Какой была температура в зоне посадки на Луну Аполлона-11?

Скоро 50 лет со дня высадки Аполлона-11 на Луну, поэтому в честь этого события я решил задать вопрос здесь.

Я понимаю, что у Луны из-за длинного дня и длинной ночи, а также из-за отсутствия воды очень большие перепады температур. Например, поиск в Google по запросу «температура луны» находит:

Дневное время на одной стороне Луны длится около 13 с половиной дней, за которыми следуют 13 с половиной темных ночей. Когда солнечный свет падает на поверхность Луны, температура может достигать 260 градусов по Фаренгейту (127 градусов по Цельсию). Когда солнце садится, температура может опускаться до минус 280 F (минус 173 C).

Какой была температура в зоне посадки на Луну в Аполлоне-11?

Если температура отличалась от того, что мы считаем нормальным, то как астронавтам удавалось выживать при преобладающей температуре во время прогулки по поверхности Луны?

Мы считаем нормальным наличие окружающего воздуха и комфортной температуры воздуха. Но на Луне воздуха нет, только вакуум без температуры. Поэтому у лунных ботинок должна быть жаро- и морозостойкая подошва с хорошими термоизоляционными свойствами.
@Uwe Верно, но есть и тепловое излучение. Если вы идете по горячей поверхности с температурой 127°C, может показаться, что вас окружает горячая атмосфера.
@EverydayAstronaut Но тепловое излучение горячей поверхности блокировалось многими слоями надетого скафандра EVA. Космонавты чувствовали только температуру нижнего белья с жидкостным охлаждением, надетого под скафандр.

Ответы (3)

Аполлон-11 развернул Ранний пакет экспериментов на поверхности Луны Аполлона (EASEP), набор научных инструментов, которые измеряли различные параметры на Луне и передавали их обратно на Землю, включая температуру.

Вот фотография Эдвина Олдрина, развертывающего EASEP:

Эдвин Олдрин развертывает EASEP

Существует технический меморандум от Bellcomm под названием « Температуры поверхности Луны по данным Аполлона-11» , в котором есть эта замечательная диаграмма с подробным описанием температурных данных с прибора (а также вся информация, которую вы когда-либо хотели получить о приборах для измерения температуры):

временной график

вы можете видеть, что температура, когда они приземлились (20-21 июля 1969 года, или 201-202 по Гринвичу), была между 250 К и 280 К или 23 С к 7 С .

Астронавты выжили благодаря своим скафандрам, в которых было оборудование для контроля окружающей среды, а также лунному модулю Аполлона (LM), который также имел оборудование для контроля окружающей среды как часть системы жизнеобеспечения.

Для меня это вполне приемлемый температурный диапазон для страны, где обычно -23 градуса по Цельсию...
@juhist Я также удивлен удобным диапазоном. Кроме того, имейте в виду беспримерную интенсивность солнечного излучения на Луне, так как там нет атмосферы. Я предполагаю, что это немного нагревает скафандры.
Обратите внимание, что лунный день (и температурный цикл) составляет 28 земных дней. Вы можете видеть минимум и максимум за весь цикл от -53 до +67C. Тот факт, что астронавты провели около 2/28 лунных суток на поверхности, подобен полету во Флориду в июле, но пребыванию там только в течение двух часов утром, когда на улице 74 градуса по Фаренгейту, и утверждению: «О, это было не так уж и плохо». :-)

Время посадки было выбрано так, чтобы избежать экстремальных температур. Отсюда огромные тени, малое склонение Солнца (не помню, раннее это было утро или поздний вечер). В течение 22 часов, которые они находились на поверхности (Аполлон-11, некоторые другие до 4 земных дней IIRC), лунный день не слишком сильно сдвинулся.

Каждый раз, когда возникает вопрос о температуре в космосе, я думаю, стоит немного рассказать о том, что вообще означает это измерение. Температура всегда должна быть температурой чего-то. Здесь, на Земле, когда в метеосводке указывается «температура», это температура воздуха. Температура земли поблизости может быть выше или ниже в зависимости от того, сколько света она поглощает и находится ли она в тени.

На Луне нет воздуха, поэтому в каком-то смысле нет температуры над землей. Космический скафандр теряет тепло за счет излучения темного неба и получает его за счет излучения солнца и поверхности луны, в зависимости от того, насколько теплы скалы. Но нет плотной массы атомов, прыгающих вокруг большей части скафандра, температуру которой можно было бы измерить.

Поэтому вместо этого они измеряют температуру поверхности. Это важно, потому что это хорошая научная информация, и это также важно для астронавтов, потому что их ботинки действительно касаются поверхности (я пропустил это выше), а также потому, что тепло, излучаемое поверхностью (собственно, инфракрасный свет), действительно влияет на нагрев. баланс охлаждения костюмов.

Температура поверхности может сильно различаться в зависимости от того, находится ли она на свету или в тени, поэтому она будет средней, но место приземления было довольно равномерно освещено. Если вы посмотрите на документ, на который есть ссылка в ответе Марка Омо, вы увидите, что термометр находился над землей и показывал «яркостную температуру». Я думаю, что это температура, которую вы бы рассчитали для объекта, чтобы произвести количество тепла, обнаруженное в термометре лучистым нагревом, и я полагаю, что это похоже на то, что вы получили бы, если бы вы воткнули термометр неглубоко в землю.

Скафандры, использовавшиеся на Луне, охлаждались испарением воды, одного охлаждения излучением было недостаточно.
Хороший вопрос, Уве. Я имел в виду, что речь идет о «естественном» тепловом балансе, который необходимо учитывать при любом активном охлаждении или нагреве.