¿Por qué la nave espacial no se quema al entrar del espacio a la superficie terrestre, mientras que los meteoritos se queman en la mesosfera?

Hay varios factores que ayudan a una nave espacial a reingresar a la atmósfera de la Tierra sin quemarse. Trataré de explicar a continuación.

Diseño de cuerpo romo

Si notas el lado inferior de un transbordador espacial, puedes ver que no tiene características. El cuerpo contundente ayuda a aliviar el problema del calor. Cuando un objeto, con la superficie en forma de punta hacia abajo, regresa a la Tierra, la forma contundente crea una onda de choque frente al vehículo. Esa onda de choque mantiene el calor a cierta distancia del objeto. Al mismo tiempo, la forma roma también ralentiza la caída del objeto.

Control de actitud .

Se refiere al ángulo en el que vuela la nave espacial. Aquí hay una descripción general de un descenso en lanzadera:

  1. Salida de la órbita : para reducir la velocidad de la nave de su velocidad de órbita extrema, la nave gira y realmente vuela hacia atrás durante un período de tiempo. Los motores de maniobra orbitales (OMS) empujan la nave fuera de la órbita hacia la Tierra.
  2. Descenso a través de la atmósfera: después de que está fuera de órbita de forma segura, el transbordador gira de nuevo por la nariz y entra en la atmósfera hacia abajo (como una panza) para aprovechar la resistencia con su fondo romo. Las computadoras levantan la nariz hasta un ángulo de ataque (ángulo de descenso) de aproximadamente 40 grados.

Materiales especiales resistentes al calor y baldosas aislantes utilizadas en el transbordador espacial para manejar las temperaturas extremas durante el reingreso

Carbono reforzado Carbono (RCC): este material compuesto cubre la nariz y los bordes del ala, donde las temperaturas son más altas.

Aislamiento de superficie reutilizable a alta temperatura (HRSI): estas baldosas de sílice negro se encuentran en la parte inferior de la lanzadera y en otros lugares que pueden alcanzar hasta 2,300 grados Fahrenheit (1,260 grados Celsius).

Aislamiento compuesto refractario fibroso (FRCI): estas losetas negras han reemplazado las losetas HRSI en muchos lugares porque son más fuertes, más livianas y más resistentes al calor.

Aislamiento de superficie reutilizable a baja temperatura (LRSI): estas baldosas de sílice blanca son más delgadas que las baldosas HRSI y protegen varias áreas de temperaturas de hasta 1,200 grados F (649 grados C).

Aislamiento de superficie reutilizable flexible avanzado (AFRSI): estas mantas exteriores, hechas de tela de vidrio de sílice, se instalan en la sección superior delantera de una lanzadera y soportan temperaturas de hasta 1,500 grados F (816 grados C). A lo largo de los años, estos se han apoderado de gran parte del material LRS en un transbordador.

Aislamiento de superficie reutilizable de fieltro (FRSI): este material mantiene temperaturas de hasta 700 grados F (371 grados C) y está hecho de fieltro Nomex blanco tratado con calor (un material utilizado en la ropa protectora de los bomberos).

Realmente no sé si has visto la película Apollo, donde volver a entrar en la tierra fue realmente una gran preocupación para los astronautas. Fue un escape bastante estrecho para la tripulación.

Hay un par de factores que deben tenerse en cuenta al ingresar a la atmósfera terrestre. A saber, el ángulo de reentrada del transbordador espacial y su forma. En observaciones exhaustivas se descubrió que los objetos contundentes representaban una mejor protección ya que las moléculas de aire no podían moverse demasiado rápido creando un colchón para el transbordador espacial que mantenía la onda de choque y los gases calientes lejos de la superficie exterior reduciendo la carga de calor.

En segundo lugar, el ángulo de reingreso es igualmente importante ya que un ángulo demasiado empinado aumentaría la fricción y un ángulo demasiado poco profundo rebotaría el transbordador espacial fuera de la atmósfera al reingresar. Por lo tanto, el ángulo considerado mayormente favorable es 40 °. Otra tecnología utilizada son los escudos térmicos ablativos, donde el escudo exterior está diseñado para dañarse y destruirse. la capa exterior está hecha de resina plástica pesada y se quema al volver a entrar. Esto provoca una reacción química que empuja los gases calientes lejos de la superficie de la nave espacial. Principalmente en dicha configuración, la capa externa está soportada por una gruesa capa de acero que se agrega como respaldo para la nave.

Los meteoritos, por otro lado, son desechos espaciales que pueden diferir en tamaño, desde una pequeña canica hasta 100 metros. La mayoría de los meteoritos carecen de masa y son considerablemente livianos, lo que les permite ganar una velocidad significativa en el vacío del espacio donde no experimentan ninguna fricción. Al llegar a nuestra atmósfera, experimentan fricción con las moléculas de aire, lo que hace que alcancen su punto de ebullición y, a su vez, se vaporicen. Algunos son tan livianos que debido a la fricción pierden su velocidad en lugar de quemarse y caer al suelo.

En 2014, la NASA presentó un escudo térmico Orion hecho de aluminio y aluminio-litio, con protección adicional contra el calor en forma de 970 baldosas que cubren la carcasa trasera de Orion. Los azulejos de la carcasa trasera son casi idénticos a los que protegieron los vientres de los transbordadores espaciales al regresar del espacio. El escudo térmico está construido alrededor de un esqueleto de titanio y una piel de fibra de carbono que le da al escudo su forma y proporciona soporte estructural para el módulo de la tripulación durante el descenso y la salpicadura.

Echa un vistazo a las fotos a continuación:

Ese es el módulo de comando Apollo durante el reingreso.

Escudo térmico en exhibición en el Centro Espacial de California.

Azulejos utilizados debajo del vientre del transbordador espacial Endeavour.

Las naves espaciales están especialmente diseñadas para resistir que el calor ingrese a la aeronave y afecte la instrumentación y la tripulación.

Este ha sido uno de los factores más importantes que ha arreglado el destino de muchos astronautas.

Kalpana Chawla, quien era un reconocido astronauta indoamericano, murió junto con muchos de sus compañeros de tripulación en el transbordador espacial colombia solo porque uno de estos azulejos no funcionó correctamente.

la nave espacial también arde, pero tienen escudo de fuego alrededor.

recuerda cuando la nave espacial de la NASA transporta astronautas (incluyendo kalpana chawla)

Descubro que creo que su nombre se introdujo en la atmósfera quemada.

porque su parte del escudo se rompió en el lanzamiento

el escudo es como pequeños bordes pegados a naves espaciales para ayudar a soportar temperaturas extremas

La NASA ha creado escudos térmicos que evitan esto, desde la catástrofe de una nave espacial que se estrelló y se quemó.