Industrija

Kako pristati v vesoljskem prevozu

Kako pristati v vesoljskem prevozu



[Prispevek slike NASA]

Zgodovina

Vesoljski plovilo, uradno poimenovanoVesoljski transportni sistem(STS) je morda najbolj veličastno inženirsko čudo, ki ga je človeštvo kdajkoli ustvarilo. Program se je začel kmalu po tem, ko je predsednik Nixon objavil NASA-in načrt za razvoj vesoljskega shuttle-a ali vesoljskega transportnega sistema (STS) za večkratno uporabo. Načrt je spodbudil obsežno prenovo programa Apollo, da bi razvili tehnologijo, ki bi se lahko uprla močni vročini in stresnim izkušnjam zrakoplovov, ko ponovno vstopijo v zemeljsko atmosfero, hkrati pa ohranijo plovilo za večkratno uporabo. Vesoljski plovilo je vodilno tehnološko vodilno področje in čudo človeškega inženirstva. Uporabljali so ga za razširitev temeljnih zakonov in omejitev, ki trenutno ovirajo človeštvo pri raziskovanju globokega vesolja. Njegov dvig znanja bi postal eden najpomembnejših dosežkov, ki jih je človeštvo kdaj koli doseglo.

Vendar je gradnja vesoljskega plovila izzvala inženirje po vsem svetu. Na papirju se mi je zdelo nepredstavljivo ustvariti vesoljsko plovilo, ki je dovolj odporno, da bi lahko zdržalo ponovni vstop in bilo po tem v delovnem stanju. Čeprav so inženirji iz NASA-e, ki so bili brez izziva, kmalu razvili Columbijo, prvo vesoljsko ladjo, v kateri naj bi bilo 11 astronavtov in 27.000 kilogramov v vesolje na vrhu a 56 metrov visokraketa. Medtem ko je bil vsak orbiter zasnovan za uporabo100 letov, je raketa Columbia neslavno eksplodirala naprej1. februar 2003, ko se je med ponovnim vstopom razbil in ubil vseh sedem astronavtov na krovu.

Težave pri ponovnem vstopu

Najtežji in najnevarnejši deli vesoljskega leta so ponovni vstop. Inženirji vesoljskih plovil so izzvani, da razvijejo vozilo, ki je sposobno prenesti neizmerno toploto in prisiliti orbiter. Orbiter se mora upočasniti od začetne hitrosti 28 000 kilometrov na uro (9-krat hitrejekot povprečna puškina krogla!) do precej počasnejšega 300 km / h nad navpičnico 4oo kilometer razdalja. Med ponovnim vstopom je pospešek tako pomemben, da je deležen toliko kot 7-krat sila gravitacije, ki letalo neverjetno obremenjuje. Medtem ko letalo še naprej pada skozi zemeljsko atmosfero, se zaradi velikega upora zračniki zunanjih delov orbite segrejejo do1,648 ° C.

Da bi preprečili, da bi letalo zajel plamen, je potrebno več oblik ploščic, ki so postavljene glede na toplotne zahteve območja. Visokotemperaturne izolacijske ploščice so spodnjo stran prekrile z nizkotemperaturnimi ploščicami na preostalem delu plovila. Prednji robovi vozila so ojačani s prevleko iz ogljika in ogljika, da preprečijo razpad plovila. Glavna razlika med prevleko je zunanja plast kože. Temnejša območja imajo visoko stopnjo prenosa toplote, medtem ko bele površine odsevajo toploto.

[Prispevek slike NASA]

Kljub temu, da je imelo plovilo, ki lahko prenese izjemno toploto, je moralo letalo varno drseti na Zemljo brez zunanje moči. Seveda izdelava takega vozila ni bila lahka naloga. Vendar dvojna delta krila zagotavljajo ravno dovolj dviga, da lahko plovilo drsi, čeprav ga pogosto imenujejoleteča opeka.

Zdi se intuitivno, če bi uporabili gladko površino, da bi ustvarili minimalno količino upora, vendar so se NASA-in inženirji zatekli k materialu z majhnimi režami, ki povečujejo turbulentni pretok, da bi ustvarili sekundarno zračno pregrado, ki bi se upirala toploti. Vendar upor pomembno vpliva na aerodinamiko lopute, zaradi česar se spušča s skoraj enako hitrostjo človeka s končno hitrostjo - približno 200 km / h dol na nadmorski višini približno 3 km. Za primerjavo bi šlo za enakovrednost letalskega pilota, ki sproži samo spust 2 minutiudariti ob tla.

Neizmerna hitrost spusta je presenetljivo koristna za vstop v ozračje. Velika premetana zadnja krila kažejo veliko dvigovanje, zaradi česar bi shuttle lahko preskočil ozračje, saj se poveča gostota - podobno kot preskakovanje skale z ribnika. Da bi preprečili silo, zaporedje računalniškega vodenja sproži 60-stopinjski naklon, da se shuttle strmoglavi v ozračje.

Plovilo nenehno upočasnjuje, vendar dviganje s kril povzroči, da letalo ohranja veliko hitrost, veliko prehitro, če naj bi shuttle pristal z neposrednim približevanjem. Da bi dosegli varno raven hitrosti, je treba dvigniti silo dvigala, zato se loputa nagne na bok, zaradi česar je smer dviga pravokotna na tla. Seveda se vesoljski plovilo nato odkloni smeri, tako da ga je treba zasukati za 180 stopinj, da silo usmeri v nasprotno smer. Letalo neprekinjeno izvaja manever, dokler se ne izravna 20 km od vzletno-pristajalne steze, kar poveljniku omogoča končni prilet.

Poveljnik postavi modul v zadnji možni trenutek in spusti prestave. Brez kakršnega koli potiska je le en poskus pristanka. Prehitro odpiranje zobnikov povzroči precejšen upor, zaradi katerega bi se shuttle ustavil in strmo padel na Zemljo. Preveč hitrosti in prestave se bodo sesule, kar bo podobno povzročilo katastrofalne okvare.

Bret Copeland še pojasnjuje zaplete pri pristajanju vesoljskega plovila.

Vesoljski plovilo je svetilnik, ki je pripeljal do največjega dosežka človeštva, saj je postavil stalno vesoljsko postajo, ki bi bila še naprej zasedena skorajdvajset let. Projekt je privedel do znatnega napredka v znanju in tehnologijah, morda je postavil temelje, ki bodo naslednjo misijo usmerili v druge svetove. Vse pa je v tehnologijah in geniju, ki se je lotil inženirstva vesoljskega plovila, ki ne bi moglo le astronavtov pripeljati v vesolje, ampak varno vrniti domov v istem šatlu, ki naj bi ga uporabili veliko, večkrat.

Čeprav so mnogi izgubili življenje, ko so se odpravili izven meja Zemlje, je vesoljski program uspešno zagnal več kot 130 raket in konec 350 ljudi v vesolje na najnaprednejšem, a najslabšem letalu na svetu: leteča opeka. Zaradi njihove drzne hrabrosti bo še naprej potiskal vesolje v ospredje, da bi odkril skrivnosti vesolja.

GLEJ TUDI: SpaceX uspešno izstrelil raketo Falcon 9

Napisal Maverick Baker


Poglej si posnetek: The Nimitz Encounters