Hvordan Går Rumfartøjer Igen Ind I Jordens Atmosfære?

{h1}

Rumfartøjer genindtræden i jorden er en vanskelig proces. Find ud af, hvordan rumfartøjer genindtræder og hvorfor rumfartøjer sandsynligvis vil brænde op ved genindtræden.

-Start et rumfartøj ind i rummet er en ting. B-ringe det tilbage er en anden.

Rumfartøjer re-entry er vanskelig virksomhed af flere grunde. Når et objekt går ind i Jordens atmosfære, oplever det et par kræfter, herunder tyngdekraft og drag. Gravity vil naturligvis trække en genstand tilbage til jorden. Men tyngdekraften alene ville få genstanden til at falde farligt hurtigt. Heldigvis indeholder jordens atmosfære luftpartikler. Når objektet falder, rammer det og gnider mod disse partikler og skaber friktion. Denne friktion gør objektet til at opleve træk eller luft modstand, hvilket forsinker objektet ned til en sikrere indtastningshastighed. Læs mere om disse faktorer i "Hvad hvis jeg smed en krone fra Empire State Building?"

meteor ind i eaths atmosfære


Pete Turner / Stone Collection / Getty Images
Objekter, der kommer ind i Jordens atmosfære, står over for en hård tur. Se flere rumfartøjer og rumfærgesbilleder.
Denne friktion er imidlertid en blandet velsignelse. Selv om det forårsager træk, forårsager det også intens varme. Specielt skyttelbåde står over for intense temperaturer på ca. 3000 grader Fahrenheit (ca. 1649 grader Celsius) [kilde: Hammond]. Stump-organ design hjælper med at lette varmeproblemet. Når en genstand med stumpformet overflade vender nedad - kommer tilbage til jorden, skaber den stumme form en chokbølge foran køretøjet. Denne stødbølge holder varmen i afstand fra objektet. Samtidig forsinker den stumme form også objektets fald [kilde: NASA]. Apollo-programmet, som flyttede flere bemandet skibe frem og tilbage fra rummet i 1960'erne og 1970'erne, overtog kommandomodulet med specielle ablativ materiale, der brændes op ved genindtræden, absorberer varme.

I modsætning til Apollo-køretøjerne, der blev bygget til engangsbrug, er rumskibsflyvninger genbrugbare lanceringsbiler (RLV'er). Så i stedet for blot at bruge ablativ materiale, skal de indarbejde varig isolering. På næste side dykker vi dybere ind i den moderne genindføringsproces for pendulkørsel.

Satellittenes Forfald
Satellitter behøver ikke at holde op i jordens kredsløb for evigt. Gamle satellitter falder til tider tilbage til jorden. På grund af de hårde betingelser for genindtræden kan de alvorligt brænde op på vej ned. Men nogle af dem kan overleve faldet og ramte jordens overflade. I kontrollerede fald manipulerer ingeniører fremdrivningssystemerne på en satellit for at få det til at falde på et sikkert sted, som havet.

Afstigningen af ​​en rumfærge

Re-enter Earth handler om holdning kontrollere. Og nej, det betyder ikke, at astronauter skal holde en positiv holdning (selvom det altid er nyttigt). Det refererer snarere til den vinkel, hvor rumfartøjet flyver. Her er et overblik over en shuttle nedstigning:

  1. Forlader kredsløb: At skubbe skibet ned fra sin ekstreme omløbshastighed, skifter skibet rundt og flyver faktisk baglæns i en periode. De orbital manøvreringsmotorer (OMS) drev derefter skibet ud af kredsløb og mod jorden.
  1. Nedstigning gennem atmosfæren: Når det er sikkert uden for bane, skifter pendlen næse først igen og træder ind i atmosfæren buk-down (som en maveflop) for at drage fordel af træk med sin stumpe bund. Computere trækker næsen op til en angrebsvinkel (nedstigningsvinkel) på ca. 40 grader.
  1. Landing: Hvis du har set filmen "Apollo 13", kan du huske at astronauterne vender tilbage til Jorden i deres kommandomodul og lander i havet, hvor redningsarbejdere afhenter dem. Dagens rumfærger ser og lander meget mere som fly. Når skibet er lavt nok, overtager kommandanten computere og glider skibet til en landingsstribe. Da den ruller langs strimlen, anbringer den en faldskærm til at sænke den ned.

rumskibs ledende vingekant og næse


NASA
Lufthavns førende kanter og næse bruger RCC materiale.

Turen tilbage til Jorden er en varm. I stedet for de ablative materialer, der findes på Apollo rumfartøjer, har dagens rumskibe særlige varmeafvisende materialer og isolerende fliser, som kan opretholde genindføringsvarme.

