Kembali ke rumah: reentry

Setiap astronot pulang dengan cara yang sama: dengan mengubah kecepatan menjadi panas. Kapsul yang datang dari orbit membawa cukup energi per kilogram untuk melelehkan beratnya sendiri dalam baja berkali-kali. Seluruh seni masuk kembali adalah menghilangkan energi itu cukup perlahan untuk bertahan hidup, dan cukup cepat untuk tidak melompat kembali ke ruang angkasa.

Mesin mulai jatuh. Udara melakukan pengereman.

Lihat

1. Deorbit terbakar. Menunjuk ke belakang, kapsul menembakkan mesinnya selama beberapa menit dan melambat sekitar 100 m/detik. Yang menurunkan sisi jauh dari orbitnya ke atmosfer.
2. Interface masuk, sekitar 120 km ke atas. Kapsul bertemu jejak tipis pertama udara masih bergerak pada sekitar 7,8 km / s.
3. Bola api. Udara di depan perisai panas dimampatkan begitu keras menjadi plasma bercahaya, ribuan derajat panas. Sinyal radio tidak bisa melalui selama beberapa menit. Perisai panas perlahan-lahan terbakar dan berlubang, membawa panas dengannya.
4. Koridor. Kembali dari Bulan pada 11 km / s, sudut masuk harus benar hingga pecahan derajat: terlalu curam dan perlambatan akan menghancurkan kru, terlalu dangkal dan kapsul skims off udara seperti batu keluar air.
5. Parachutes. Di bawah sekitar 10 km kapsul jatuh pada beberapa ratus km / jam. Parasut terbuka, dan mendarat pada beberapa meter per detik.

Mengerti

Dari orbit lingkaran 400 km (r = 6.778 km) kecepatannya adalah 7,67 km/s. Sebuah elips yang titik terendahnya adalah 50 km ke atas memiliki a = 6.603 km, dan pada 400 km kecepatannya harus 7,57 km/s. Pembakaran deorbit adalah perbedaan: sekitar 102 m/s, hanya 1.3% dari kecepatan orbital.

Daya tarik adalah ½ ρ v² C_D A. Kepadatan udara ρ kira-kira separuh setiap 5 km turun (tinggi skala sekitar 7,2 km), sehingga decelerasi meningkat tajam, puncak, dan jatuh saat kapsul melambat. Dalam model di atas:

Entri	Kecepatan	Sudut	Peak deceleration
Dari orbit rendah	7.85 km/s	1.5°	sekitar 8 g
Dari Bulan, terlalu curam	11 km/s	8°	sekitar 31 g
Dari bulan, di koridor	11 km/s	5.6°	sekitar 7 g
Dari Bulan, terlalu dangkal	11 km/s	4.8°	melewati kembali keluar

Kapsul nyata terbang dengan sedikit lift (pusat massa mereka adalah off-center, sehingga mereka terbang miring) dan gulung untuk memandunya, yang menurunkan puncak ke sekitar 4 g untuk Soyuz dan memperluas koridor Apollo ke sekitar 2 derajat.

Master

Model ini mengintegrasikan persamaan planar dari gerakan dengan gravitasi dan tarikan saja:

dv/dt = −μ r/|r|³ − (ρ(h) |v| / 2β) v,   (Inggris) ^ a b c d e f g

dengan β = m/(C_D A) = 350 kg/m² (seperti kapsul) dan H = 7,2 km. Untuk masukan balistik yang curam, Allen dan Eggers (1958) menunjukkan bahwa decelerasi puncak hampir independen dari β:

a_max ≈ v_E² sin γ / (2 e H)

Untuk kasus bulan yang curam (γ = 8 °) memberikan sekitar 44 g; simulasi penuh memberikan 31 g, karena gravitasi terus membengkokkan jalur lebih dangkal saat kapsul turun. Bagaimanapun juga, sudut masuk, bukan ukuran kendaraan, menentukan g-load, itulah mengapa setiap pesawat ruang angkasa yang kembali terbang koridor yang tepat.