Wie Tritt Ein Raumschiff Wieder In Die Erdatmosphäre Ein?

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Der wiedereintritt von raumfahrzeugen in die erde ist ein schwieriger prozess. Finden sie heraus, wie der wiedereintritt von raumfahrzeugen funktioniert und warum raumfahrzeuge bei wiedereintritt wahrscheinlich verbrennen werden.

Ein Raumschiff in den Weltraum zu bringen, ist eine Sache. B-Klingeln ist ein anderes.

Der Wiedereintritt von Raumfahrzeugen ist aus verschiedenen Gründen ein heikles Geschäft. Wenn ein Objekt in die Erdatmosphäre eindringt, erfährt er einige Kräfte, einschließlich Schwere und ziehen. Die Schwerkraft zieht einen Gegenstand auf natürliche Weise zurück auf die Erde. Aber allein die Schwerkraft würde das Objekt gefährlich schnell fallen lassen. Glücklicherweise enthält die Erdatmosphäre Luftpartikel. Wenn das Objekt fällt, stößt es gegen diese Partikel und reibt sie, wodurch sie entsteht Reibung. Diese Reibung bewirkt, dass das Objekt einen Widerstand erfährt, oder Luftwiderstand, wodurch das Objekt auf eine sicherere Eintrittsgeschwindigkeit verlangsamt wird. Lesen Sie mehr über diese Faktoren in "Was ist, wenn ich einen Cent vom Empire State Building warf?"

Meteor in die Atmosphäre von eath


Pete Turner / Steinkollektion / Getty Images
Objekte, die in die Erdatmosphäre eintreten, stehen vor einer harten Reise. Sehen Sie mehr Bilder von Raumfahrzeugen und Space Shuttle.
Diese Reibung ist jedoch ein gemischter Segen. Obwohl es Widerstand verursacht, verursacht es auch starke Hitze. Insbesondere sind Shuttles intensiven Temperaturen von ungefähr 3000 Grad Fahrenheit (ungefähr 1649 Grad Celsius) ausgesetzt [Quelle: Hammond]. Stumpfer Körper Design hilft das Hitzeproblem zu lindern. Wenn ein Objekt - mit stumpfer Oberfläche nach unten - zur Erde zurückkehrt, entsteht durch die stumpfe Form ein Objekt Schockwelle vor dem Fahrzeug. Diese Schockwelle hält die Wärme vom Objekt fern. Gleichzeitig verlangsamt die stumpfe Form den Fall des Objekts [Quelle: NASA]. Das Apollo-Programm, das in den 1960er und 1970er Jahren mehrere bemannte Schiffe aus dem Weltall hin und her bewegte, beschichtete das Kommandomodul mit besonderem Charakter Ablativ Material, das beim Wiedereintritt abgebrannt ist und Wärme absorbiert.

Im Gegensatz zu den Apollo-Fahrzeugen, die für den einmaligen Gebrauch gebaut wurden, handelt es sich bei Space-Shuttles um wiederverwendbare Trägerfahrzeuge (RLV). Anstatt nur ablatives Material zu verwenden, müssen sie eine dauerhafte Isolierung aufweisen. Auf der nächsten Seite werden wir uns eingehender mit dem modernen Wiedereinstiegsprozess für Shuttles beschäftigen.

Der Untergang des Satelliten
Satelliten müssen nicht für immer in der Umlaufbahn der Erde bleiben. Alte Satelliten fallen manchmal auf die Erde zurück. Aufgrund der harten Bedingungen des Wiedereintritts können sie auf dem Weg nach unten stark verbrennen. Einige von ihnen können jedoch den Fall überleben und die Erdoberfläche treffen. Bei kontrollierten Stürzen manipulieren Ingenieure die Antriebssysteme eines Satelliten, um ihn an einen sicheren Ort wie den Ozean fallen zu lassen.

Der Abstieg eines Space Shuttle

Beim Wiedereintritt in die Erde dreht sich alles Haltung Steuerung. Und nein, das bedeutet nicht, dass Astronauten eine positive Haltung einhalten müssen (obwohl dies immer hilfreich ist). Es bezieht sich vielmehr auf den Winkel, in dem das Raumfahrzeug fliegt. Hier eine Übersicht über einen Shuttle-Abstieg:

  1. Orbit verlassen: Um das Schiff von seiner extremen Umlaufgeschwindigkeit abzubremsen, dreht sich das Schiff um und fliegt tatsächlich eine Zeitlang zurück. Die Orbitalmanöver-Triebwerke (OMS) schieben das Schiff dann aus dem Orbit und auf die Erde zu.
  1. Abstieg durch Atmosphäre: Nachdem der Shuttle sicher aus dem Orbit geflogen ist, dreht er sich wieder in die Nase und dringt in die Atmosphäre ein (wie ein Bauchflop), um den Widerstand mit seinem stumpfen Boden zu nutzen. Computer ziehen die Nase nach oben Angriffswinkel (Sinkwinkel) von etwa 40 Grad.
  1. Landung: Wenn Sie den Film "Apollo 13" gesehen haben, erinnern Sie sich vielleicht daran, dass die Astronauten in ihrem Kommandomodul zur Erde zurückkehren und im Ozean landen, wo Rettungskräfte sie abholen. Die heutigen Space Shuttles sehen aus und landen viel mehr wie Flugzeuge. Sobald das Schiff tief genug ist, übernimmt der Kommandant die Computer und gleitet den Shuttle zu einer Landebahn. Beim Rollen entlang des Streifens wird ein Fallschirm eingesetzt, um ihn zu verlangsamen.

Space Shuttles vordere Flügelkante und Nase


NASA
Die Vorderkanten und die Nase des Shuttles verwenden RCC-Material.