  • Forstærket Carbon Carbon (RCC): Dette kompositmateriale dækker vingens næse og kanter, hvor temperaturen bliver de hotteste. I 2003 blev Columbia's RCC beskadiget under løft, hvilket forårsagede dens opbrænding ved genindtræden og dræbte alle syv besætningsmedlemmer.
  • brudte isoleringsfliser


    NASA / Space Frontiers / Hulton Archive / Getty Images

    I dette billede viser NASA-arbejdere, hvor Columbia ramte fliseskader under sin jomfruflyvning.

    Højtemperatur genanvendelig overfladeisolering (HRSI)-: Disse sorte kiselplader er på bunden af ​​skyttelbussen og forskellige andre steder, der kan nå op til 2.300 grader Fahrenheit (1.260 grader Celsius).
  • Fiberfast ildfast kompositisolering (FRCI): Disse sorte fliser har erstattet HRSI fliser på mange steder, fordi de er stærkere, lettere og mere varmebestandige.
  • Lavtemperatur genanvendelig overfladeisolering (LRSI): Disse hvide kiselplader er tyndere end HRSI fliser og beskytter forskellige områder fra temperaturer op til 1.200 grader F (649 grader C).
  • Avanceret fleksibel genanvendelig overfladeisolering (AFRSI): Udført i silikaglasstof, er disse ydre tæpper installeret på den forreste øvre del af en skyttel og tåler temperaturer på op til 1.500 grader F (816 grader C).I årenes løb har disse overtaget for meget af LRSI-materialet på en shuttle.
  • Felt genbrugsoverfladeisolering (FRSI): Dette materiale opretholder temperaturer på op til 700 grader F (371 grader C) og er fremstillet af varmebehandlet hvid Nomex-filt (et materiale, der anvendes i brandbeklædningens beskyttelsesbeklædning).

Se på linkene på næste side for at finde ud af mere om udfordringerne i forbindelse med rumforskning.

Bitter Påmindelser
Ligesom Challenger-katastrofen i 1986 mindede os om, hvordan risikable shuttle-lanceringer er, minder Columbia-katastrofen os om, hvor farligt atmosfærisk genindtræden er. I 2003 brændte rumfærgen Columbia og dets syv besætningsmedlemmer op, da de vendte tilbage til Jorden. Efter undersøgelse opdagede NASA, at skader på venstrefløjen (der faktisk opstod under løft) lod varm luft komme ind efter genindtræden og forårsagede, at skytten tabte kontrol og brændte op.

Relaterede WordsSideKick.com artikler

  • Rumfærdsquiz
  • -
  • Hvorfor er der snesevis af døde dyr, der flyder i rummet?
  • Hvordan rumfærger arbejder
  • Hvordan kredser satellitter jorden?
  • Hvordan rumstationer virker
  • Hvordan Space Junk Works

Flere gode links

  • NASA
  • US Centennial of Flight
  • Space.com

Kilder

  • Cuk, Matija, Dave Rothstein, Britt Scharringhausen. "Hvorfor har rumfartøjer brug for varmeafskærmninger, der kommer tilbage til Jorden, men ikke forlader?" Astronomiske Afdelingen ved Cornell University. Januar 2003. (9. maj 2008)
    //curious.astro.cornell.edu/question.php?number=448
  • Day, Dwayne A. "Reentry Vehicle Technology." US Centennial of Flight Commission. (9. maj 2008)
    //centennialofflight.gov/essay/Evolution_of_Technology/
    reentry / Tech19.htm
  • Dumoulin, Jim. "Space Shuttle Orbiter Systems." NASA Kennedy Space Center. (9. maj 2008)
    //science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/sts_sys.html
  • Hammond, Walter Edward. "Designmetoder til rumtransportsystemer." AIAA, 2001. (9. maj 2008)
    //books.google.com/books?id=uxlKU3E1MUIC&dq=Design+
    Metoder + for + Mellemrum + Transport + Systems & as_brr = 3 &
    klient = firefox-a & source = gbs_summary_s & cad = 0
  • Jacobson, Nathan S. "As-Fabricatede Forstærket Carbon / Carbon Characterized." NASA. Juli 2005. (9. maj 2008)
    //grc.nasa.gov/WWW/RT/2004/RM/RM01D-jacobson1.html
  • NASA. "Eventyr med Apollo." Ames Research Center. (9. maj 2008)
    //nasa.gov/centers/ames/news/releases/2004/moon/
    adventure_apollo.html
  • NASA. "HSF - The Shuttle: Entry." NASA. 13. februar 2003. (9. maj 2008)
    //spaceflight.nasa.gov/shuttle/reference/shutref/events/entry/
  • Pete-Cornell, M. Elisabeth. "Sikkerhed af termisk beskyttelse af rumfærgen Orbiter: Kvantitativ analyse og organisatoriske faktorer." Rapport til National Aeronautics and Space Administration, dec, 1990. (9. maj 2008)
    spaceflight.nasa.gov/shuttle/archives/sts-107/investigation/tps_safety.pdf


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com