Fakta om genoptagelse i jordene Atmosphere

Et af de sværeste problemer, rumfartøjsingeniører må løse, er at genindtræde i Jordens atmosfære. I modsætning til de fleste rumrester, der brænder op, da det møder grænsefladen mellem atmosfæren og rummet, skal et rumfartøj forblive intakt og køligt under dette møde, så det kan komme tilbage til jorden i ét stykke. Ingeniører skal afbalancere magtfulde kræfter i deres overvejelser for at nå dette mål og afværge katastrofen.

Nedjusteringsdynamikken

For at være i omløb i første omgang skal et rumfartøj eller en satellit være har opnået undslippe hastighed. Denne hastighed, afhængig af jordens masse og radius, er på størrelsesordenen 40.000 kilometer i timen (25.000 miles i timen). Når objektet kommer ind i atmosfærens øvre ekstremiteter, begynder friktionsinteraktionen med luftmolekylerne at bremse den ned, og den mistede momentum bliver omdannet til varme. Temperaturer kan nå 1.650 grader Celsius, og kraften af ​​deceleration kan være syv eller flere gange større end tyngdekraften.

Re-entry corridor

Kraften af ​​deceleration og den varme, der genereres under genindtrængningen, stiger med vinkelens stejlhed i forhold til atmosfæren. Hvis vinklen er for stejl, brænder rumfartøjet op, og enhver, der er uheldig nok til at være inde, knuses. Hvis vinklen er for overfladisk, skifter rumfartøjet ud af atmosfærens kant som en sten, der skinner langs overfladen af ​​en dam. Den ideelle genindløbsbane er et smalt bånd mellem disse to ekstremer. Vinklen på re-entry for rumfærgen var 40 grader.

Gravity forces, drag og løft

Under genindtræden oplever et rumfartøj mindst tre konkurrerende kræfter. Tyngdekraften er en funktion af rumfartøjets masse, mens de to andre kræfter afhænger af dens hastighed. Træk, som er forårsaget af luftfriktion, afhænger også af, hvor strømlinet fartøjet er, og på luftdensiteten; en stump genstand sænker hurtigere end en spids, og decelerationen stiger, når objektet falder ned. Et rumfartøj med det rigtige aerodynamiske design, som rumfærgen, oplever også en løftekraft vinkelret på dens bevægelse. Denne kraft, som enhver, der er bekendt med flyvemaskiner, ved, modvirker tyngdekraften, og rumfærgen udnyttede den til dette formål.

Ukontrollerede genindførsler

I 2012 udgjorde ca. 3.000 genstande 500 kg (1.100 pund) var i kredsløb rundt om Jorden, og alle vil til sidst genindtræde atmosfæren. Fordi de ikke er designet til genindtræden, bryder de op i en højde på 70 til 80 kilometer (45 til 50 miles), og alt andet end 10 procent til 40 procent af stykkerne brænder op. De stykker, der gør det til jorden, er typisk dem, der er fremstillet af metaller med højt smeltepunkt, såsom titanium og rustfrit stål. Ændring af vejrforhold og solforhold påvirker atmosfærisk træk, hvilket gør det umuligt at forudsige med sikkerhed, hvor de lander.