Вот как космические корабли избегают горения при возвращении из космоса …

Некоторые думают, что вывести астронавтов в космос за пределы гравитации нашей планеты – самая трудная часть космической миссии; По правде говоря, вернуть их после миссии так же сложно. Космический корабль, который возвращается в атмосферу, путешествует больше, чем 30000 км / ч, Эта возмутительная скорость возвращающегося транспортного средства превращает воздух вниз в горячий огненный шар вокруг космического корабля, что означает, что астронавты должны быть защищены от тысяч градусов если они собираются благополучно вернуться домой.

Поэтому одной из самых сложных задач является создание термозащитного материала, достаточно прочного для авиационно-космических инженеров, чтобы он мог работать до 1700 градусов по Цельсию,

История повторного входа

Ранее пилотируемые космические корабли, такие как Меркурий, Близнецы и Аполлон, были неспособны двигаться или управлять во время повторного входа, поэтому космические капсулы должны были следовать по баллистической траектории возвращения, прежде чем упасть в океан. Термозащитные устройства обычно изготавливали из фенольных эпоксидных смол, встроенных в сотовую матрицу из никелевого сплава, которая защищала капсулы от высоких температур.

Фото предоставлено: НАСА

Серия миссий «Аполлон-луна» заставила аэрокосмических инженеров пересмотреть свои конструкции, поскольку капсулы, возвращающиеся с Луны, вошли в атмосферу более чем 40000 км / ч, Ранее использовавшиеся термопротекторы всегда загорались, а укладка материала делала его тяжелым и препятствовал его маневренности, а также невозможности повторного использования.

Reentry Hazards

Одна из прискорбных аварий во время повторного входа произошла с первым оперативным орбитальным аппаратом НАСА – возвращением космического корабля “Колумбия” 1 февраля 2003 года. Когда космический корабль запустился, большой кусок пены оторвался от шасси и вызвал значительный ущерб. к панели теплозащитного экрана. Это не повлияло на миссию в целом, но когда пришло время вернуться, произошла катастрофа. Перегретая плазма просочилась через сломанную часть шасси и быстро сгорела. Колумбия потерпела неконтролируемое падение, распалась и убила семерых храбрых космонавтов.

Pic Кредиты: космос

Несмотря на то, что Columbia была построена из четырех различных материалов, включая углеродистый углерод (RCC), многоразовые низкотемпературные и высокотемпературные теплоизоляционные плиты (LRSI и HRSI, соответственно) и многоразовые поверхностные теплоизоляционные покрытия (FRSI), именно через это бедствие. Но НАСА многому научилось из этого несчастного случая, и они полностью изменили фокус на свой следующий космический корабль, Орбитер.

НАСА узнало, что разные части самолета должны быть рассчитаны на разные температуры, чтобы термостойкие материалы для частей Орбитера не нагревались слишком сильно. Что касается передних кромок, то они использовали усиленное углеродное покрытие на высокотемпературных изоляционных плитках. Другие области были покрыты передовой гибкой и многоразовой изоляционные одеяла,

Наружный слой фюзеляжа был покрыт высокоэмиссионными покрытиями, благодаря чему челнок отражал большую часть теплового тепла. Была создана черно-белая мозаичная мозаика с белыми плитками, помогающими сохранять высокую теплоотражающую способность и поглощающими минимальное тепло, а черные плитки оптимизируют максимальную излучательную способность, позволяя космическому аппарату быстро терять тепло.

Pic кредиты: пространственные ответы

Как они работают

Плитки также поглощают нагрузку при повторном входе, и, поскольку они сделаны из аэрогелей кремнезема, материал в нижней части орбитального аппарата (также известный как LI-900) по существу составляет 94 процента воздуха по объему, что делает его делает его невероятно легким Плитка также может противостоять тепловому удару, а LI-900 может нагреваться до 1200 градусов, а затем сталкиваться с замерзшей водой без каких-либо повреждений. Вес плитки LI-2200 составляет около 22 фунтов на фут насыпной плотности, что делает его идеальным материалом для наказания.

Pic кредиты: пространственные ответы

Как Orion возвращается в Survives

Большая площадь поверхности на конце капсулы устраняет силу силы. Тепловой экран Orion также спроектирован так, чтобы выдерживать высокие температуры при сохранении аэродинамически стабильной траектории полета. Конструкция приличной скорости снижает скорость с 40000 км / ч до всего лишь 500 км / ч.

Даже эта скорость еще больше уменьшается при развертывании нескольких небольших парашютов диаметром более 2 метров, что снижает скорость до 30 км / ч. Тогда большие парашюты 7 метров в диаметре Затем они развернуты, а затем три массивных основных парашюта диаметром 35 метров, чтобы сделать посадку терпимой.