance in the exhaust plume of an Apollo engine, the possibilities of any condensation by homogeneous nucleation under the conditions in the plume flowfield are examined. It was found that only H2O could condense, the other species present in the exhaust, H2, remained unsaturated. Under the assumption of steady-state homogeneous nucleation, the accumulation of condensate as a function of the streamline coordinate has been computed from the Oswatitsch integral with empirical information gathered in previous experiments. Condensation is thus estimated to occur at about 45 m downstream of the nozzle exit. However, it has been found that the steady-state nucleation assumption may not be valid here, and the previous estimate may be too optimistic. Condensation under nonsteady homogeneous nucleation conditions would result in delayed condensation onset or none at all. A potentially useful alternative way of estimating condensation in plumes is outlined. Finally, keeping in mind that condensation may be induced by binary or heterogeneous nucleation, both of which favor earlier condensation onset, we conclude that condensation is not impossible in this exhaust plume." Источник: Источник: https://www.semanticscholar.org/paper/Possible-Water-Vapor-Condensation-in-Rocket-Exhaust-Wu/04e1fc495596a9e71dae12fb57c4891c4b3a6bb7
Так выходит было свечение в выхлопной струе Аpollo, и его даже пытались объяснить в 1975 году ? Но вот только нам не показали никакого свечения в известной "цветной телевизионной трансляции старта Apollo17 с Луны".
Расхожие "объяснения" отсутствия видимого невооруженным глазом реактивного выхлопа на видеосъемке "Взлет корабля Apollo-17 c Луны": а) а чему там светиться ? Там же вода и азот б) выхлопную струю не видно на фоне черного космического вакуума в) топливо Aerozine -50 не дает видимого реактивного выхлопа - не выдерживают критики.
На фоне черной космической пустоты, плотная струя газов, подсвеченных солнечной радиацией, будет видна еще лучше и контрастнее, чем на фоне голубого неба.
Вывод. Невидимый реактивный выхлоп Apollo17 возможен в трех случаях : 1. из сопла не вылетает ничего, т.е. сопло попросту не работает. 2. солнце плотно закрыто черными тучами, что на Луне невозможно, ввиду отсутствия атмосферы. 3) старт осуществлялся лунной ночью,что противоречит "лунной" легенде NASA, США, согласно которой, посещение Луны американскими астронавтами состоялось в первой половине лунного дня.
