Үйге оралу: қайта кіру

Әрбір астронавт үйіне бір жолмен келеді: жылдамдықты жылуға айналдырып. Орбитадан келген капсуланың әрбір килограммы өз салмағының бірнеше есесін темірде ерітіп тастайтындай энергияны тасымалдайды. Жер шарына қайта кірудің барлық өнері – бұл энергияны тіршілік ету үшін жеткілікті баяу және космосқа қайтып түспеу үшін жеткілікті жылдам жою.

Двигатель — Ресейдегі өзен. Ауа қозғалысын тежейді.

Көру

1. Орбитадан шығару. Қатты дененің қозғалысы кезінде оның айналу жылдамдығы секундына 100 км-ге дейін өзгереді. Бұл орбитаның алыс жағын атмосфераға түсіреді.
2. Кірістіру интерфейсі, биіктігі шамамен 120 км. Капсула бірінші ұсақ ауа жолақтарымен кездеседі, олар секундына 7,8 км жылдамдықпен қозғалады.
3. Ауырсынған. Жылу қоршауының алдындағы ауа тым қатты қысылып, мыңдаған градусқа дейін қызған жарқыраған плазмаға айналады. Радио сигналдары бірнеше минут бойы өтпейді. Қазіргі кезде ыстық суды жылыту үшін, жылулық энергияны пайдалануға болады.
4. Коридор. Айдан 11 км/ с жылдамдықпен қайтқанда, кіру бұрышы градустың бір бөлшегіне дейін дұрыс болуы керек: тым биік болса, баяулау экипажды қиратуы мүмкін, ал тым төмен болса, капсула судан шыққан тас сияқты ауадан шығып кетеді.
5. Парашуттар. 10 км биіктіктен төмен капсула сағатына бірнеше жүз км жылдамдықпен құлады. Парашют ашық, секундына бірнеше метр жылдамдықпен ұшады.

Түсінген

400 км айналмалы орбитадан (r = 6778 км) жылдамдығы 7,67 км/с. Ең төменгі нүктесі 50 км биіктіктегі эллипстің a=6,603 км, ал 400 км-де жылдамдығы 7.57 км/с болуы керек. Орбитадан шығу жылдамдығының айырмашылығы: шамамен 102 м/с, бұл орбиталық жылдамдықтан тек 1,3% ғана.

Drag force is ½ ρ v² C_D A. Ауа тығыздығы ρ әр 5 км-ге дейін төмендейді (масштабтың биіктігі шамамен 7,2 км), сондықтан баяулау күрт артады, капсула баяулаған сайын төмендейді. Жоғарғы үлгіде:

Жазу	Жылдамдығы	Бұрыш	Шегіну шегі
Төменгі орбитадан	7,85 км/ с	1.5°	шамамен 8 г
Айдан, тым биік	11 км/ сек	8°	шамамен 31 г
Айдан, коридорда	11 км/ сек	5.6°	шамамен 7 г
Айдан, тым тар	11 км/ сек	4.8°	шығыстағы артқа шегініп кетеді

Шынайы капсулалар аздап ұшады көтеру (олардың масса орталығы орталықтан тыс, сондықтан олар бұрылып ұшады) және оны басқару үшін айналдыру керек, бұл “Союз” - ға ең жоғары g- ні шамамен 4- ке дейін төмендетіп, “Аполлон” - дың коридорын шамамен 2 градусқа кеңейтеді.

Басшы

Модель тек гравитация мен тарту күшімен жүретін қозғалыстың түзулік теңдеулерін ғана интеграциялайды:

dv/dt = −μ r/|r|³ − (ρ(h) |v| / 2β) v,   ρ( h) = ρ₀ e^( −h/ H)

β = m/(C_D A) = 350 кг/м² (капсула тәрізді) және H = 7,2 км. For a steep ballistic entry, Allen and Eggers (1958) showed the peak deceleration is nearly independent of β:

a_ max ≈ v_ E² sin γ / (2 e H)

Күннің қатты жағдайында (γ = 8°) бұл шамамен 44 g береді; толық модельдеу 31 g береді, өйткені гравитация капсула түсіп жатқанда жолды тереңірек бұрып отырады. Қай жағдайда да, кіру бұрышы, көлік көлемі емес, g-жүктеуді орнатады, сондықтан барлық қайтып келетін космос аппараты нақты коридорды ұшырады.