Почему спускаемые аппараты чистые после посадки на Луну?

Краткий ответ: Лунная пыль не клубится из-за отсутствия атмосферы, поэтому траектория ее разлета от газов ракетного двигателя линейна, что не позволяет пыли оседать на корпусе корабля.

Нил Армстронг, рассказывая о посадке, неоднократно упоминал пыль, которая поднялась, когда лунный модуль с работающим двигателем приближался к поверхности Луны. Вот его слова:

Это было немного похоже на посадку самолета в условиях тонкого слоя приземного тумана, когда сквозь него вам видны объекты. Однако весь этот туман быстро двигался, что немного смущало. Я был совершенно ошарашен, когда выключил ракетный двигатель. Частицы, которые расходились радиально от нижней части двигателя и улетали полностью за горизонт, после его выключения просто унеслись за горизонт и мгновенно исчезли, как будто двигатель был отключен неделю назад.

У нас есть возможность посмотреть эту посадку в записи кинокамеры, которая вела съемку через иллюминатор лунного модуля. На кадрах мы увидим подтверждение слов командира корабля о пыли, закрывающей обзор поверхности и улетающей линейно прочь от корабля. На кинокадрах мы не увидим клубов пыли. Чтобы убедиться в этом эффекте, мы можем посмотреть записи старта лунных модулей, снятые из кабины или со стороны (для Apollo 15, 16, 17). И тоже убедимся, что пыль разлетается вместе с потоками реактивных газов без привычных для Земли облаков. Причина такого поведения пыли очевидна: на Луне практически вакуум и нет турбулентности, которая на Земле возникает в атмосфере.

Нет турбулентной среды, нет закручивающихся клубов пыли, а есть только линейные потоки реактивных газов, которые падают на лунную поверхность и отражаются от нее практически по закону «угол падения равен углу отражения», пока хватает импульса.

Вид из иллюминатора Apollo 11 в последнюю минуту прилунения. NASA

После отключения двигателя полет пылевых частиц над Луной проходит по баллистической траектории. Вся поднятая при посадке пыль, увлеченная реактивной струей, продолжила свое прямолинейное движение и осела в стороне от корабля. Поэтому ни на самом корабле, ни на его посадочных «ногах» не заметно слоя пыли. Лишь некоторые посадочные опоры смогли «зачерпнуть» немного реголита при столкновении с поверхностью, и этот грунт можно рассмотреть на фотографиях.

Посадочные опоры (слева направо) советских, китайских и американских спускаемых аппаратов. Верхний ряд — чистые «ноги», нижний — частично погруженные в грунт. Роскосмос/ГЕОХИ РАН, CNSA/CLEP, NASA

Убедиться в том, что на Луне нет турбулентности и что спускаемые аппараты не покрываются пылью после посадки, можно благодаря советским «Луноходам» и китайским аппаратам Chang'e.

Пыль могла попасть только на расположенное в стороне оборудование. Так, из-за сдуваемой при старте лунного модуля пыли оказался загрязнен оставленный астронавтами Apollo 11 блок научных приборов EASEP. Слой пыли обнаружили и на спускаемом аппарате Surveyor 3, неподалеку от которого сел Apollo 12.

Если советские снимки 1970-х годов значительно уступают по качеству пленочным кадрам астронавтов, то уж качество съемки китайских зондов позволяет с уверенностью говорить об их чистоте и отсутствии пыли на корпусе.