Die Reise zurück zur Erde ist heiß. Anstelle der Ablationsmaterialien der Apollo-Sonde verfügen die heutigen Space-Shuttles über spezielle hitzebeständige Materialien und Isolierfliesen, die die Wiedereintrittswärme aushalten.

  • Verstärkter Kohlenstoff (RCC): Dieses Verbundmaterial bedeckt die Nase und die Kanten des Flügels, wo die Temperaturen am heißesten werden. Im Jahr 2003 wurde das RCC von Columbia beim Start beschädigt, was beim Wiedereintritt zu einem Brand führte und alle sieben Besatzungsmitglieder tötete.
  • kaputte Dämmplatten


    NASA / Space Frontiers / Hulton-Archiv / Getty Images

    In diesem Bild zeigen die Arbeiter der NASA, wo die Columbia während des Jungfernfluges Fliesenschäden erlitt.

    Wiederverwendbare Hochtemperatur-Oberflächendämmung (HRSI)-: Diese schwarzen Kieselfliesen befinden sich an der Unterseite des Shuttles und an verschiedenen anderen Stellen, die bis zu 1.260 Grad Celsius erreichen können.
  • Faserförmige feuerfeste Verbundisolierung (FRCI): Diese schwarzen Fliesen haben HRSI-Fliesen an vielen Stellen ersetzt, da sie stärker, leichter und hitzebeständiger sind.
  • Wiederverwendbare Niedertemperatur-Oberflächendämmung (LRSI): Diese weißen Kieselerdeplatten sind dünner als HRSI-Fliesen und schützen verschiedene Bereiche vor Temperaturen bis zu 1200 Grad Fahrenheit (649 Grad Celsius).
  • Erweiterte flexible wiederverwendbare Flächendämmung (AFRSI)Diese Außendecken sind aus Quarzglas gefertigt und im vorderen oberen Bereich eines Shuttles installiert. Sie halten Temperaturen von bis zu 816 Grad Celsius stand.Diese haben im Laufe der Jahre einen Großteil des LRSI-Materials in einem Shuttle übernommen.
  • Filz wiederverwendbare Oberflächendämmung (FRSI): Dieses Material hält Temperaturen von bis zu 700 Grad Fahrenheit (371 Grad C) stand und besteht aus wärmebehandeltem weißem Nomex-Filz (einem Material, das in der Schutzkleidung von Feuerwehrleuten verwendet wird).

Schauen Sie sich die Links auf der nächsten Seite an, um mehr über die Herausforderungen der Weltraumforschung zu erfahren.

Bittere Erinnerungen
So wie die Challenger-Katastrophe von 1986 uns daran erinnerte, wie riskant die Shuttle-Starts sind, erinnerte uns die Columbia-Katastrophe daran, wie gefährlich der atmosphärische Wiedereintritt ist. Im Jahr 2003 verbrannten die Raumfähre Columbia und ihre sieben Crewmitglieder, als sie zur Erde zurückkehrten. Nach einer Untersuchung stellte die NASA fest, dass Schäden am linken Flügel (die tatsächlich beim Abheben auftraten), heiße Luft nach dem Wiedereintritt eintrat und dazu führte, dass das Shuttle die Kontrolle verlor und verbrannte.

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Weitere großartige Links

  • NASA
  • US-Centennial of Flight
  • Space.com

Quellen

  • Cuk, Matija, Dave Rothstein, Britt Scharringhausen. "Warum brauchen Raumfahrzeuge Hitzeschilder, die zur Erde zurückkehren, aber nicht verlassen werden?" Astronomieabteilung an der Cornell University. Jan. 2003. (9. Mai 2008)
    //curious.astro.cornell.edu/question.php?number=448
  • Tag, Dwayne A. "Wiedereintrittsfahrzeugtechnologie." Centennial of Flight Commission der Vereinigten Staaten. (9. Mai 2008)
    //centennialofflight.gov/essay/Evolution_of_Technology/
    Wiedereintritt / Tech19.htm
  • Dumoulin, Jim. "Space Shuttle Orbiter-Systeme." Kennedy Space Center der NASA. (9. Mai 2008)
    //science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/sts_sys.html
  • Hammond, Walter Edward. "Entwurfsmethodologien für Raumtransportsysteme." AIAA, 2001. (9. Mai 2008)
    //books.google.com/books?id=uxlKU3E1MUIC&dq=Design+
    Methoden + für + Raumfahrt + Transport + Systeme & as_brr = 3 &
    client = firefox-a & source = gbs_summary_s & cad = 0
  • Jacobson, Nathan S. "As-Fabricatede verstärkter Kohlenstoff / Kohlenstoff charakterisiert." NASA. Juli 2005. (9. Mai 2008)
    //grc.nasa.gov/WWW/RT/2004/RM/RM01D-jacobson1.html
  • NASA. "Abenteuer mit Apollo." Ames-Forschungszentrum. (9. Mai 2008)
    //nasa.gov/centers/ames/news/releases/2004/moon/
    adventure_apollo.html
  • NASA. "HSF - The Shuttle: Entry." NASA. 13. Feb. 2003. (9. Mai 2008)
    //spaceflight.nasa.gov/shuttle/reference/shutref/events/entry/
  • Pete-Cornell, M. Elisabeth. "Sicherheit des Wärmeschutzsystems des Orbiters des Space Shuttle: Quantitative Analyse und organisatorische Faktoren." Bericht an die Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde, Dezember 1990. (9. Mai 2008)
    spaceflight.nasa.gov/shuttle/archives/sts-107/investigation/tps_safety.pdf


Videoergänzungsan: Apollo 11 - Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.




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